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長輸管道的焊接方法

更新时间:2019-11-28 14:39人气:6025
  中國鋼管信息港近期發表:采用組合截麵的鋼構件需用連接將其構成部分即鋼板或型鋼連成一體。全部鋼結構需在結點處用連接將構件拚裝成整體 。是以,鋼結構連接設計好壞將直接影響鋼結構的質量和經濟。
  
  鋼結構的連接方法,曆史上曾用過銷釘、螺栓、鉚釘和焊縫等連接,其中銷釘和鉚釘連接已不在新建鋼結構上使用,是以以下不再涉及此兩種連接。
  
  一、手工焊
  
  (1)焊條電弧焊 具有靈敏煩瑣、順應性強等特性,同時由於焊條工藝性能的不時改良,其熔敷效率、力學性能仍能滿足當今管道建立的需求,特別時焊接補焊時利用更普遍。焊條為纖維素型焊條和低氫型焊條,其下向焊和上向焊兩種辦法的有機分離及纖維素焊條良好的根焊順應性在很多場所下還是其它焊接辦法所不能替換的。
  
  (2)手工鎢極氬弧焊 焊接質量好,背部無焊渣,普通用來停止站場緊縮機進出口、球閥等設備,和管徑較小 、壁厚較薄的工藝管道,安放式角焊縫的裝配焊接。鎢極氬弧焊辦法請求焊前嚴厲停止坡口清算,焊接過程中須有防風措施。
  
  二、半主動焊
  
  (1)自保護藥芯焊絲半主動焊 該項技術在1996年的庫鄯線管道工程中初次利用於,隨後在蘇丹 、蘭成渝、澀寧蘭等管道工程中推行利用。這類焊接辦法操縱靈敏,環境順應才能強,焊接熔敷效率高,焊接質量好 ,焊工易於控製,焊接合格率高,是目前國內管道工程中首要的填充、蓋麵焊辦法 。
  
  (2)CO2氣體保護半主動焊 隨著焊接電源特性的改良,經過控製熔滴和電弧形態 ,CO2氣體保護焊的飛濺題目已根本處理,並開端在管道焊接中扮演首要角色,如STT型CO2逆變焊機的利用等。這類焊接辦法操縱靈敏,焊工易於控製,對不同的坡口順應性強,焊接質量好 ,焊接效率高,焊道潤滑,但焊接過程受環境風速的影響較大。STT半主動根焊請求管口組對過程中堅持對口間隙均勻分歧,否則將會在後序的填充 、蓋麵焊道中產生坡口邊沿未熔合、夾渣等缺陷。
  
  長輸管道的焊接方法
  
  三 、主動焊
  
  中國鋼管信息港近期發表:主動焊可利用於根焊和填充、蓋麵焊。主動根焊辦法采用主動內焊機或外焊機單麵焊雙麵成型。
  
  (1)內焊機“西氣東輸”管道工程中應用的主動內焊機是針對Φ1016mm管徑的管道根焊焊接專機,分別為英國NOREAST公司消費的內焊機和中國石油自然氣管道局PIW3640型內焊機。其特性為適用的管徑範圍窄,設備一次投資較大,但焊接效率十分高 ,Φ1016mm的鋼管根焊需時約70秒鍾擺布。由於是在鋼管內停止焊接,焊接過程中受環境風速的影響相比小,如圖1所示。
  
  (2)主動外焊機單麵焊雙麵成型根焊單麵焊雙麵成型根焊設備首要為意大利PWT公司的CWS.02NRT型主動外焊機,和美國LINCOLN公司的STT電源匹配主動外焊機。主動外焊機單麵焊雙麵成型的根焊設備處理了不用反麵襯墊的單麵焊雙麵成形根焊題目,根焊厚度達4.5mm,遠高於內焊機的焊接厚度(1~1.2mm),焊接效率高,Φ1016mm的鋼管根焊需時約8分鍾擺布。由於采用氣體維護 ,焊接過程對環境風速敏感,施工時應有防風棚等防風措施。
  
  焊接工藝過程
  
  1、焊前籌辦
  
  1.1選管
  
  由於西氣東輸X標使用的是DN813×9.5mm的螺旋鋼管,口徑相對於平時使用的鋼管要大 ,是以更加輕易出現兩個鋼管的周長不同,在某些方向的曲率半徑不相同 ,如許比較輕易在施工產生較大的錯邊量,從而直接影響全部焊口的焊接質量,所以在鋼管進進現場之前建議對每根鋼管兩端進行周長的丈量,然後對鋼管的分布有個大致的規劃,盡量使進行焊接的兩個鋼管周長之差不要超過3mm ,如許能夠減少錯邊帶來的缺陷的產生 。
  
  1.2坡口處理
  
  坡口清理對於根焊相當首要,否則輕易產生內咬、內凹 、氣孔等缺陷 ,坡口清理需要取出坡口內側及坡口兩側25mm範圍內的一切汙物。
  
  1.3坡口打磨
  
  坡口打磨技術要求:打磨坡口內側至出現金屬光澤同時又不許可傷及坡口角度。螺旋焊縫打磨技術要求:要求打磨坡口兩側10mm範圍內螺旋焊縫與母材平齊,並呈30度仰角平緩過渡。關於螺旋焊道的打磨要求較高是由於未打磨的螺旋焊縫和管道焊縫構成交叉焊縫造成三維應力及缺口效應,易造成裂紋,而且未打磨的螺旋焊縫與母材夾角處往往有鐵鏽 ,蓋麵時候輕易產生氣孔。另外對於焊接借口的螺旋鋼管的螺旋焊縫應當最少離開100mm,避免應力集中,產生缺陷。
  
  1.4坡口製備
  
  在坡口製備工程中,要特別重視坡口的角度和鈍邊,過大或過小都降影響焊口質量,過大的鈍邊一般會出現未焊透,過小的鈍邊輕易產生燒穿,都會影響到根焊的質量。所以應當嚴格按照工藝要求,一般選擇在1.5~2.0mm之間。
  
  2、根焊
  
  對於長輸管道采用下向焊的目的是采用大的焊接規範和相對少的焊接材料消耗從而達到進步工效、節約本錢,而很多焊工仍然采用的習慣的管道全位置向上焊的大間隙、小鈍邊的對口參數用作管道下向焊技術,既是不科學的,同時也是不經濟的。如許的對口參數,不僅增加了焊材的無謂消耗,而且隨焊材消耗的增加,同時也增加了焊接缺陷產生的概率。而且根部缺陷的返修較填充蓋麵中產生的缺陷要為困難,所以根焊的對口參數選擇相當首要,一般間隙在1.2-1.6mm之間,鈍邊在1.5-2.0mm之間。
  
  在進行根焊時,焊條要求和管道軸線成90度夾角,並指向軸心,精確的焊條姿式是保證根焊背麵成形的關鍵,特別是在保證根焊焊道位於焊縫中間和消除內咬及單邊未焊透上,當調整焊條縱向夾角可以改變焊條穿透能力,由於一般不能獲得完全一致的坡口間隙和鈍邊,所以要求焊工必須通過焊條縱向夾角的調節以調整電弧的穿透力,以適應接頭坡口和焊接位置。焊條應保持在接頭的中間,除非發生電弧偏吹。焊工可以通過調整焊條與管道軸線夾角角度及保持短弧可以消除電弧偏吹,否則電弧吹向的單邊坡口內側將發生內咬,另一側發生未焊透。
  
  對於焊道熔池的控製,為獲得一個內部成形良好的根焊焊道,在根焊過程中始終保持一個小的,可見的熔池是關鍵,假如熔池變得過大 ,馬上會導致內咬或燒穿。通常,熔池的尺寸3.2mm長最為理想,一旦發現熔池的尺寸發生微小變化 ,則馬上應通過調整焊條夾角 ,電流等措施,使合適的熔池尺寸得以保持 。
  
  中國鋼管信息港近期發表:根焊清根是保證根焊在全部焊縫中質量的關鍵,根焊清根的要點是清楚凸行焊道和車軌線 ,假如清根過度,會造成根焊太薄,熱焊時輕易發生燒穿,清的不夠,則易產生夾渣和氣孔。清根要用4.0mm厚的碟形砂輪片。我們的焊工通常喜歡用1.5或2.0mm返修切割片作為焊接清渣工具,但是1.5或2.0mm切割片往往易產生深槽,在隨後的焊接過程中產生不完全熔合或夾渣,從而造成返修,同時1.5或2.0mm切割片的清渣損耗和清渣效率都不如4.0mm厚的碟形砂輪片。對於清除要求使車軌線清除,並使魚背修成接近平或微凹。
  
  3、熱焊
  
  在根焊清根保證質量的條件下,方能進行熱焊,通常熱焊與根焊之間的間隙時間不能長於5min。半主動保護焊通常采用後拖角為5度-15度,並且焊絲和治理軸線成90度夾角。熱焊道原則是不作或作小副橫向擺動,在保證電弧位於熔池前端條件下,帶著熔池下行,在4點鍾到6點鍾;8點鍾到6點鍾位置應當進行適當的橫向擺動以避免在仰焊部位產生過凸的焊道。
  
  對於起弧、收弧氣孔的清除,可以在起弧處稍做停頓,便於氣體浮出熔池,或者采用搭接起弧、收弧是解決起弧、收弧氣孔的最有效方法;焊道完成後用4.0mm厚的碟形砂輪片往除凸形焊道。
  
  熱焊過程中假如發生根焊燒穿,則不得采用半主動保護焊進行修補,否則會在修補焊道中出現密集氣孔。精確的工藝是發現燒穿時立即停止進行半主動保護焊,對根焊燒穿處特別是燒穿處的兩端進行修磨成緩坡過渡,按根焊工藝要求用手工纖維素焊條對燒穿處進行補焊,等補焊處焊縫溫度降到100度~120度時再按正常熱焊道半主動保護焊工藝繼續進行焊接。
  
  熱焊道工藝參數的選用原則是以對根焊道不產生燒穿為原則,盡可能采用高的的送絲速度和與送絲速度相匹配的焊接電壓,其優點是:可以獲得高的焊接速度,高的送絲速度可以獲得大的熔深,大的電弧電壓可以獲得寬的熔池,如許可以使根焊道清渣後殘留的渣,特別是根焊道車轍線內埋沒的渣熔出,浮到熔池的表麵,而且可以獲得凹型焊道,減輕熱焊道清渣勞動強度。
  
  熱焊道清渣原則上要求鋼絲輪進行清渣,對於局部往除不了的渣要求砂輪往除。局部凸型焊道要求用4.0mm厚的碟形砂輪片打磨,往除凸出部分(首要發生在5:30-6:30點鍾位置),否則易產生柱狀氣孔。不許可在焊道上有焊渣 ,由於焊渣的存在將影響填充焊電弧導電性,造成瞬中斷弧,形成局部密集氣孔。
  
  4 、填充焊
  
  在保證熱焊道焊接質量的條件下 ,才能進行填充焊道,填充焊的焊接要求基本上和熱焊相同,送絲速度稍大於熱焊,電壓稍高於熱焊。在填充焊道完成後,要求2點-4點,8點-10點填充焊基本和母材表麵平齊,所留坡口餘量最大不得超過1.5mm,以保證蓋麵焊時 ,立焊位置不會出現氣孔或者低於母材,必要時要求填充焊增加一道立填焊。立填焊隻在填充焊道在2-4點鍾、10-8點鍾之間當填充焊完成後,在上述位置其填充表麵距坡口表麵相差較多,如直接蓋麵,完成焊道後,在上述位置會出現焊縫表麵低於母材表麵時才增加一道立填焊。立填焊必須起弧後一次完成,不得在焊接過程中斷弧,由於在這一名置的焊接接頭很輕易出現接頭密集氣孔。立填焊通常不作橫向擺動,帶著熔池下行,可以在立焊位置獲得微凸或平的填充焊道表麵,如許可以避免蓋麵焊縫表麵出現凹形和焊道中間低於母材。立填焊的焊接工藝參數選用原則是相對高的焊接送絲速度,相對低的焊接電壓,如許可以避免出現氣孔。
  
  5、蓋麵焊
  
  在保證填充焊接質量的條件下 ,才能進行蓋麵焊接 。由於半主動保護焊的高熔敷效率,蓋麵焊時要特別重視焊接工藝參數的選用。而工藝參數選用的關鍵是送絲速度、電壓 、後拖角、幹伸長和焊接速度。為避免產生氣孔 ,應選用較高的送絲速度,較低的電壓(電壓較正常的和送絲速度匹配的電壓低一伏擺布),較長的幹伸長,對於焊接速度以保證焊接電弧始終位於焊接熔池的前方為原則。在5點-6點,7點-6點 ,可增大幹伸長改焊為推焊,如許可以獲得較薄的焊道層,以避免在焊道的仰焊部位餘高超高。為消除蓋麵焊在仰爬坡部位和立焊部位產生接頭氣孔,在立焊部位通常必須一次焊完 ,在2點鍾-4點半鍾,10點鍾-8點半鍾嚴禁產生焊接接頭,以避免氣孔的產生。為避免產生仰爬坡部位接頭氣孔,采用先焊4點半鍾--6點鍾,8點半鍾-6點鍾之間焊縫,然後再焊12點鍾-4點半鍾,12點鍾-8點半鍾之間的焊縫,可以有效避免仰爬坡部位接頭氣孔的產生。蓋麵焊的焊接工藝參數基本上和熱焊相同 ,隻是需要送絲速度稍大一些 。
  
  焊縫連接是當前鋼結構的首要連接方式,手工電弧焊和主動(或半主動)埋弧焊是目前利用最多的焊縫連接方法。與螺栓連接相比,焊接結構具有以下的優點: ( 1 )比較 鋼板的螺栓連接和焊縫連接,可見焊縫連接不需鑽孔 ,截麵無削弱;不需額外的連接件,構造簡單;從而焊縫連接可省工省料,得到經濟的效果。這些可以說是它的最大的優點。( 2 )焊接結構的密閉性好、剛度和整體性都較大。此外,有些結點如鋼管與鋼管的 Y 形和 T 形連接等,除焊縫外是較難采用螺栓連接或其他連接的 。

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