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Abstract: In the manufacturing process of the pressure vessel, the product rationality and advance of welding process will be directly related to the quality of the product. To ensure the quality of welding products, welding procedure evaluation must be made before welding construction. Welding procedure qualification istomake production welding test piece, test sample to determine whether the welded joints under various performance criteria in accordance with the welding process and standard requirementsDuplex stainless steel adoptssteel S31803 (GTAW) welding, the purpose is toget access to the mechanical properties of welded joints and corrosion resistance of the standard requirements through the welding procedure qualification andprovide the basis for the preparation of welding procedures in the future.
关键词: 双相不锈钢S31803;焊接方法;焊接工艺评定;力学性能
Key words: duplex stainless steel S31803;welding method;welding procedure qualification;mechanical properties
中图分类号:TG44 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0225-01
0引言
双相不锈钢是一类优良的耐腐蚀高强度和易于加工制造等诸多优异性能的钢种。它与奥氏体不锈钢制造有许多相似之处,但也有重要区别。双相不锈钢在焊接方面,它与奥氏体不锈钢的区别是,奥氏体不锈钢的焊缝凝固过程中易产生热裂倾向。而双相不锈钢具有非常好的抗热裂性,焊接时很少考虑热裂。双相不锈钢焊接最主要的问题是热影响区而不是焊缝金属,热影响区的问题是耐蚀性、韧性降低或焊后开裂。焊接时重点是考虑使在450~850℃温度范围内的停留时间最短。
1材料
焊接工艺评定材料。
1.1 试板材料采用ASME SA-240 S31803双相不锈钢板。
1.2 焊接材料①填充金属:在选用焊材时,应考虑与母材化学成份和力学性能性相配备的焊接材料。焊接材料所焊的熔敷金属强度、塑性和冲击韧性都不能低于被焊钢种的最低值。还应把焊缝可能产生的缺陷、焊接工艺、焊接规范、坡口形式和焊接设备等因素考虑在内。根据双相不锈钢SA-240(S31803)的特点,选用型号ER2209双相不锈钢焊丝作填充金属,这类焊丝的熔敷金属具有奥氏体-铁素体双相组织,其特点也具有较高的抗拉强度和良好的抗应力腐蚀能力或抗点腐蚀性能。②气体:采用氩气,其纯度为99.95%以上。
2焊接设备
采用美国米勒公司的(Syncrowave250)钨极氩弧焊机。焊接不锈钢时采用(GTAW)焊直流正接(DCEN),电极为负极,工件为正极。电极采用¢2.4mm2%钍钨极(AWS 5.12规范EWTh-2类别)通过将电极(钨棒)磨成顶角为25~30°来控制电弧。
3工艺制作
3.1 等离子和激光切割双相不锈钢采用与奥氏体不锈钢同样的加工方法,用等离子切割设备进行常规加工。
3.2 坡口加工双相不锈钢的接头设计必须有助于完全焊透,并避免在凝固的焊缝金属中存在未熔合的母材。坡口最好切削加工而不采用等离子切割和砂轮打磨。
3.3 焊前清理焊前工件坡口两边100mm范围内用丙酮或酒精等清理干净。
4焊接工艺
焊接工艺的制定应根据母材与焊材的可焊性来选择适当的焊接工艺规范。对于双相不锈钢来说,用(GTAW)焊接,通常使用填充金属为镍合金元素含量稍高的金属填充。定位焊时,背面应采用气体保护,每处长度不小于是15mm,电源极性采用直流正极(DCEN),第一层使用单道焊,二至七层采用多道焊,层间温度限于150℃以下范围内,以使后续焊道的热影响区有足够时间冷却。
4.1 层间温度双相不锈钢能够承受相对高的热输入,焊缝金属凝固后的双相组织的抗裂性优于奥氏体不锈钢焊缝金属。控制层间温度主要目的是为了防止450~850℃停留时间太长,可能会产生晶间腐蚀和热影响区的问题。所以层间温度限于150℃以下可被面产生晶间腐蚀和提高热影响区的耐腐蚀性和韧性。
4.2 气体保护最常用的惰性气体,有为纯度99.95%或更高的干澡氩气实施保护。焊接时应在起弧前几秒钟启动气体,灭弧后再保持几秒,保持时间最好足够使焊缝和热影响区冷却到双相不锈钢氧化温度范围以下。在电极的有效工作范围内,焊缝背部使用气体扩散网(小孔气筛)气体流速为12~18L/min的纯氩保护。
5焊接操作
根据工艺要求,用(GTAW)焊接,正背面均采用99.99%Ar气作保护,焊缝定位焊,在对接处一侧引弧,在把电弧拉至始焊部位,焊枪横向摆动,待金属熔化时连续填丝进行焊接。定位焊长度应不小于是15mm,在焊接填充根部第一道焊时将填充金属的起点和终点修磨成平滑过渡的倾斜角度。焊枪采用从右向左焊,焊炬角度与工件成60~800夹角,焊丝与工件给进夹角为150~250。
第一道焊时钨棒伸出气套一般为5~7mm左右电弧较集中,根部易熔合焊透。
焊接第二至七层应采用多道焊,尽量减少坡口焊道内的红热温度停留时间,层间温度控制在80~150℃以内,直至坡口填满。
6焊后热处理
双相不锈钢不需要进行热处理。否则会使双相不锈钢析出间相或脆性相,降低韧性和耐蚀性。
7检验
①焊后焊缝外观检查:用肉眼或数倍放大镜观察接头表面,焊缝表面未存在未焊透、未熔合、表面气孔、焊瘤等缺陷。②无损检测:X射线探伤按JB/T4730-2005探伤标准和ASME-Ⅸ卷QW-191探伤标准拍片合格。③力学性能试验:根据ASME-Ⅸ焊接工艺评定要求,分别取得面弯、背弯和拉伸试样各两件,经过对试样进行拉伸、弯曲、硬度、金相等力学性能试验。
关键词:承压设备;焊接;工艺评定
前言
随着我国经济建设的迅猛发展,带动了现今的石油、天然气等行业的发展。随着这些新兴行业的发展,对承压设备的质量要求也就随之越来越高。之前,各类的承压设备都有着各自不同的焊接工艺,评定标准也有所不同,而这些标准之前通常会出现一些矛盾,相互制约,这就严重影响到了承压设备焊接技术的发展。所以,我国相关部门重新修订了标准要求,这使各类承压设备标准之间有了结合统一。 本文就新出台的标准进行了探索与研究,针对其中的部分重点问题进行了思考与分析。
1.焊接工艺评定的概念
对于承压设备来说,焊接工艺是在其制造过程中尤为重要的关键点,焊接工艺的好坏直接影响到承压设备制造的质量。在制造承压设备中,焊接工程包括了外观焊缝、接头焊接、缺陷焊接、变形焊接等等。焊接工艺技术的评定首要规程就是拟定环节,拟定环节要根据材料的各方面性能、产品设计标准与要求和制造厂焊接技术能力等因素,由专业的焊接技术工人来进行拟定。在拟定环节中,最为主要的影响因素就是对其中所应用的金属材料焊接能力进行准确的评定,这样才能拟定出完整、有效的规程来进行焊接工艺评定。
2.重新评定的焊接工艺准则
2.1 焊接条件的变化
接头焊接技术和性能的多样性取决于承压设备的广泛应用。在焊接过程中,某一部位的焊接条件如果发生变化,那么随之就会引起其他部位的接头焊接性能也发生变化,所以这种变化是不可预见,也不可避免的。由于焊接条件的变化所导致的焊接部位接触点发生的力学性质变化,我们专业从事焊接工艺的技术人员还是可以基本掌握其变化规律的。但是,焊接接头部位的力学性质是设计承压设备的基础,所以在新评定的标准工艺准则中,将焊接条件的变化作为重点,其是否影响接头的力学性质成为焊接工艺评定的判定标准。
2.2 根据力学性质制定准则
在新修订的评定标准中,很多规定都是根据接头焊接部位的力学性质来制定的,比如各类参数的划分、钢材的分类、厚度替代等。举个例子,根据这一标准,可以把不同型号的奥氏体不锈钢归纳到一个分组内,虽然他们的耐腐蚀性是不同的,但是他们的接头焊接部位的力学性质相同。
2.3 检验项目的添加
在焊接工艺中还有一项重要的评定过程,那就是检验项目。检验项目最主要的就是检验力学性质,其中包括:拉伸性、弯曲性和冲击性。如果在此基础上要添加检验项目,那么就要作出相应的检验方法,给出合格指标,还要列出符合评定标准的焊接工艺适用范围,因为先前的评定标准对于新添加的检验项目不一定全部适用。
例如在不锈钢的焊接工艺中,想要添加检验“晶间腐蚀”这一项目,那么就要重新编制焊接工艺的评定标准。原来的“某一钢号母材评定合格可焊接工艺可以用于同组别号的其他钢号母材”这一评定标准就不能适用其中。对于添加其他检验项目也是如此。关于焊接裂纹、回火脆化、金相组织和腐蚀试验等等这些问题都是焊接性能的体现,要在评定前分别仔细总结研究,不能一概而论。通常,对于焊接工艺中添加的某些检验项目,都要严格按照以上的检验标准,若只是对焊接的试件有效,就不能成为替代范围的评定标准。
3.焊接工艺评定试件的分类
从焊接工艺的角度来讲,不同大小、不同外观、不同结构的承压设备在本质上都是由不同的材料经过不同的接头焊接制造出来的。而不同的接头焊接形式就是由不同的焊缝连接的,承压设备中的接头性能的基础就是焊缝焊接工艺。所以,在焊接工艺评定中的试件分类的对象不是接头而是焊缝。在焊接工艺评定标准中将试件分为两种:对接焊缝试件和角焊缝试件。针对这两种试件形式,分别对其适用范围给出了新的规定。对接焊缝试件和角焊缝试件的评定合格标准不可适用于塞焊缝试件、槽焊缝试件和端接焊缝试件,而从力学性质准则的角度,对接焊缝试件的评定合格标准的焊接工艺可以适用于角焊缝试件。
4.焊接工艺评定项目的确定
在焊接工艺评定中项目确定时,首先要在设计图样上,分别找出各类接头焊接的焊缝连接形式并与其所对应的焊缝试件类型进行匹配,凡是对接焊缝连接的接头就取对接焊缝试件。然后,根据角焊缝试件的评定标准用来评定非受压的角焊缝焊接工艺,取角焊缝试件。需要注意的是,角焊缝试件的工艺评定合格标准只能适用于焊件各类接头的角焊缝。
5.结束语
本文对承压设备制造中焊接工艺的评定标准中存在的重点进行了简要的分析。总之,焊接工艺的评定标准修订是为了有效、合理地规范焊接工艺技术,这为制造承压设备提供了一套合理的标准。在评定过程中会遇到很多无法预知的影响因素,为保证焊接制造的顺利进行,焊接工艺技术人员应严格按照这套标准来分析执行。对于这些不可避免的干扰因素,要正确理解焊接工艺评定标准准则中的核心思想和指导内涵,清楚地了解各类适用范围和检验程序,合理地分析和掌控干扰因素,努力优化焊接工艺评定过程,这样才能保证评定结果的真实性、有效性,从而保证承压设备的生产质量。承压设备焊接工艺评定的发展还需我们各位同仁们的共同努力,共同探索,才能迎接更好的明天。
参考文献:
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关键词:坡口;焊接顺序;焊接接头;熔口比;线能量
中图分类号:tg457 文献标识码:a 文章编号:1006-8937(2012)17-0086-02
1 技术要求
本试验执行《压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》、《不锈复合钢板焊制压力容器技术条件》等相关标准和技术条件。要求本试验对各种因素的影响有高度的敏感性、良好的再现性和试验生产的方便性。
2 试验材料
试验用的板材为爆炸焊接制作的不锈复合钢板,试验所用焊接材料为:
全部手工电弧焊:j427,a307,a137。
手工电弧焊+埋弧焊+埋弧自动焊:j427,a307,a137,h08mna,hj431。
3 试验过程
首先用复层3 mm、基层厚度14 mm的试板分不同焊接方法、不同坡口共六组实验。
第一组、第二组都属于手工电弧焊、焊接参数基本相同、四焊均有基层开始。不同之处是v型坡口分别开在基层和基层侧和复层侧。坡口形式和焊接顺序分别由图1和图2所示。
焊后,焊接接头经弯曲试验,结果均未合格。起裂时的弯曲角,第一组为120°,第二组为100°。据此,可得初步结论一:坡口开在基层侧和试件,焊接接头的弯曲性能优于坡口开在复层侧的接头。
第三组采用手工电弧焊+埋弧自动焊焊接序号2为埋弧焊,其电流660a~690a,电压39~41v,焊接速度为23m/h。其余层为手工电弧焊,坡口及焊接顺序见图3。
用此种焊接方法制备的试件,弯曲试验时,焊接接头的起裂角为85°。由此得出结论二:手工电弧焊+埋弧自动焊、其焊接接头的塑性劣于全部采用手工焊焊制的接头的塑性。
第四组、第五组试验完全用手弧焊操作,两组焊接线能量相近,坡口差别见图4和图5。
均由基层开始焊接,焊接接头的弯曲试验结果图4的起裂角为150°,图5的起裂角为180°。与第一、第二级相比,塑性均有提高。
第六组试验采用手工电弧焊+埋弧焊,其坡口示意见图6。
焊接后,其接头塑性试验的起裂角为130°。
根据第四、第五、六组的试验结果,可得出结论三:手工焊的v型坡口开在基层,而手工焊或手工焊+埋弧焊开在复层侧,先将复层刨掉一定宽度,再开成类似u型的坡口,这样试验后可看出焊接接头的塑性,可得到明显的改善。
4 焊接工艺评定试验结果分析
4.1 坡 口
将v型坡口开在基层一侧,施焊由基层开始是比较理想的选择,这样做的优点之一:复层焊缝可减少重复加热,尽可能地避免对前道焊缝产生的“中温敏化”效应和基层侧焊缝热影响区对复层焊缝的影响。对接头的抗腐蚀性能是有利的。其优点之二:避免了v型坡口开在复层规侧,降低了复层侧的熔合比,限制了过渡m—体塑性带的宽度,有利于焊接接头塑性提高。
对复层侧先将复层刨掉一部分,形成一种类似于u型的坡口。除使熔合比降低外,还可使焊缝的横截面基本牌对称状。对于埋弧焊是靠其线能量的增大,基层熔化的金属多形成对称的。这样的对称,对焊接应力的分布有利,特别值得一提的是,基层侧板焊缝截面适当大一些,这样可对两种金属焊接时产生的应力差作以弥补,对提高接头的塑性更为有利。这一点可由第六组工艺试验的结果明显优于其他未证明。否则,由于18-8钢线膨胀系数大大地超过碳素钢,在焊接加热,冷却过程中,两种不同金属的伸长,收缩不同,造成较大的应力差,容易起层。所以,笔者认为:只有当基层侧的受热量一定在时,可将两种金属的应力分布状态趋于相近。
另外,在类似于u型的坡口中焊接过渡层时,可视为平位堆焊,只要线能量适当地小,焊条不摆动,熔池不搅拌,不使基体金属
上翻,就可将熔合比降最小,减少过渡层生成m—体的机会,淬硬自会减少,这是提高接头塑性不可忽视的工艺问题。
4.2 焊接线能量
除坡口因素外,对焊接头的综合性影响因素之一是焊接线能量。在工艺试验中曾提到埋弧焊,由于其线能量大,焊接接头的塑性明显下降,严重时,还会由于复层和基层金属悬殊的线膨胀系数之差,在接合部位起层。这就相当于有了裂纹源,这样的接头,弯曲试验试验结果是不会合格的。同时,线能量大,会使奥氏体粗化,易于造成偏析。总之,焊接线能量不可过大,基层采用自动埋弧焊时,线能量也要予以控制。且坡口的钝边要足够大。
5 结 论
通过以上试验可以得出以下结论:不锈复合钢板的焊接,尽量采用实际双侧坡口型式,基层侧先焊,焊缝横截面的几何重心略偏向基层;采用小线能量;正确选用焊材并控制熔口比;坡口加工精确,组对严格,限制错边量;手工焊,埋弧焊均适于不锈复合钢板的焊接;为提高接头塑性,尽量选用碱性焊材。
参考文献:
[1] 中国机械工程学会锻压学会.焊接手册[m].北京:机械工业出版社,1992.
关键词: NB/T 47014―2011; 权限控制;工艺评定在线编制;PQR审核管理
中图分类号: TG422
0 前言
在经济全球化的背景下,国外大型石油企业如壳牌、美孚等公司都非常重视企业信息化的工作,把信息化作为加强国际竞争能力,提高公司内部管理水平和降低跨国协作成本的重要手段[1]。
国内的石油企业也在大力引入信息化系统,重点集中在ERP[2]、供应链和仓储管理系统[3,4]、数字油田[5]、CAE辅助钻井工程[6]和石油化工设施建设领域。随着诸多信息化系统的引入,使得企业的运作流程得到了优化[7] ,同时信息化能够使企业数据信息及时收集和分析,对于企业决策提供有力的依据。
焊接作为石油化工建设领域的重要一环,信息化的水平还较为落后,大部分石油化工企业的焊接工艺评定文件管理还处在纸质文件管理阶段,本文将这些复杂的管理流程进行合理的设计,开发基于Web的焊接工艺评定管理系统,系统采用C语言和Silverlight技术进行开发,搭建了工艺评定数据库。本文将传统石油企业的焊接工艺评定的编制、审核、领用和作废等流程通过互联网进行操作,实现无纸化办公,极大地提高了工作效率。
1 系统设计
大型石油化工建设企业焊接管理工作面临诸多实际的问题:
(1)施工项目遍布世界各地,往往由于地域原因造成沟通不畅、任务交办缓慢低效、文件传递不及时。
(2) 工艺评定编制工作量大。由于涉及pWPS(预焊接工艺规程)、PQR(工艺评定报告)和WPS(工艺卡)的编制,需要花费大量的时间,耗费人力物力。
(3) 工艺评定的审核流程复杂。审核流程的流畅运转需要涉及到诸多焊接工作人员,纸质流程的审批过程效率低下。
(4) 工艺评定领用和作废等管理工作复杂。总公司对各个项目部的工艺评定文件的申请、领用和作废的管理由于地域原因,不能做到及时处理,可能耽误项目施工的顺利开展。
本文针对这些问题,采用信息化的手段,开发基于B/S(Brower/Server)结构的Web应用程序,结合企业中实际的焊接管理流程进行了软件的设计。只有通过互联网进行在线管理,才能克服上述管理上的缺陷。
系统总体活动图如下图1所示。
pWPS/PQR/WPS编辑是工艺评定系统的基础,用户在此功能页面对预焊接工艺规程和焊接工艺评定报告文件进行添加和编辑。本功能以标准化,智能化,高效率为目的进行设计,系统在编辑界面提供了大量智能编写规则,并且会对于错误的输入格式给予提示。
系统对于焊接方法、机械化程度、类别和组别等栏目进行了优化,提供下拉框的方式进行选择。同时,本系统提供了对于复合金属材料的支持,当工艺文件选择复合金属材料时,通过选中对应的复选框,这时用户可以录入覆层金属厚度和基层金属厚度等参数。
为了方便用户离线使用,系统提供了导出Word版工艺卡功能。本文采用了COM库:Microsoft Word 11.0 Object Library中的函数,使用向模板文件写入文件的方法实现了导出预焊接工艺规程、工艺评定及工艺卡功能,导出Word速度迅速,文件格式规范工整。
1.2 审批流程功能设计
工艺评定审批流程是焊接工艺评定管理系统的核心功能,该流程包括申请新作PQR的审核,pWPS文件编制后的申请与审核以及PQR文件编制后的申请与审核。工艺评定审批流程如下图2所示。
新作PQR申请管理模块,技术部管理人员负责审核各个分公司提交的新作工艺评定申请,查看相应的申请书文件和委托书文件,如果确实有必要进行新作焊评,那么管理人员需要在线批准通过该申请,同时提交审批文件。
当新作PQR申请通过后,相应的人员需要开始编制pWPS文件,编制完成之后提交申请。此时进入pWPS的审核阶段。
pWPS审核流程涉及四种角色:焊接培训中心技术负责人(一审);技术部焊接主管(二审);压力管道质保工程师(三审);总工程师(批准)。
具体审批流程为:一审人员审核通过后交由二审人员审核。二审人员审核时需要对pWPS类型进行判断:若是压力管道的pWPS则将其交给压力管道质保工程师批准;若不是压力管道的PQR则可直接交给总工程师批准。压力管道质保工程师批准后,最终还需要将pWPS交给总工程师做最终批准。
审批人员在审批前,可以查看pWPS的具体编制信息。如果有审批人员驳回了文件的申请,需要提交审核意见,这个审核意见对于所有的用户是公开的,编制人员可以查阅审核意见进行修正。审核意见功能能够使得所有参与审核的管理人员和申请新作评定的用户看到审核信息,及时进行修改。
1.3 工艺评定目录设计
工艺评定目录是系统中所有焊接工艺评定的集合。该功能基于本文的工艺评定数据库实现。其中包括了工艺评定的存档编号、母材材质、焊接方法、评定日期等各种参数信息。
工艺评定目录维护功能可以查看并且修改系统中所有焊接工艺评定的内容。该功能模块可以使用模糊搜索快速找到合适的工艺评定文件,同时系统提供了方便的导出Excel功能,能够按照大类将所有的工艺评定导出为3个Excel文件,每个Excel表格按照NB/T47014标准中的组别号分为不同的Sheet,大大方便了用户的文件归档和整理。
1.4 工艺评定领用与作废管理设计
工艺评定领用包含两个部分:
(1)提供给项目部焊接工程师的工艺评定申请领用功能。项目焊接责任工程师通过使用本功能,可以查看系统中的工艺评定目录列表,对于需要的工艺评定进行申请。
(2)提供给相应的技术负责人方便的PQR领用和作废管理功能。
技术负责人可以在线审核公司所有项目部的领用申请。在管理界面用户可以查看到提交申请的项目部名称,PQR文件编号,归档号,大类号,申请时间以及审核状态。并且可以下载申请人提交的申请文件。
工艺评定作废管理提供给系统的管理人员对于系统中工艺评定的审查机制,对于系统中已经失效的焊接工艺评定,可以进行作废,为了更好地管理防止出现意外,系统作废备查机制需要用户提交作废备查的审批文件,通过在线系统进行记录保存,这样可以保证评定作废的准确性,防止意外情况的发生。
2 功能实现
2.1 权限控制与用户管理
权限控制是任何在线办公系统的基础,只有有效严格的权限控制,才能实现不同岗位人员的协调合作,保证系统的正常运转。对于本文的WEB系统来说,如果不建立权限管理系统,那么一个“非法用户”可以轻而易举通过浏览器访问Web应用项目中的所有功能。因此需要权限控制系统进行权限检测,让经过授权的用户可以正常合法地使用已授权的功能,而将那些未授权的非法用户拒之门外。
本系统中的每个角色对应具有固定的多个权限值的工作岗位。根据企业的实际需求,我们设置了9个不同的角色,它们分别是:系统管理员、压力总工程师、压力管道质保工程师、焊接主管(技术部)、焊接主管(焊培中心)、技术负责(焊培中心)、项目部焊接责任工程师、项目部总工程师和普通用户。
通过对于权限控制和角色的设计,我们系统的用户管理更加高效,管理员可以新增用户,并且赋予其相应的角色,同时选择他所在的部门,这样该用户就具有了该角色的所有权限。对于存在的用户,也可以对他的个人角色与所属部门进行更改,这种设计充分发挥了系统的灵活性,可以根据各个用户在公司中不同的岗位分配不同的权限。
2.2 功能展示
工艺评定在线编制界面如图3所示。
工艺评定编辑界面分为多标签页显示,提供了方便的下拉框选择方式,用户可以选择两种方式调用坡口图片:一种是直接从本地上传图片;另一种是从系统的坡口图中选择合适的坡口图来使用。考虑到网络稳定性的问题,系统提供自动保存功能,用户在输入过程中会进行定时保存,防止因为网络原因导致丢失数据。
工艺评定目录界面如图4所示。
可以看到,系统界面中提供了工艺评定目录,提供了详细文件查看和目录编辑的功能,同时,系统还提供了模糊搜索、更新目录和导出Excel等实用功能,使得在线的工艺评定目录的实用性大大增强。
3 结论
根据企业的实际焊接管理规定和工作流程,整合权限控制与工艺评定在线编制,实现了完善的焊接在线办公系统的功能。
(1)通过对于权限的控制,使得企业中不同角色的工作者可以很好地在线处理工作,并且通过灵活的权限分配机制,使得每个人在系统中的权限可以更改,实现灵活的工作。
(2)实现了焊接工艺评定编制系统,方便工艺评定编制人员使用,实现工艺文件数字化,为在线审核、在线领用提供了查阅的途径。
(3)在线焊接工艺评定申请和领用管理、在线工艺评定作废备查等功能使得公司对于焊接工艺评定的管理更加系统化,实现了工艺文件管理审核的在线办公。
参考文献
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【关键词】焊接工艺;不足;解决措施
中图分类号: P755.1 文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着我国经济和科技的发展,使得交通运输业、电力工程、航天航空工程以及海洋工程等一些大型工业工程得到了快速的发展。这些行业的发展与进步,加大了我国焊接工作量,为我国的焊接工艺的发展和进步提供了有力的条件,但是我国的焊接技术和焊接工艺水平与国际水平仍然存在着一定的差距。因此,做好对焊接工艺存在的不足及解决措施的研究,是当代焊接工作者们必须面对的课题。
一、焊接工艺的评定
不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、化学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。
1、焊接工艺评定标准
为规范焊接工艺评定工作,国际标准化组织(ISO)、美国机械工程师协会(ASME)、国家质量监督检验检疫总局、国家能源局等分别颁布了焊接工艺评定相关标准。
表1为目前常用的焊接工艺评定标准。
表1常用焊接工艺评定标准
2、焊接工艺评定常见问题
在实际生产中,焊接工艺评定常出现以下问题:
2.1焊接技术人员对焊接工艺评定相关标准的学习、理解不够,不清楚母材、填充金属、焊接方法等发生变化时是否需要重新进行评定,造成该重新评定的工艺未进行评定,而不需重新评定的工艺进行了评定。
2.2焊接工艺评定的内容未能覆盖标准要求的所有工艺参数,致使企业在第二方、第三方审核时被审核官开具不符合项,也给产品质量埋下隐患。
2.3未按相关产品标准要求对焊缝质量进行全部项目的检查,造成焊缝质量不稳定,甚至出现批量不合格。
2.4参加工艺评定的焊工、无损检测人员未取得相应资质,焊接工艺评定试验使用的电流表、电压表、理化性能试验监视测量设备未进行标定,致使焊接工艺评定无效,而需要重新进行评定。
2.5对预焊接工艺规程(PWPS)、焊接工艺评定记录(PQR)等资料未进行有效管理,甚至丢失了相关记录,造成质量记录检索、查阅困难,甚至需要重新进行工艺评定。
二、焊接工艺存在的不足
焊接工艺虽然相对于以前有了很大的突破和进步,也在被人们通过各种创新手段与其他工艺相结合,发展新型焊接技术和方法。但是由于各方面原因还是让焊接工艺存在着一些不足,让焊接的质量和效率不能够达到预期的目的。
1、焊接操作问题
现在的焊接工艺虽然有了一定的操作程序和规格,但是在实际操作过程中还是难免不能够达到非常精确和稳定的地步。操作人员在焊接过程中由于手法快慢控制不准确,即使是非常细小的失误和不恰当操作都会带来焊接质量的问题。还有就是操作时,焊接人员对焊接电流、电压、保护气体和焊接材料的控制,如果电流或者电压控制不稳定,或者是保护气体和焊接材料用量或者用法不合理也会导致焊接质量的下降。这些都是由于焊接人员操作所产生的问题,可以说是人为造成的,但是这也是焊接工艺的一部分,也是焊接工艺的不足之处。一种工艺无论能够带来多大的效益和好处,如果没有很好的执行能力,也是这种工艺的不足之处,因为执行者也是工艺的一部分。
2、焊接质量问题
焊接工艺虽然很好的解决了人们在生产和生活中的很多难题,但是焊接工艺中还是存在焊接后母材料的质量问题。如果焊接质量出现问题,那么被焊接的金属或者是非金属不能够被很好的使用,甚至不能够被使用,那么焊接工艺就失去了应有的意义和价值。如在钢筋的焊接时,经常会出现咬边、焊瘤和焊缝过大的情况,这些问题的出现让焊接质量大大下降,严重的甚至会影响钢筋的使用,如果在建筑行业中钢筋质量出现问题,那么带来的安全问题让我们不敢去想象。
3、焊接安全问题
任何操作和工艺都应该注意的就是安全问题,焊接工艺也不例外。在焊接人员进行操作的时候可能出现火星、铁水、废渣的迸溅问题,而且焊接时带有高温、高压和可燃性气体的工作,这些都是一些潜在的安全问题。火星、金属液体的迸溅对焊接人员,甚至是其他人员都造成了很大的威胁。高温、高压、电流、可燃性气体更是要特别注意的,这些焊接过程中运用到的,如果出现问题处理不当,不但会导致焊接失败,而且对人们的生命财产安全也是个极大的威胁。
三、提高焊接工艺水平的措施分析
1、规范操作程序,培训专业焊接人员
焊接工艺的评字是有着非常严谨的工序的,要稳定、精确和熟练的操作手法,这就要求我们要不断的规范焊接操作的程序,培养专业的焊接人员。现在的焊接工艺由很多的焊接方法和手段组成,每一种焊接方法都有着不同的注意事项和关键操作过程,所以要把每一项焊接方法都制定相应的操作程序和规范,让人们在焊接过程中严格执行。同时专业的焊接人员培养也是对焊接工艺水平提高的一种体现,因为焊接操作是焊接工艺的一部分,这方面专业人才的培养,是对焊接工艺的完善。只有专业的焊接人员,才能够保证规范焊接,达到良好的焊接质量,在焊接过程中不出现过多的失误。在焊接时能够很好的控制焊接速度,电流、电压等,而且能够注意焊接的环境是不是符合规定,是不是能够让焊接达到最佳效果。
2、焊接与计算机技术结合
焊接存在的一个最大问题就是操作不够精确和稳定,而且安全问题不能够保证。如果焊接工艺与计算机技术相结合,就可能很好的避免以前的不足之处。计算机技术能够通过软件编程,非常精确的控制焊接速度、电压、电流和气压等一些关键要素。而且自动化操作,可以避免一些人为操作所带来的危险,让操作人员处于一个相对安全的工作环境。
3、做好焊接前的检查工作
焊接工作要进行,必须要在检查所有器材和周围环境以后才能开始。因为焊接对风速、湿度、电流、压力有着很高的要求,如果不能达到规范的要求,焊接时不能够很好的展开和达到预期效果的。同时焊接前要检查被焊接金属是否有油渍、铁锈,还要对环境进行检查,是否有明火、可燃物、危险气体泄漏等问题。
四、结束语
综上所述,由于条件和技术的制约,我国的焊接工艺水平仍然达不到国际水准。而且,我国的焊接工艺评定和焊接工艺本身都存在着很多的问题,这些问题都会制约我国焊接工艺水平的提高。因此,我们要努力发现焊接工艺评定常见问题和焊接工艺存在的不足,做好提高焊接工艺水平的措施的研究,从而更好、更全面的提高我国的焊接工艺水平,使其能够更好的服务社会、服务人民。
参考文献
[1]《焊接工艺与操作技巧丛书》编委会.CO2气体保护焊工艺与操作技巧[J].辽宁科学技术出版社,2010-06-01.
关键词:压力容器;焊接;质量管理;
前言
目前,随着发展,与其它一些焊接结构不同,压力容器都是受压全焊结构,其焊接接头承受着与受压壳体相同的各种载荷、温度和 工作介质的物理、化学作用,不但应该具有与壳体材料基本相同的静载荷强度,且应该具有足够的塑性与韧性。焊接质量在压力容器的制造质量中起决定性的作用。焊接质量管理环节是相互制约并互相联系的,任何环节的管理漏洞都会直接造成压力容器的质量缺陷,必须重视压力容器的焊接质量的管理。
1焊工资格评定管理
焊工考试的目的是评定焊工焊出优质焊缝的能力,并对焊工资格进行评定审查。焊缝质量与焊工的操作技能与所具备的专业知识密切相关,焊工培训与焊工评定是质量管理体系中的重要环节,应定期检查焊工焊接质量和其资格评定情况,并根据具体情况采取培训和资格评定。培训和资格评定包括基本知识和焊接技能操作两部分。基本知识考试包括焊接安全知识和规定、压力容器基本知识、焊接材料、焊接设备、焊接方法和工艺的基本知识、焊接缺陷和变形的防止及消除措施等。焊接操作技能考试包括焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面,通过检验焊工考试试件进行评定。
2焊接设备使用维护管理
焊接设备主要有焊机、焊条烘干箱、保温桶、加热器、钳形电流表及其温度测量仪。为保证焊接质量,应定期对焊接设备进行全面的检查和维护。焊机都应装配电流表、电压表,焊条烘干箱要有温度表等仪器,并定期对焊接设备的电流、电压、温度显示进行校验,确保焊接所使用的工艺参数的正确。另外每次对设备进行全面的检查、维护与校验都要做记录,并进行保存,以便备查。
3焊接材料管理
在焊条周转或储存过程中,由于保管不善或存放时间过长,都有可能发生焊条吸潮、锈蚀及药皮脱落等缺陷,这就会影响焊条的使用性能,造成飞溅增大、产生气孔、焊接过程中药皮成块脱落甚至焊条报
废等。管理不善还可能造成错发、错用,造成质量事故。焊接材料的管理目的是确保压力容器的焊接正确、焊缝合格,应保证在整个生产过程中焊条的领用有条不紊。焊接材料的管理包括焊接材料的采购、验收、保管、烘干、发放和回收。焊接材料合格与否由焊材的订货、验收和复验来保证。焊接材料进厂后,检验人员应根据材料质量证明书、采购合同、订货技术条件及相关标准进行验收。
4焊接工艺评定及焊接检验管理
4.1焊接工艺评定
焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价,即通过拟定正确的焊接工艺保证焊接接头获得所要求的使用性能。作为焊接的质量管理,目前没有条件制定以各种使用性能作为焊接工艺评定的判断准则,因此以焊接接头的力学性能作为判断焊接工艺的准则。对于特殊材料,还需要增加化学成分分析及晶间腐蚀试验等。如要评定焊接工艺,首先要拟定焊接工艺指导书(PQR),用焊接工艺评定报告(WPS)来证明PQR的正确性。根据评定合格的焊接工艺制定具体的焊接工艺规程来指导具体焊接工作。每个WPS都有相应的评定合格的PQR与之对应,一般应对PQR及WPS编号归档。WPS上应按要求填入PQR号,以证明WPS是评定合格的。WPS是焊接质量管理体系的核心,是指导生产的标准依据,压力容器制造厂必须确保焊接工艺文件的正确性及可靠性。WPS必须是由本单位技术熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件,即焊接工艺评定不允许借用或交换。压力容器制造厂的焊接工艺文件一般分为通用焊接工艺及专用焊接工艺。通用焊接工艺是将厂内常用的焊接材料、结构、焊接方法和典型零部件的焊接汇总成通用焊接工艺文件。随着生产的发展以及新工艺、新材料、新标准的实施,需要不断对通用工艺进行必要的补充、更新和重新修订。专用焊接工艺是针对钢材的焊接性能,结合产品的特点,对特定产品制定的焊接工艺。若焊接对象是新材料或采用新的焊接方法,就需要按照JB 4708―2000《钢制压力容器焊接工艺评定》,对受压元件的焊缝,与受压元件相焊的焊缝,熔入永久焊缝内的定位焊缝,受压元件母材表面堆焊、补焊及以上焊缝的返修焊缝进行焊接工艺评定。
4.2焊接检验
焊接检验是确保压力容器可靠性必不可少的环节之一,包括焊前检查、焊接过程中工艺执行情况的检查、焊后焊缝的外观检查及焊缝的无损检测。焊前检查的内容包括确认焊工资格、确认焊接材料及其烘干温度和保温时间、焊缝坡口清理情况、焊缝装配质量、预热温度等的检验。焊接过程中的检查内容,主要是监督焊工是否按焊接工艺规程提供的参数进行焊接,如焊接电流大小、焊接电压、焊速、层数、层间温度、后热温度及保温时间的检查等。对于不锈钢制压力容器,由于不锈钢材料对热输入比较敏感,焊前不能预热,焊接过程中的层间温度不能超过100℃,焊接过程中的焊条摆动幅度不能超过2~3倍的焊条直径,以防止焊缝组织发生转变。焊后检查的内容包括焊缝外观成型检查、焊缝后热检查及焊缝的无损检测。焊缝外观成型检查即检查焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹坑、未焊满及飞溅物等缺陷,并对角焊缝的焊脚尺寸、对接焊缝的增宽尺寸及焊缝余高尺寸进行检查。对于有后热要求的焊缝,应在焊后立即进行焊缝后热,温度应按焊接工艺文件的规定进行,时间宜为0.5~1 h。在焊后立即对焊缝进行加热保温,有利于焊缝中氢原子的大量扩散,大多数有后热要求的压力容器焊缝往往都没有及时进行后热消氢处理,会对焊缝的
抗裂性造成一定的影响。焊缝的无损检测则根据图样、技术要求及标准规定的要求采取相应的检测方法,并执行合格等级相关条款。通过上述检验的焊缝即为合格焊缝,未通过上述检验的焊缝需返修。为确保焊缝返修质量,要制定相应的返修工艺,对于同一部位返修次数超过2次的焊缝进行返修,应经制造单位技术负责人批准。
关键词:压力容器 焊接 质量管理
1、焊接设备使用维护管理
焊接设备主要有焊机、焊条烘干箱、保温桶、加热器、钳形电流表及温度测量仪。为保证焊接质量,应定期对焊接设备进行全面的检查和维护。焊机都应装配电流表、电压表,焊条烘干箱要有温度表等仪器,并定期对焊接设备的电流、电压、温度显示进行校验,确保焊接所使用的工艺参数的正确。另外每次对设备进行全面的检查、维护和校验都要做记录,并进行保存,以便备查。
2、焊接材料管理
在焊条周转或储存过程中,由于保管不善或存放时间过长,都有可能发生焊条吸潮、锈蚀及药皮脱落等缺陷,这就会影响焊条的使用性能,造成飞溅增大、产生气孔、焊接过程中药皮成块脱落甚至焊条报废等。管理不善还可能造成错发、错用,造成质量事故。焊接材料的管理目的是确保压力容器的焊接正确、焊缝合格,应保证在整个生产过程中焊条的领用有条不紊。焊接材料的管理包括焊接材料的采购、验收、保管、烘干、发放和回收。焊接材料合格与否由焊材的订货、验收和复验来保证。焊接材料进厂后,检验人员应根据材料质量证明书、采购合同、订货技术条件及相关标准进行验收。验收一般有以下2种情况:①质量证明文件齐全,符合相关标准要求,检验人员认定合格,在材料质量证明文件上盖合格标记,然后入库。②质量证明文件或项目不全,对性能指标有怀疑、首次使用的生产厂家的牌号或产品技术要求有特殊规定的,要对焊材的熔敷金属进行复验。复验合格后盖合格标记,然后入库。入库后按种类、牌号、批次、规格及入库时间等分类堆放。焊接材料使用的正确由焊接材料库保管、存放、领用、发放等环节来保证。焊工凭焊接工艺指导卡填写焊接材料领用单,管理人员根据焊接工艺指导卡审核焊工填写的领用单,并在焊接材料发放台账上登记记录。记录内容至少要包括产品工号,焊缝名称,焊接材料的牌号、规格、生产厂家、炉批号,发放量及焊工代号。可以对任意产品的任意焊缝进行台账管理,使焊材的管理明确、可靠。焊条应在干燥与通风良好的室内仓库存放。焊条储存库内不允许放置有害气体或腐蚀性介质,焊条应存放在架子上,架子离地面高度及离墙面的距离不得小于300 mm。焊条储存库内应设置温度计和湿度计,室内温度不得低于5℃,相对湿度不得低于60%。焊条使用前须按有关规定进行烘干,对于奥氏体不锈钢焊条,例如A102的烘干温度,在JB/T 4709—2007《压力容器焊接规程》中给出的烘干温度为150℃,是按酸性焊条的要求进行烘干。而现在各大厂家对焊条的药皮成分进行了调整,焊条以钛钙型为主,故其烘干温度也大大提高,厂家推荐烘干温度基本在300~350℃。因此在烘干A102焊条时,应按厂家的推荐参数进行烘干。烘干后的焊条应置于100~150℃恒温箱内,每次领用的焊条不得超过4 kg。焊条在保温筒内最长使用时间不得超过4 h,若超过4 h,则应重新烘干,且最多只可烘干2次。焊工还应收回使用后的焊条头,便于进行当日剩余焊接材料的回收统计。
3、焊接工艺评定及焊接检验管理
3.1 焊接工艺评定
焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价,即通过拟定正确的焊接工艺保证焊接接头获得所要求的使用性能。作为焊接的质量管理,目前没有条件制定以各种使用性能作为焊接工艺评定的判断准则,因此以焊接接头的力学性能(拉伸、弯曲、冲击)作为判断焊接工艺的准则。对于特殊材料,还需要增加化学成分分析及晶间腐蚀试验等。如要评定焊接工艺,首先要拟定焊接工艺指导书(PQR),用焊接工艺评定报告(WPS)来证明PQR的正确性。根据评定合格的焊接工艺制定具体的焊接工艺规程来指导具体焊接工作。每个WPS都有相应的评定合格的PQR与之对应,一般应对PQR及WPS编号归档。WPS上应按要求填入PQR号,以证明WPS是评定合格的。WPS是焊接质量管理体系的核心,是指导生产的标准依据,压力容器制造厂必须确保焊接工艺文件的正确性及可靠性。WPS必须是由本单位技术熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件,即焊接工艺评定不允许借用或交换[10]。压力容器制造厂的焊接工艺文件一般分为通用焊接工艺及专用焊接工艺。通用焊接工艺是将厂内常用的焊接材料、结构、焊接方法和典型零部件的焊接汇总成通用焊接工艺文件。随着生产的发展以及新工艺、新材料、新标准的实施,需要不断对通用工艺进行必要的补充、更新和重新修订。专用焊接工艺是针对钢材的焊接性能,结合产品的特点,对特定产品制定的焊接工艺。
3.2 焊接检验
焊接检验是确保压力容器可靠性必不可少的环节之一,包括焊前检查、焊接过程中工艺执行情况的检查、焊后焊缝的外观检查及焊缝的无损检测。焊前检查的内容包括确认焊工资格、确认焊接材料及其烘干温度和保温时间、焊缝坡口清理情况、焊缝装配质量、预热温度等的检验。焊接过程中的检查内容,主要是监督焊工是否按焊接工艺规程提供的参数进行焊接,如焊接电流大小、焊接电压、焊速、层数、层间温度、后热温度及保温时间的检查等。对于不锈钢制压力容器,由于不锈钢材料对热输入比较敏感,焊前不能预热,焊接过程中的层间温度不能超过100℃,焊接过程中的焊条摆动幅度不能超过2~3倍的焊条直径,以防止焊缝组织发生转变。焊后检查的内容包括焊缝外观成型检查、焊缝后热检查及焊缝的无损检测。焊缝外观成型检查即检查焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹坑、未焊满及飞溅物等缺陷,并对角焊缝的焊脚尺寸、对接焊缝的增宽尺寸及焊缝余高尺寸进行检查。对于有后热要求的焊缝,应在焊后立即进行焊缝后热,温度应按焊接工艺文件的规定进行,时间宜为0.5~1 h。在焊后立即对焊缝进行加热保温,有利于焊缝中氢原子的大量扩散,大多数有后热要求的压力容器焊缝往往都没有及时进行后热消氢处理,会对焊缝的抗裂性造成一定的影响。焊缝的无损检测则根据图样、技术要求及标准规定的要求采取相应的检测方法,并执行合格等级相关条款。通过上述检验的焊缝即为合格焊缝,未通过上述检验的焊缝需返修。为确保焊缝返修质量,要制定相应的返修工艺,对于同一部位返修次数超过2次的焊缝进行返修,应经制造单位技术负责人批准。
4、焊接环境管理
焊接环境管理除广义上的施焊环境以外,还包括与焊接有关的焊接作业条件。我国压力容器标准GB 150—1998《钢制压力容器》中规定了压力容器的施焊环境,即出现下列任意情况且无有效防护措施时禁止施焊:①雨天及雪天。②手工焊时风速超过8 m/s,气体保护焊时风速超过2 m/s。③环境温度在—5℃以下。④相对湿度在90%以上。焊接环境的温度和相对湿度在距压力容器表面500~1 000 mm处测量。对于在制造车间焊接的压力容器,以上条件易于得到保障。而对于现场焊接的容器,如球罐、塔器等,就要采取搭设防风(雨)棚、生炉子等措施来解决上述问题。对于不锈钢制压力容器,除了要满足以上焊接环境的要求外,在制造过程中还应注意不锈钢制压力容器表面钝化膜的保护及铁离子的防护。
关键词:燃气工程;焊接;控制
Abstract: the author to close many years work experience, pipe welding quality management methods, as well as gas engineering construction of steel pipe welding quality control links and method is expounded, improve the quality of the gas engineering construction purpose.
Keywords: gas engineering; Welding; control
中图分类号:TU996.7文献标识码:A文章编号:
1焊接工艺评定
1.1 抗裂性试验
抗裂性试验在焊接工艺评定之前进行。由公司焊接责任师根据工程所焊材质的可焊性、规格及必要性,确定是否进行抗裂性试验.然后由公司管理者代表审核后送受委托单位试验并由其整理结果。其结果作为焊接工艺评定确定预热温度、层间温度、焊接材料的依据。
1.2 项目提出
焊接工艺评定的项目,由公司焊接责任师按有关标准根据产品或工程的需要提出.填写好焊接工艺指导书。焊接工艺指导书要求认真填写.焊接规范力求合理,并注明焊接工艺评定标准.交公司管理者代表审核后.连同工程任务单一起送交施工部门实施。焊材要符合相应国家标准.经复验合格且具有质保书。
1.3 试板准备
焊接工艺评定所用试板应符合相应的国家标准,且有符合要求的质量证明书.施工部门要根据焊接工艺指导书的要求准备好试板.试板尺寸按有关标准要求加工。公司焊接责任师对试板的材质、标志、坡口、规格等进行复核.确认无误后施工部门方可实施。
1.4 试件焊接
(1)施工部门要挑选技能熟练焊工,按焊接工艺指导书规范要求施焊.施焊过程要做好记录.并要保证记录的正确性和完整性,施焊过程如出现与规范不适应时.应与公司焊接责任师共同研究解决。
(2)试件焊完后,要在试件上打上焊接工艺评定编号.经外观检查合格后再写好委托单一起送受委托单位进行无损探伤及热处理。
1.5 试件无损探伤及热处理
(1)试件无损探伤按相应标准要求执行。
(2)试件热处理在无损探伤合格后进行。焊接工艺评定合格后的热处理规范为管道接头热处理规范。
(3)试件热处理后,还要根据相应标准对焊接工艺评定试件进行试样加工.标识移植.机械性能试验,金相试验,化学成分分析及其它试验。用于上述试验的设备要保证完好性和准确性。
2 焊接材料
焊接材料的管理直接关系到燃气管道安装质量的好坏,控制好焊接材料使用过程的各个环节才能保证焊接质量。焊接材料管理应按以下程序进行:
2.1 焊材检验
(1)复验要求:用于燃气管道的焊接材料.应按相应的标准制造,检验和选用必须有质量证明书和清晰、牢固的标记对信得过的厂家生产的焊条经常规复验合格,对信得过的厂家生产的焊条经常规复验合公司焊接责任师确认后,可予入库使用。如果有下列情况之一者应复验,缺少的项目应补齐:①质量证明书内容项目不全;②材料的性能和化学成份有怀疑时;③设计图样上有要求的;④用户要求增加的项目;⑤重要管道的焊材。根据管道技术要求和焊条质量状况,公司焊接责任师有权适当增加复验项目。
(2)复验程序:①复验时应查阅质量证明书,核实每种牌号焊材的进库量,各批号进库量,标明每批焊材入库编号;②公司焊材检验员填写焊接材料送验单,注明牌号、规格、制造厂家、出厂日期、批号、进货日期、送检日期、复验标准及项目,取样进行试验或复验。
(3)复验内容:①碳钢及低合金钢焊条
a)常规复验:检查药皮外观及焊条尺寸,工艺性能试验:
b)缺项复验:补齐所缺项目(或复验增加项目);
c)全部项目复验:熔敷金属力学性能,射线探伤,熔敷金属化学成份。
②不锈钢焊条
a)常规复验:检查药皮外观及焊条尺寸,工艺性能试验:
b)缺项复验:补齐所缺项目(或要求增加项目)。
c)全部项目复验:熔敷金属化学成份,熔敷金属力学性能,其它特殊要求。
③焊丝
a)外观检查及直径测量;
b)化学成份或其它特殊项目。
④ 焊剂
a)常规检验:焊接工艺性能,焊剂的硫磷量;
b)全部项目:焊缝金属拉伸力学性能,焊接试板射线探伤。
(7)复验结果由公司焊接责任师根据有关标准作出结论。
2.2 焊材保管
(1)焊材入库前必须包装完好,并有清晰牢固的标记,必须分类存放,逐箱逐包粘贴标签,标签必须标明型号(牌号)、规格、入库编号等,由公司焊材检验员确认。
(2)焊材应妥善保管,严禁露天存放,焊材库必须干燥通风,室内温度为l0-35℃ ,相对度不得大于60% ,并作好记录。焊材堆放必须与墙壁、地面保持200mm以上的距离。
(3)公司仓管员应注意检查焊材有无受潮、锈蚀、包装破损情况,并及时向主管领导汇报。
(4)现场的焊材库应有抽湿设备,存放焊条时间不能太长,烘干及发放记录按上述方法进行。
2.3 焊条的烘干
焊材经烘干后可留在120℃左右的干燥箱内进行保温。从干燥箱内取出的焊条在4 h内使用,因故烘干箱断电4 h以上,须重新烘干才能使用,一般重复烘干次数不得超过二次。
2.4 设备
焊材库的设备应及时维护保养,仪表应定期校验,在有效期内使用。
3 焊接施工
焊接工艺文件是产品施焊时必须遵循的工艺文件,焊接过程控制是保证焊接质量的关键,管道焊接时应编写焊接工艺文件并对过程进行控制。焊接施工应按以下程序进行:
3.1 焊接工艺文件的编写
(1)公司焊接责任师组织焊接系统有关人员进行图纸汇审
(2)焊接工艺应简明易懂,切实可行。
(3)焊接工艺编制的内容包括:
① 管道概况、管线号、材质、规格、焊口数; ② 焊前准备:坡口形式尺寸、装配间隙[31:③焊材牌号、规格、保护气体种类:④焊接工艺规范参数:焊接方法、预热温度、层间温度、焊接电流种类、极性焊接层次、焊接电流、电压、保护气体流量、焊后处理等:⑤焊后检查方法及要求:⑥应遵循的工艺守则及特殊注意事项,工艺措施:⑦焊材消耗定额;⑧对施焊焊工的资格要求:相应合格项目资格。且在有效期内;⑨ 接头焊接选用的焊接工艺评定号;⑩热处理内容。
(4)为确保焊接工艺文件的正确和统一,焊接工艺文件必须经审批.其程序为:由公司焊接责任师组织制定工艺.公司管理者代表批准。
3.2 焊接过程
(1)焊接责任师对焊接工艺文件中关键工序要向施工单位作技术交底。同时应经常深入施工单位了解和解决焊接工艺执行中的具体问题。
(2)检验员在组对后应对焊接坡口等项目进行检验.不符合要求的不得施焊。
(3)公司焊接责任师应督促焊工严格按工艺规定施工.如实填写“焊接工艺记录卡”。
(4)焊接过程如发生临时性修改、由公司工艺责任师编写“工艺修改通知单”由公司焊接责任师审核后或在原件上修改签章后方可执行。
(5)焊缝返修工艺按公司规定程序办理。
(6)焊接完成后,焊工必须清除熔渣、飞溅,进行自检并在距焊缝边20~50 lnlTl的醒目处打上清晰的焊工钢印号或标记号。
(7)施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊。①手工焊时风速大于10m/s;②气体保护焊时风速大于2 m/s:③相对湿度大于90%;④雨雾环境闭。
(8)产品焊完后,公司焊接责任师应整理资料。管道交工资料中需有带焊接接头编号的管道走向示意图,并做好焊工标记、焊接日期等详细记录。
4 焊缝返修
焊缝返修的次数、工艺是影响燃气管道焊接接头性能的主要方面。在燃气管道安装中要对焊缝返修进行控制。焊缝返修应按以下程序进行:
(1)燃气管道焊缝应力求一次焊接合格避免返修。当发现超标缺陷时应力争一次返修成功。减少返修次数。
(2)燃气管道焊缝发现超标缺陷进行铲除(或打磨)和补焊等工序即为一次返修。如果只作打磨处理。修磨处的厚度不少于设计厚度并允许不补焊时,则不计入返修次数。
(3)焊缝一、二次返修由焊接检验员填写焊缝返修报告并和有关焊工一起分析缺陷产生的原因.提出返修申请.经公司焊接责任师批准后制定返修工艺.指定返修焊工.由焊接检验员在现场指导下进行。
(4)超过二次返修,由公司焊接责任师填写焊缝返修报告并和有关人员共同分析缺陷产生的原因,提出返修申请.经公司管理者代表批准后编写返修工艺及制定有效措施.指定返修焊工,由公司焊接责任师在现场指导返修的进行。所有返修检验资料及“返修报告及记录卡”交工程部存档。
(5)焊缝返修焊工必须持有相应项目及有效期内的合格证。
(6)焊缝返修工艺应有焊接工艺评定为依据。返修部位需保证原有的特殊要求[31。
(7)焊缝返修应在热处理前进行;热处理后返修的焊缝还需再次热处理。
(8)全部焊缝返修合格后才能进行压力试验。
【关键词】 焊接工艺, 埋弧自动焊, Q345R , 18mm
【 abstract 】 this paper LanHe akesu sets of cascade hydropower stations project requirements of making the pressure pipe, and combining with the conditions and material of factors, consult relevant books. Through trial and error, weld assessment and improvement of welding technology, developed a set of the submerged arc welding 18 mm steel new process of the following.
【 key words 】 welding technology, automatic submerged arc welding, Q345R, 18 mm
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1前言
本文所提及的焊接指熔化焊。即利用局部加热的方法将联接处的金属加热至溶化状态而完成的焊接方法。
通常来说,施加到焊件金属上热量的大小与分布状态决定了熔池的形状与尺寸。焊接输入热量及其效率决定母材和焊条(焊丝)的熔化速度,因而影响焊接生产率。影响焊接过程中输入热量大小、分布状态等的主要因素是焊接工艺参数。因此,焊接工艺参数对焊接过程及焊接质量的好坏具有重要的指导意义。
充分利用焊接能量可提高焊接冶金反应中熔池的深度,可提高焊接效率。在此提及的新工艺即利用该要素,利用埋弧焊接电弧较稳定的特点,改进工艺、提高熔池深度,中、薄板(≤18mm)焊接不开对接坡口,直接进行埋弧施焊。焊后经UT、RT检测,未发现焊缝存在任何缺陷。对照相应规范,焊缝质量均可达到Ⅰ级、Ⅱ级要求。
2主材及焊接材料
2.1 主材
焊接主材为新疆八一钢铁股份有限公司生产,Q345R,18mm,热轧供货。化学成分及物理性能参数见下表:
表1主材化学成分及物理性能
表2焊丝化学成分及物理性能
表3焊剂化学成分及物理性能
3新工艺试验及技术要点
在初步拟定焊接工艺过程中,在达到焊接质量的情况下,要着重考虑现场施工环境,做出适合施工现场环境的焊接工艺。
3.1 前期准备
施工现场处于塔克拉玛干大沙漠西北边缘,夏季气温较高,降雨偏少。钢板在室外摆放,阳光直射,钢板温度较高,可达50~70℃。因此在工艺设计中,不进行焊前预热及焊后保温。
3.2 电流控制 通过调整电流的大小,控制提高焊接过程熔池深度。
3.3电压控制 根据试焊情况选择适宜电压。
3.4线能量调整在电流、电压调整可达到的熔池深度即反映线能量的高低。
3.5 层间温度焊接进行一遍后焊缝表面温度,与预热温度相近。
4编制焊接工艺指导书、工艺评定
4.1通过多次焊接调整试验、校核,最终制定焊接工艺,见表4。
表4焊接工艺指导书
4.2焊接工艺评定
焊接完成后UT、RT检测,均未发现超标缺陷。对焊缝进行加工制作成标准试块,进行焊缝物理性能试验。共进行拉伸、180°弯曲、0℃冲击三项性能试验,均达到规范要求。该新工艺评定合格,准予使用。
5结论
通过对焊接过程的分析,进行多次试验、总结。编制出适应现场施工情况,且经济适用的埋弧焊接工艺。对焊接过程提高很多,并减少开坡口的工序,不仅降低了施工成本,而且对焊接治疗有所提高,达到经济与效益双收益。
参考文献:
1. 《焊接手册》 中国机械工程学会焊接学会 机械工艺出版社2001
2. 《工程焊接手册》杜礼辰等编原子能出版社 1980
3. 《焊接结构工程强度》霍立兴机械工业出版社 1995