系统法兰焊接是配管制作中的难点。如果焊接工艺不对很容易发生法兰变形凸起的情况。焊接时环境温度过低、焊接区与非焊接区及焊层间温差大会造成法兰壁应力分布不均引起焊接质量差。采取相应措施(如感应加热等)保证焊接区与非焊接区间温差不大,焊层间温差保持不超过200℃,可有效地解决法兰变形问题。)管路焊接后要进行焊缝质量检查。检查项目包括:焊缝周围有无裂纹、夹杂物、气孔及过大咬肉、飞溅等现象;焊道是否整齐、有无错位、内外表面是否突起、外表面在加工过程中有无损伤或削弱管壁强度的部位等。对高压或超高压管路,利用探伤来检查焊口质量是一种常用的方法。探伤的方法有很多,常用的有x-射线探伤、超声波探伤等,但都有一定的局限性。比如x-射线探伤对于管径小于65a及壁厚大于18mm的焊口就不能准确判定,超声波探伤同样存在相似的问题,而且超声波探伤不能对焊口的缺陷定量分析。采用两种探伤方式相结合,有利于检查出不合格焊口。现代制造技术和焊接生产的发展,对焊接设备检测在测试内容、实时性和测试精度各方面的要求不断提高,使得传统检测仪器在结构和功能上的局限性日益突显,难以适应和满足高1效率、大信息化的现代1检测工作需要。
归纳目前管道焊接的施工工艺主要有下述几种:
1. 用纤维素下向焊条手工焊,当有硫化1氢腐蚀较严重的管线或在寒冷环境中运行的管线,采用低氢型立下向焊条焊接。 由于手工焊的灵活性以及焊接设备的要求不高等原因,目前室外管线的焊接,手工电弧焊的工作量仍占40—50%,例如近年来我国陕西至北京的管线工程就从伯乐公司购买了各种纤维素焊条1千多吨,预测今后几年我国油气管线的年需焊条量位3—5 kt,并还有增加的趋势。输油气管线焊接中经常出现的裂纹是冷裂纹,防止的有效措施是选用低氢型焊条,严格按照使用说明烘干,避免在雨、雪、雾气候条件焊接,采取焊前预热、焊后保温缓冷或焊后热处理等方法,都可以防止焊接裂纹的产生。
2. 立下向纤维素焊条打底焊,CO2气保焊填充面
由于CO2焊生产率高、成本低,该方法近年来不断得到推广和应用,但对油气管道焊,要实现全位置焊接必须在较小的电流范围内,用短路过渡形式完成,而短路过渡方式用于打底焊易出现未焊透等缺陷,因此采用立下向纤维素焊条打底实现单面焊,背面成型,然后再用的CO2气保焊填充面,这种工艺应用较普遍。众所周知,T-GMAW的优势在于进行单道焊接时,焊接速度高达200英寸/分钟。
3. 自保护药芯焊丝半自动焊
自保护药芯焊丝半自动焊特别适用于户外有风的场合,它不使用CO2靠药芯产生的气体保护,抗风性好,可用于管道的高熔敷率的全位置焊,目前以林肯公司生产的自保护药芯焊丝为各国所认同,其品牌有:NR-207、NR-204-H、NR-208-H等多种,可适用于X70、X80等管道的立下向焊。但该方法也存在打底焊时焊根易出现未熔合的缺陷。采用弧焊焊接不锈钢时,由于不锈钢和氧的亲和力很大,如果不采取焊缝保护措施,背面的焊缝金属很容易在焊接过程中氧化,合金元素烧损,且易产生焊接缺陷,造成焊缝金属的力学性能和耐蚀性下降。
4. 焊机的CO2气体保护半自动或全自动焊
由于对CO2气保焊短路过渡过程控制技术深入研究的结果,目前国外相继生产了对焊接电流和电压波形进行适时控制或对输出特性进行电能控制的电源,前述的美国林肯公司的STT表面张力过渡焊接技术就属于波形控制的范畴。基于焊接设备性能的提高,使得管道实现半自动及全自动CO2气保焊得以很好实现,这就大大提高了焊接效率和焊接质量。管子固定焊接法,又分水平位置固定、垂直位置固定和倾斜位置固定三种焊接法。
此外,在工厂内进行管道焊接也采用自动TIG焊,该方法质量好,但生产效率低。
快速热风焊接
快速热风焊接技术也是利用加热后的风或者空气来预热焊条与待焊母材相应部位的方法实现焊接的。但是,快速热风焊接技术所使用的焊接风嘴比较特殊,风嘴底部的形状一般为凸出的弯曲面,用来将焊条压入母材的待焊部位,而焊条则穿过焊接风嘴内部,并从风嘴中伸展出一段。加热时,一部分热风对风嘴底部的焊条进行加热,另外一部分热风则用于加热母材的待焊区域。由图可知,在快速焊接的工艺过程中,焊条从快速焊接风嘴中出来,并在焊接风嘴中***行部分预热。同时,从风嘴中吹出的部分热风对母材的待焊部位进行预热。焊接压力则通过风嘴的末端施加到焊条上,完成整个焊缝的焊接。管子纵向对接,是为了解决以有缝钢管代替无缝钢管的一种做法,或者将轧制钢板卷筒焊接而成。
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