高壓管道焊接工藝和質量控制研究論文
高壓管道焊接工藝和質量控制研究論文
焊接施工是316LMod高壓管道安裝的重要步驟,焊接過程中由於各種原因,焊縫中可能會出現夾渣、氣孔,焊接接頭效能質變等問題,影響高壓管道的安全。焊接工作中要嚴格按照工程的實際質量需求編制焊接工藝規程,做好質量控制工作,保證高壓管道的安全執行。
1316LMod材料的效能及焊接特點
1.1316LMod材料效能。316LMod是一種強腐蝕不鏽鋼材料,主要由碳、氮、錳、鎳等幾種奧氏體形成元素,矽、鉻、鉬等幾種鐵素體形成元素以及鐵元素組成。常溫情況下,316LMod的抗拉強度超過530MPa,屈服強度超過255MPa,50~400℃條件下,316LMod的抗拉強度在530~420MPa左右,屈服強度在145~240MPa左右。尿素生產過程中會產生大量的甲胺溶液、液氨等,高溫高壓環境下,甲胺溶液對於不鏽鋼具有極強的晶間腐蝕性,因此,一般的不鏽鋼材料並不能用於尿素行業。316LMod材料含碳量極低,抗晶間腐蝕能力強,因此在尿素行業中,經常會利用這種材料焊接高壓管道。1.2316LMod材料焊接特點。316LMod高壓管道的熱導率比較小,線膨脹係數比較大,如果選擇一般的焊接方法,焊接過程中很容易產生焊接變形,出現晶界貧Cr現象,使得鋼材的抗腐蝕性降低。因此316LMod高壓管道焊接的方法比較特殊,焊接過程中不需要進行預熱,層間溫度必須要低於60℃,且焊接接頭的冷卻速度應儘量的快,為了避免焊條中各種合金元素燒燬,最好選擇短弧焊接方式。另外,316LMod管道焊縫中柱狀晶體具有很強的方向性,焊接過程中很容易出現低熔點共晶體偏析的現象。因此,316LMod高壓管道的焊接方法比較特殊。
2316LMod高壓管道焊接技術
2.1焊接工藝方法。就目前來說316LMod管道常用的焊接方法由氬電聯焊、鎢極氬弧焊等焊接方法。實際的焊接施工之中,現場工作人員需要根據高壓管道的管徑以及壁厚情況,選擇不同的'焊接方法。比如,高壓管道管徑壁厚6mm時,可以選擇鎢極氬弧焊方式,當高壓管道的管徑壁厚超過6mm時,可以採用鎢極氬弧焊打底焊,利用焊條電弧焊方式填充。2.2焊接工藝引數選擇。實際的焊接工作中,通常情況下,選擇JQ.HOOCr19Ni12Mo2準1.6mm焊絲即可,焊接電流控制在60~80A,直流正接,焊接電壓控制在12~15V左右。焊條主要由CHS022準2.5mm焊條、CHS022準3.2mm焊條以及CHS022準4.0mm焊條等幾種,利用不同焊條焊接時,焊接電流、電壓、焊接速度都有一定的區別。2.3坡口加工及組對要求。316LMod管道切割時可以選擇無齒鋸、機械切割等切割方法,一般情況下,需要根據具體的工藝要求,合理選擇坡口角度、焊接透度,尤其316LMod高壓管道具有管壁厚、熱膨脹係數大、導熱係數小等特徵,坡口選擇不當,很容易導致焊接變形問題,一般將坡口角度控制在40°~55°左右較好,坡口傾角最好呈U字型,底部向上緩慢減小,坡口的間隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前,作業人員要能夠利用角磨機將基層焊縫坡口及兩側的鏽跡、油汙等清理乾淨,並使用酒精、丙酮等物質將坡口邊緣焊接區以及離邊緣10mmzu左右的相鄰區域清洗乾淨。坡口加工過程中,要邊澆水邊加工,水中的氯離子含量需要控制在25mg/L以下,為了保證坡口表面平整光滑,沒有毛刺、裂縫等缺陷,需要對坡口進行修磨。同時,焊接過程中保證接焊口組對內壁平齊,內壁錯邊量小於壁厚十分之一,不超過0.5mm,外壁錯邊量不超過2.0mm,焊接組對準確性高。2.4316LMod高壓管道定位焊。坡口及組對處理完成之後,對坡口進行全面細緻的檢查,確定沒有質量問題之後,可以進行定位焊。定位焊是整個高壓管道焊接施工的重要組成部分,定位焊的焊接長度、高度需要根據管道的實際情況進行確定。定位焊要保證焊接沒有起泡、裂紋、夾渣等缺陷,為了避免正式焊接過程中,焊接部位無法融合,定位焊起弧及收尾時要做到圓滑過渡。2.5充氬保護316LMod高壓管道焊絲打底焊時需要進行充氬保護,採用氬弧焊焊接方式時,需要利用氬氣進行管內連續保護,直到兩層焊道完成之後方可停止。充氬保護的效果透過焊接接頭的顏色進行判斷,一般情況下,焊接接頭呈現銀白色,說明充氬保護效果較好。
3316Lmod管道焊接質量控制
為了保證316Lmod高壓管道的焊接質量,焊接施工過程中需要嚴格按照相關的工藝要求開展焊接工作,加強質量檢查,及時發現焊接過程中存在的各種缺陷,制定完善的處理方案,避免焊接工作影響到管道的質量。焊接完成之後必須要及時進行焊接檢驗。焊接檢驗內容與管道的管徑、壁厚等密切相關,管徑壁厚不同,焊接檢驗的內容也存在一定的區別。當管徑小於等於40mm,壁厚小於等於5mm時,焊接檢驗的內容主要包括外觀檢驗、液體滲透檢驗、鐵素體含量檢驗幾部分。當高壓管道管徑超過40mm,壁厚大於5mm時,焊接工作分步完成,相應的,焊接檢驗工作也分步進行。打底焊及第一層填充焊完成之後,進行液體滲透檢驗、外觀檢驗以及鐵素體含量檢驗,檢驗結果合格,焊縫沒有出現夾渣、裂縫等缺陷後,利用丙酮將坡口表面清理乾淨,然後進行第二層焊接工作。第二層焊接完成之後,實施滲透檢驗,如果沒有缺陷,利用100%射線探傷方式再次檢驗。最終焊接完成之後,對整個管道安裝工程進行滲透檢驗、外觀檢驗及100%射線檢驗,必須要保證管道的安全性。滲透檢驗過程中,可以選用溶劑去除型著色滲透法,溶劑懸浮顯示劑中的有機溶劑滲透能力非常好,顯像靈敏度比較高,選擇這種溶劑進行檢驗效果較好。液體滲透檢驗過程中,管道表面的溫度應控制在15~50℃左右,為了保證溶液能夠比較徹底的滲透進管道缺陷之中,滲透時間應控制在15min以上。鐵素體含量檢驗時可以選擇探頭式測量儀器進行,一般情況下,316Lmod高壓管道中最大鐵素體含量不得超過0.6%。檢驗過程中以此為標準對管道的合格性進行判斷。檢驗之前,首先需要利用丙酮溶液將檢驗探頭、校驗試件、焊縫等清洗乾淨,保證表面沒有油脂、鏽跡等汙染物質出現,從而保證檢驗的精度。檢驗過程中,為了保證探頭沒有被汙染,確保檢驗結果的精確度,工作人員需要時常清洗。如果發現檢驗點鐵素體含量超標,需要利用砂輪片、丙酮打磨清洗處理之後再次檢驗,如果依然不合格,需要核對母材、焊材鐵素體檢驗報告,檢查是否存在不準確的地方。或者對焊材的使用過程進行檢查,及時發現操作不當的地方,予以修復處理。休氏實驗檢驗是評定焊接試件質量的重要方法,具體的操作過程中,現場工作人員必須要嚴格按照CWCEC工程設計標準8-A10S-95選擇試板位置、尺寸,按照一定的要求將焊接工藝評定試件送到對應的實驗室之中,由專業的實驗人員開展實驗過程。整個實驗一共經歷5個沸騰週期實驗,每一個沸騰週期為48h,如果每個週期內試件的腐蝕平均值不超過3.3um,就說明該材料質量合格,滿足工程需要。
4結語
316LMod高壓管道的焊接對於尿素生產企業有著十分重要的影響,實際的焊接施工過程中必須要加強焊接質量控制工作。焊接施工之前,結合工程的實際情況選擇恰當的焊接技術,焊接施工中嚴格執行相關的工藝規範,將焊接工藝與現場施工控制工作有效結合起來,因此,焊接單位必須要加強焊接全過程的質量控制,嚴格控制焊接作業流程,規範工人作業行為,並大力加強對焊接作業的全程質量監督和控制,從而更好的確保壓力管道焊接專案的質量和水平。從整體層面把握焊接工作,確保焊接質量符合高壓管道安裝施工標準要求,保證管道安全有效執行。
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