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0Cr18Ni10Ti厚壁鋼管的一種焊接新工藝

某石化公司煉油廠改、擴(kuò)建工程使用的0Cr18Ni10Ti厚壁鋼管,規(guī)格為273 mm x18 mm。該管線焊接質(zhì)量的好壞將直接影響到工程的總體質(zhì)量和生產(chǎn)的安全運(yùn)行,而打底焊技術(shù)是保證其焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。以前傳統(tǒng)工藝,重要焊件都是GTAW焊打底,背面充氬保護(hù),不用焊絲或采用實(shí)心焊絲。這里介紹的藝是采用藥皮焊絲GTAW打底,進(jìn)行了水平固定管的手工全位置焊接,背面無需充氬保護(hù),減少了輔助工作時(shí)間,焊縫質(zhì)量優(yōu)良。

1  焊接工藝

1.1  焊接方法

    0Cr18Ni10Ti是奧氏體不銹鋼,根據(jù)奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn),考慮到管壁較厚,散熱相對(duì)較快,選用CTAW打底、SMAW填充蓋面的組合焊接方法。焊機(jī)選用松下YD- 400SS。

1.2焊接材料

    0Cr18Ni10Ti是特殊性能用鋼,為保證其正常使用,焊接接頭應(yīng)具有與母材相同的性能。選擇TGF347藥皮焊絲作為氬弧焊用焊絲,直徑2.6 mm,為手工填絲。該焊絲具有背面自保護(hù)功能,焊接時(shí)焊縫背面不需充氬保護(hù)就能保證焊縫質(zhì)量,焊絲化學(xué)成分見表1。SMAKr選用A132焊條作為填充材料。

1.3坡口形式及定位焊

    坡口采用V形帶鈍邊的坡口形式。因奧氏體不銹鋼線膨脹系數(shù)大,焊后焊縫收縮嚴(yán)重。若坡口角度和組對(duì)間隙過小,打底焊道最后焊接的部分將出現(xiàn)沒有間隙的情況,導(dǎo)致無法完成該焊縫的焊接。選擇坡口角度為60° t2.5°.組對(duì)間隙為3 -4 mm.坡口尺寸見圖1。因其管徑較大,定位焊采用四點(diǎn)定位,每點(diǎn)定位焊縫長度10 - 15 mm,定位焊縫厚度1-2 mm。

1.4焊前準(zhǔn)備

    焊前將坡口兩側(cè)各20 mm范同內(nèi)的浦、污等清理凈,管內(nèi)、外側(cè)都要清理。若清理不干凈,這些有機(jī)物在電弧高溫作用下能分解成燃燒氣體,引起焊縫金屬產(chǎn)生氣孔和增碳,進(jìn)而使焊接接頭的耐蝕性下降。坡口兩側(cè)各100 mm的范圍內(nèi)應(yīng)刷涂料,防止牯附焊接飛濺。

    為保證焊縫質(zhì)量,防止外界雜質(zhì)污染焊縫,清理、打磨用的砂輪片、鋼絲刷不得用于清理、打磨其它材料,且鋼絲刷鋼絲的材質(zhì)應(yīng)力奧氏體不銹鋼。直接與鋼管相接觸的部分,如接地線、清渣錘等,其材質(zhì)應(yīng)與該鋼管相同。

1.5焊接工藝及參數(shù)

    鎢極氬弧焊采用直流正接,鎢極為鈰鎢極,規(guī)格2.5 mm,噴嘴直徑12mm。焊絲為真空包裝,不需烘干處理。焊縫正面需氬氣保護(hù),以維持電弧正常燃燒和保護(hù)熔池,氣體流量10 - 16 L/min。背面不需充氬保護(hù)。手工焊條電弧焊采用直流反接,焊條在使用前須經(jīng)烘干處理,烘干要求為:150℃,烘干1 h。

    為保證與根部的熔合良好,打底焊時(shí)焊縫不能太厚。收弧時(shí)要成緩坡形,熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑,防止弧坑裂紋的出現(xiàn),如果出現(xiàn)收弧縮孔或弧坑裂紋,應(yīng)用角向磨光極磨掉重焊。必須在坡口內(nèi)或焊縫上引弧、熄弧,不可在非焊接部位引弧、熄弧,以免損傷管材,產(chǎn)生局部腐蝕。

    由于0Cr18Ni10Ti是奧氏體不銹鋼,為防止出現(xiàn)碳化物析出敏化和晶間腐蝕,層間溫度應(yīng)控制在60℃以下。

2  焊接試驗(yàn)和接頭檢驗(yàn)

    按以上工藝進(jìn)行試焊,焊接完成后,外觀檢查無氣孔、焊瘤、凹陷及咬邊等缺陷,具有良好焊縫成形。

    對(duì)試件進(jìn)行拉仲、彎曲試驗(yàn)等力學(xué)性能測(cè)試,均大干520 MPa;面彎、背彎試驗(yàn)也都符合性能要求;射線探傷試驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)未熔合、裂紋等缺陷。試驗(yàn)結(jié)果表明采用擬定的工藝焊接的管線滿足實(shí)際生產(chǎn)中的力學(xué)性能要求。

3結(jié)  論

    采用TGF347焊絲GTAW打底、SMAW填充蓋面焊接的0Cr18Ni10Ti厚壁鋼管焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良,完全滿足使用要求。按上述工藝焊接完成管線,各項(xiàng)檢驗(yàn)全部合格,一次投產(chǎn)成功。

文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司

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