高压管道焊接工艺和质量控制研究论文

时间:2021-08-31

高压管道焊接工艺和质量控制研究论文

  焊接施工是316LMod高压管道安装的重要步骤,焊接过程中由于各种原因,焊缝中可能会出现夹渣、气孔,焊接接头性能质变等问题,影响高压管道的安全。焊接工作中要严格按照工程的实际质量需求编制焊接工艺规程,做好质量控制工作,保证高压管道的安全运行。

  1316LMod材料的性能及焊接特点

  1.1316LMod材料性能。316LMod是一种强腐蚀不锈钢材料,主要由碳、氮、锰、镍等几种奥氏体形成元素,硅、铬、钼等几种铁素体形成元素以及铁元素组成。常温情况下,316LMod的抗拉强度超过530MPa,屈服强度超过255MPa,50~400℃条件下,316LMod的抗拉强度在530~420MPa左右,屈服强度在145~240MPa左右。尿素生产过程中会产生大量的甲胺溶液、液氨等,高温高压环境下,甲胺溶液对于不锈钢具有极强的晶间腐蚀性,因此,一般的不锈钢材料并不能用于尿素行业。316LMod材料含碳量极低,抗晶间腐蚀能力强,因此在尿素行业中,经常会利用这种材料焊接高压管道。1.2316LMod材料焊接特点。316LMod高压管道的热导率比较小,线膨胀系数比较大,如果选择一般的焊接方法,焊接过程中很容易产生焊接变形,出现晶界贫Cr现象,使得钢材的抗腐蚀性降低。因此316LMod高压管道焊接的方法比较特殊,焊接过程中不需要进行预热,层间温度必须要低于60℃,且焊接接头的冷却速度应尽量的快,为了避免焊条中各种合金元素烧毁,最好选择短弧焊接方式。另外,316LMod管道焊缝中柱状晶体具有很强的方向性,焊接过程中很容易出现低熔点共晶体偏析的现象。因此,316LMod高压管道的焊接方法比较特殊。

  2316LMod高压管道焊接技术

  2.1焊接工艺方法。就目前来说316LMod管道常用的焊接方法由氩电联焊、钨极氩弧焊等焊接方法。实际的焊接施工之中,现场工作人员需要根据高压管道的管径以及壁厚情况,选择不同的焊接方法。比如,高压管道管径壁厚6mm时,可以选择钨极氩弧焊方式,当高压管道的管径壁厚超过6mm时,可以采用钨极氩弧焊打底焊,利用焊条电弧焊方式填充。2.2焊接工艺参数选择。实际的焊接工作中,通常情况下,选择JQ.HOOCr19Ni12Mo2准1.6mm焊丝即可,焊接电流控制在60~80A,直流正接,焊接电压控制在12~15V左右。焊条主要由CHS022准2.5mm焊条、CHS022准3.2mm焊条以及CHS022准4.0mm焊条等几种,利用不同焊条焊接时,焊接电流、电压、焊接速度都有一定的区别。2.3坡口加工及组对要求。316LMod管道切割时可以选择无齿锯、机械切割等切割方法,一般情况下,需要根据具体的工艺要求,合理选择坡口角度、焊接透度,尤其316LMod高压管道具有管壁厚、热膨胀系数大、导热系数小等特征,坡口选择不当,很容易导致焊接变形问题,一般将坡口角度控制在40°~55°左右较好,坡口倾角最好呈U字型,底部向上缓慢减小,坡口的间隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前,作业人员要能够利用角磨机将基层焊缝坡口及两侧的锈迹、油污等清理干净,并使用酒精、丙酮等物质将坡口边缘焊接区以及离边缘10mmzu左右的相邻区域清洗干净。坡口加工过程中,要边浇水边加工,水中的氯离子含量需要控制在25mg/L以下,为了保证坡口表面平整光滑,没有毛刺、裂缝等缺陷,需要对坡口进行修磨。同时,焊接过程中保证接焊口组对内壁平齐,内壁错边量小于壁厚十分之一,不超过0.5mm,外壁错边量不超过2.0mm,焊接组对准确性高。2.4316LMod高压管道定位焊。坡口及组对处理完成之后,对坡口进行全面细致的检查,确定没有质量问题之后,可以进行定位焊。定位焊是整个高压管道焊接施工的重要组成部分,定位焊的焊接长度、高度需要根据管道的实际情况进行确定。定位焊要保证焊接没有起泡、裂纹、夹渣等缺陷,为了避免正式焊接过程中,焊接部位无法融合,定位焊起弧及收尾时要做到圆滑过渡。2.5充氩保护316LMod高压管道焊丝打底焊时需要进行充氩保护,采用氩弧焊焊接方式时,需要利用氩气进行管内连续保护,直到两层焊道完成之后方可停止。充氩保护的效果通过焊接接头的颜色进行判断,一般情况下,焊接接头呈现银白色,说明充氩保护效果较好。

  3316Lmod管道焊接质量控制

  为了保证316Lmod高压管道的焊接质量,焊接施工过程中需要严格按照相关的工艺要求开展焊接工作,加强质量检查,及时发现焊接过程中存在的各种缺陷,制定完善的处理方案,避免焊接工作影响到管道的.质量。焊接完成之后必须要及时进行焊接检验。焊接检验内容与管道的管径、壁厚等密切相关,管径壁厚不同,焊接检验的内容也存在一定的区别。当管径小于等于40mm,壁厚小于等于5mm时,焊接检验的内容主要包括外观检验、液体渗透检验、铁素体含量检验几部分。当高压管道管径超过40mm,壁厚大于5mm时,焊接工作分步完成,相应的,焊接检验工作也分步进行。打底焊及第一层填充焊完成之后,进行液体渗透检验、外观检验以及铁素体含量检验,检验结果合格,焊缝没有出现夹渣、裂缝等缺陷后,利用丙酮将坡口表面清理干净,然后进行第二层焊接工作。第二层焊接完成之后,实施渗透检验,如果没有缺陷,利用100%射线探伤方式再次检验。最终焊接完成之后,对整个管道安装工程进行渗透检验、外观检验及100%射线检验,必须要保证管道的安全性。渗透检验过程中,可以选用溶剂去除型着色渗透法,溶剂悬浮显示剂中的有机溶剂渗透能力非常好,显像灵敏度比较高,选择这种溶剂进行检验效果较好。液体渗透检验过程中,管道表面的温度应控制在15~50℃左右,为了保证溶液能够比较彻底的渗透进管道缺陷之中,渗透时间应控制在15min以上。铁素体含量检验时可以选择探头式测量仪器进行,一般情况下,316Lmod高压管道中最大铁素体含量不得超过0.6%。检验过程中以此为标准对管道的合格性进行判断。检验之前,首先需要利用丙酮溶液将检验探头、校验试件、焊缝等清洗干净,保证表面没有油脂、锈迹等污染物质出现,从而保证检验的精度。检验过程中,为了保证探头没有被污染,确保检验结果的精确度,工作人员需要时常清洗。如果发现检验点铁素体含量超标,需要利用砂轮片、丙酮打磨清洗处理之后再次检验,如果依然不合格,需要核对母材、焊材铁素体检验报告,检查是否存在不准确的地方。或者对焊材的使用过程进行检查,及时发现操作不当的地方,予以修复处理。休氏实验检验是评定焊接试件质量的重要方法,具体的操作过程中,现场工作人员必须要严格按照CWCEC工程设计标准8-A10S-95选择试板位置、尺寸,按照一定的要求将焊接工艺评定试件送到对应的实验室之中,由专业的实验人员开展实验过程。整个实验一共经历5个沸腾周期实验,每一个沸腾周期为48h,如果每个周期内试件的腐蚀平均值不超过3.3um,就说明该材料质量合格,满足工程需要。

  4结语

  316LMod高压管道的焊接对于尿素生产企业有着十分重要的影响,实际的焊接施工过程中必须要加强焊接质量控制工作。焊接施工之前,结合工程的实际情况选择恰当的焊接技术,焊接施工中严格执行相关的工艺规范,将焊接工艺与现场施工控制工作有效结合起来,因此,焊接单位必须要加强焊接全过程的质量控制,严格控制焊接作业流程,规范工人作业行为,并大力加强对焊接作业的全程质量监督和控制,从而更好的确保压力管道焊接项目的质量和水平。从整体层面把握焊接工作,确保焊接质量符合高压管道安装施工标准要求,保证管道安全有效运行。

  参考文献:

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