CN102248267A - 一种厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特点在于，采用埋弧自动焊完成填充和盖面焊接：将管道放置在滚动胎上，采用埋弧自动焊机对其进行焊接，焊接时，滚动胎旋转带动管道旋转，焊枪处于平焊位置，并始终保持不动，焊接工艺参数为：焊接电流为：240～500A，电压：30～36.5V，焊接速度：36～46.5cm/min；焊丝伸出长度为8～12mm，焊丝末端距离焊缝表面的距离为5～6mm。采用本发明焊接厚壁铬钼钢管道平均工效是手工焊接的4倍～6倍以上，焊接壁厚δ＞30mm的厚壁管道，工效是手工焊接的8倍～12倍。
Description
技术领域
本发明属于管道焊接技术领域，特别涉及一种厚壁(δ≥20mm)铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺。
背景技术
在石油化工行业的乙烯装置、炼油装置等工程施工中存在大量的厚壁铬钼钢管道的焊接。厚壁铬钼钢管道的焊接传统的焊接方法为手工氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面；采用传统的焊接方法焊接工作量较大，焊接作业时间长，劳动强度大，生产效率低。随着石化行业逐渐由大到强转变。装置大型化、一体化，对专业施工水平和工程建造能力要求越来越高，管道焊接工程已成为影响工程整体建造工期的“瓶颈”，单纯采用传统施工方法远不能满足工程需要。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种厚壁(δ≥20mm)铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，该焊接工艺能够极大地降低劳动强度；提高焊接生产效率，更好地保证焊接质量。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，包括以下步骤：
一)将管道做坡口加工并将该坡口及两侧的内外表面清理干净；
二)进行管道组对；
三)采用手工钨极氩弧焊对组对后的管道进行点焊定位；
四)对焊接处进行预热；
五)采用手工氩弧焊完成打底焊接，并进行焊后加热和升温后缓冷；
六)采用埋弧自动焊完成填充和盖面焊接：将管道放置在滚动胎上，采用埋弧自动焊机对其进行焊接，焊接时，滚动胎旋转带动管道旋转，焊枪处于平焊位置，并始终保持不动，焊接工艺参数为：焊接电流为：240～500A，电压：30～36.5V，焊接速度：36～46.5cm/min；焊丝伸出长度为8～12mm，焊丝末端距离焊缝表面的距离为5～6mm；
填充和盖面焊接的步骤如下：
1)预启动埋弧自动焊机，预试焊枪摆动振幅，以确定其满足焊缝宽度要求；
2)启动埋弧自动焊机，对管道进行多层多道焊；焊接过程中，根据熔池内焊缝成形情况，微调焊接电流和焊接速度，以改善焊缝成形状况。
在步骤六)2)中，所述埋弧自动焊机的起弧位置应当避开点焊焊缝。
当管道材质为P22，壁厚为55.56mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：300～500A，电压：30～36.5V，焊接速度：41.1～46.5cm/min。
当管道材质为P22，壁厚为28.58mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：240～400A，电压：30～34V，焊接速度：36～40cm/min。
当管道材质为P11，壁厚为26mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：300～330A，电压：30～32V，焊接速度：36～40cm/min。
本发明具有的优点和积极效果是：采用埋弧自动焊填充、盖面，焊缝成形美观，焊缝成形质量好，焊缝与母材圆滑过渡，表面无裂纹、气孔、夹渣、飞溅、未焊透等缺陷。焊接一次合格率可以达到100％；焊接速度较快，焊接生产效率高，厚壁管道每道焊口一次焊完，不再做中间检验，既节省了时间，也避免重复的预热增加出现问题的几率。采用本发明焊接厚壁铬钼钢管道平均工效是手工焊接的4倍～6倍以上，焊接壁厚δ＞30mm的厚壁管道，工效是手工焊接的8倍～12倍。
附图说明
图1为应用本发明焊接δ≤30mm管道所开坡口的结构示意图；
图2为应用本发明焊接δ＞30mm管道所开坡口的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1：
φ457.2×55.56mm铬钼钢P22管道埋弧焊焊接工艺：
1、坡口加工
采用管车床一次性完成管子的切断和坡口加工。采用机械加工坡口，坡口加工质量好，机械的利用率高，切割效率高。
所开坡口的形式为双V型，请参见图2，下V型坡口的坡口角度α＝65°，上V型坡口的坡口面角度β＝10°，钝边厚度P＝1.5mm，下V型坡口顶面距离母材底面的高度h＝19mm。坡口应进行100％着色检查，以无裂纹为合格。
2、清理组对
组对前用角式磨光机、棒式砂轮机或钢锉等将坡口表面及边缘区域的铁锈、油清理干净，直到露出金属光泽。
组对时要内壁平齐，组对错边量不超过壁厚的10％且不大于1mm。组对间隙为3mm。
3、定位焊接
采用手工氩弧焊对组对后的管道进行点焊定位，定位焊应采用与正式焊接相同的焊接材料，焊缝长度为15mm，厚度为4mm。
定位点焊焊缝厚度不超过壁厚的2/3。定位点焊焊缝沿圆周均匀分布且两头需圆滑过渡，点数根据实际管径和壁厚确定；采用搭桥式定位焊接时，在焊接正式焊缝时，应将定位点焊焊缝打磨干净。
4、焊前预热
在管道打底焊之前应对焊接处进行预热，达到预热温度后方可焊接，焊缝预热采用电加热方式。预热温度通过控温柜进行控制，并在焊缝部位用电子点温计进行测定。本实施例的预热温度为200℃～300℃，达到预热温度后保温15分钟开始施焊。
5、打底焊
手工氩弧焊打底，焊接设备采用硅整流电焊机ZX-400A或其他直流氩弧焊机。选用的焊丝为：ER90S-B3；焊丝直径为：保护气体：氩气，纯度不低于99.96％。焊接工艺参数：焊接电流：100～120A，电压：18～22V，焊接速度：8～12cm/min。打底厚度为3～6mm。打底焊接完毕后立即进行焊后加热，至焊缝温度达到300～350℃后，保温30分钟，缓冷至室温。
6、填充、盖面焊
填充、盖面焊采用埋弧自动焊，焊接材料选用的是国产埋弧焊焊丝和焊剂，焊丝直径为2.4mm；选用的焊丝牌号为CHW-S8，相当于AWS A5.23 EB3，焊剂为SJ603，粒度为10～60目。焊接设备采用悬臂式管道自动焊专机，型号为：AUTO CWM2010-A；焊接***由焊接电源、焊接控制面板、焊接小车、送丝机、焊枪构成；焊接辅助***：由变位机(压紧式滚动胎)、支撑架构成；焊接电源采用美国米勒DW-852型，最大输出电流为600A。焊接时，焊枪不动，焊件旋转，让焊接始终保持在平焊位置进行，管段放置在滚动胎上，通过滚动胎的旋转带动管段的旋转来实现焊接。通过控制面板和手动微调按钮，调整焊枪使其喷嘴对准焊缝中心及焊丝伸长度为8～12mm，焊丝末端距离焊缝表面为5～6mm。在起弧前应根据焊接工艺卡通过控制面板设定焊接工艺参数，具体焊接工艺参数见表1。
表1φ457.2×55.56mm铬钼钢P22管道埋弧焊焊接工艺参数
填充、盖面焊采用多层多道焊；焊接过程中操作人员要随时观察熔池的情况，特别是在错边量和间隙较大的时候，要及时使用微调按钮调整焊接电流和焊接速度，以改善焊缝成形状况；由于自动焊的焊接质量稳定，每道焊口一次焊完，不再做中间检验。
按下“启动”开关，预试焊枪摆动振幅，以确定其满足焊缝宽度要求。按下“启弧”按钮，开始焊接，起弧要尽量避开定位点焊焊缝。焊接过程中，随着焊肉厚度的增大，手动调节焊枪喷嘴与焊缝的距离，保持焊丝末端距离焊缝表面为5～6mm。在焊接过程中根据焊道形状情况通过控制面板进行微调。
实施例2：
φ219×28.58mm铬钼钢P22管道埋弧焊焊接工艺，与实施例1的步骤相同，不同之处在于：
1)采用的坡口形式为V型，坡口角度为α＝60°，请参见图1。
2)组对间隙为2mm。
3)定位点焊缝长度为10mm，厚度为2mm。
4)焊接工艺参数如表2所示。
表2φ219×28.58mm铬钼钢P22管道埋弧焊焊接工艺参数
实施例3：
φ219×26mm铬钼钢P11管道埋弧焊焊接工艺，与实施例1的步骤相同，不同之处在于：
1)采用的坡口形式为V型，坡口角度为α＝60°，请参见图1，组对间隙为2mm。
2)定位焊缝长度10mm，厚度3mm。
3)焊前预热温度为150℃～250℃。
4)填充、盖面焊选用的焊丝牌号为CHW-S11，焊剂为SJ105，粒度为10～60目。
5)焊接工艺参数如表3所示。
表3φ219×26mm铬钼钢P11管道埋弧焊焊接工艺参数
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
一)将管道做坡口加工并将该坡口及两侧的内外表面清理干净；
二)进行管道组对；
三)采用手工钨极氩弧焊对组对后的管道进行点焊定位；
四)对焊接处进行预热；
五)采用手工氩弧焊完成打底焊接，并进行焊后加热和升温后缓冷；
六)采用埋弧自动焊完成填充和盖面焊接：将管道放置在滚动胎上，采用埋弧自动焊机对其进行焊接，焊接时，滚动胎旋转带动管道旋转，焊枪处于平焊位置，并始终保持不动，焊接工艺参数为：焊接电流为：240～500A，电压：30～36.5V，焊接速度：36～46.5cm/min；焊丝伸出长度为8～12mm，焊丝末端距离焊缝表面的距离为5～6mm；
填充和盖面焊接的步骤如下：
1)预启动埋弧自动焊机，预试焊枪摆动振幅，以确定其满足焊缝宽度要求；
2)启动埋弧自动焊机，对管道进行多层多道焊；焊接过程中，根据熔池内焊缝成形情况，微调焊接电流和焊接速度，以改善焊缝成形状况。
2.根据权利要求1所述的厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特征在于，在步骤六)2)中，所述埋弧自动焊机的起弧位置应当避开点焊焊缝。
3.根据权利要求1所述的厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特征在于，当管道材质为P22，壁厚为55.56mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：300～500A，电压：30～36.5V，焊接速度：41.1～46.5cm/min。
4.根据权利要求1所述的厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特征在于，当管道材质为P22，壁厚为28.58mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：240～400A，电压：30～34V，焊接速度：36～40cm/min。
5.根据权利要求1所述的厚壁铬钼钢管道埋弧焊焊接工艺，其特征在于，当管道材质为P11，壁厚为26mm，填充和盖面焊接的焊接电流为：300～330A，电压：30～32V，焊接速度：36～40cm/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 300270 No. 180 Century Avenue, Tianjin, Grand Port Applicant after: Sinopec the Fourth Construction Company Limited Address before: 300270 No. 180 Century Avenue, Tianjin, Grand Port Applicant before: The Forth Construction Company of SINOPEC |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: THE FORTH CONSTRUCTION COMPANY OF SINOPEC TO: SINOPEC THE FOURTH CONSTRUCTION COMPANY LIMITED |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111123 |