CN111687517A - 一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法 - Google Patents

一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法 Download PDF

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程晋宜
温志刚
田雷
杨建�
陆传航
夏德亮
房军祥
孙强
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Abstract

本发明公开了一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，包括以下步骤：焊前准备工序：测量管线直线度偏差值或垂直度偏差值，管线环焊缝位置处开槽、管内充入氩气并进行预热；对管线进行焊接，焊接过程中实时监控管线直线度或垂直度；焊接后的管线进行焊后处理及检验工序。本发明的使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法具有保护管线母材、劳动强度小、施工成本低的优点，适用于材料要求高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等的焊接施工。

Description

一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法
技术领域
本发明涉及焊接工艺技术领域，具体而言，特别涉及一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法。
背景技术
不锈钢工艺管线用途相当广泛，主要用于材料要求较高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等等。
不锈钢管线在焊接预制中容易出现直线度偏差，从而难以完成与设备或法兰的总装。对于管线的直线度修正，目前国内外传统做法为机械修正或热修正，机械修正方式采用外载荷直接作用于管线，容易对不锈钢管线局部区域造成损伤或壁厚改变，从而影响后期整体管线试压效果，而热修正方式采用高温作用于管线母材，容易改变不锈钢母材的组织性能，从而影响管线的耐腐蚀性能，因此针对不锈钢管线的直线度修正，存在较大的困难。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种保护管线母材、劳动强度小、施工成本低，适用于材料要求高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等的焊接施工的使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法。
本发明提供一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，包括以下步骤：
S1、焊前准备工序：测量管线直线度偏差值或垂直度偏差值是否在允许偏差范围内；
S2、当所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值在允许偏差范围内时，检测所述管线的管径大小或管壁厚度是否满足预定要求，对满足预定要求的所述管线的环焊缝位置处进行预定深度的开槽处理，其中未满足该所述预定要求的所述管线不进行开槽处理；
S3、对开槽的所述管线内或未开槽的所述管线内充入焊接保护气体，并检测是否需要进行预热处理；
S4、对S3中的所述管线进行焊接修正处理，并实时监控所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值；
S5、焊接后的所述管线进行焊后处理及检验工序。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值的允许偏差范围为小于等于8mm，其中当所述直线度偏差值或垂直度偏差值的允许偏差范围大于8mm时，对焊接接口进行切口再重新焊接处理。
根据本发明的一个实施例，步骤S2中所述管线进行开槽处理的所述预定要求为：若所述管线的管径大于50mm时或管壁厚度大于3mm时，对所述管线进行开槽处理；若所述管线的管径小于等于50mm时或管壁厚度小于等于3mm时，所述管线不进行开槽处理。
根据本发明的一个实施例，步骤S2中，采用打磨方式对所述管线的环焊缝进行开槽，其中，开槽区域为所述环焊缝区域的2/3，所述管线开槽的预定深度范围为1/3至1/2。
根据本发明的一个实施例，步骤S4中，当所述管线的环焊缝完成开槽处理，使用添加焊丝的氩弧焊对开槽区域进行焊接修复，以完成所述管线的直线度或垂直度的修正；当所述管线的环焊缝选择不开槽时，使用不添加焊丝氩弧焊的电弧加热焊接接头区域进行直线度或垂直度的修正。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，当进行开槽处理的所述管线的槽口底部到所述管线内壁之间的垂直距离小于6.4mm时，该管线内充入焊接保护气体；当所述管线未进行开槽处理且该管线管壁厚度小于6.4mm时，该所述管线内充入焊接保护气体。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，当所述管线所处的环境温度低于5℃时，使用电吹风方式对开槽后的环焊缝区域进行预热处理，去除潮气。
根据本发明的一个实施例，所述焊接保护气体为氩气。
根据本发明的一个实施例，充入焊接保护气体的所述管线内的氧气含量低于50ppm。
根据本发明的一个实施例，步骤S5中，所述管线的焊后处理为氧化层清理，焊后使用不锈钢专用砂轮片和刷子处理焊缝，采用酸性钝化方式去除不可接受的变色焊缝；所述管线的检验工序为外观检验、渗透检验及射线检验。
本发明的使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，利用环焊缝的部分焊接返修或电弧加热产生的焊接收缩来修正管线的直线度或垂直度，不会对服役要求严格的管线母材造成影响或破坏，对管线母材起到良好的保护作用，同时大大降低了操作者的劳动强度和施工成本，适用于材料要求高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等的焊接施工。
附图说明
图1为本发明的管线直线度偏差值的焊接修正侧结构示意图。
图2为本发明的管线的开槽结构示意图。
图3为图2中A-A向的截面剖视图。
图4是本发明的管线垂直度偏差值的焊接修正侧结构示意图。
附图标记：1-管线；2-环焊缝；3-直线度偏差值；4-垂直度偏差值；5-焊接修正侧；6-开槽区域；7-开槽的预定深度。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法包括以下步骤：
S100、焊前准备工序：测量管线1直线度偏差值3或垂直度偏差值4是否在允许偏差范围内，
其中管线1的直线度偏差值3或垂直度偏差值4的允许偏差范围为小于等于8mm，当直线度偏差值3或垂直度偏差值4的允许偏差范围大于8mm时，对焊接接口进行切口再重新焊接处理；
S200、当管线1的直线度偏差值3或垂直度偏差值4在允许偏差范围内时，检测管线1的管径大小或管壁厚度是否满足预定要求，对满足预定要求的管线1的环焊缝2位置进行预定深度的开槽处理，未满足该预定要求的所述管线不进行开槽处理，
其中管线1进行开槽处理的预定要求为：若管线1的管径大于50mm时或管壁厚度大于3mm时，对管线1进行开槽处理；若管线1的管径小于等于50mm时或管壁厚度小于等于3mm时，管线1不进行开槽处理；
需要理解的是，根据管线1的直线度偏差值3或垂直度偏差值4情况，选择焊接修正侧5，并在焊接修正侧5采用打磨方式对环焊缝2进行开槽，其中，开槽区域6为环焊缝2区域的2/3，管线1开槽的预定深度7范围为1/3至1/2；
S300、对开槽的管线1内或未开槽的管线1内充入焊接保护气体，并检测是否需要进行预热处理，
其中，当进行开槽处理的管线1的槽口底部到管线1内壁之间的垂直距离小于6.4mm时，该管线内充入焊接保护气体；当管线1未进行开槽处理且该管线管壁厚度小于6.4mm时，该管线1内充入焊接保护气体，焊接保护气体为氩气，且充入焊接保护气体的管线1内的氧气含量低于50ppm，
在具体操作中，当管线1所处的环境温度低于5℃时，使用电吹风方式对开槽后的环焊缝2区域进行预热处理，去除潮气；
S400、对S300中的管线1进行焊接修正处理，并实时监控管线的直线度偏差值3或垂直度偏差值4，其具体操作为：当管线1的环焊缝2完成开槽处理，使用添加焊丝的氩弧焊对开槽区域6进行焊接修复，以完成管线的直线度或垂直度的修正；当管线1的环焊缝2选择不开槽时，使用不添加焊丝氩弧焊的电弧加热焊接接头区域进行直线度或垂直度的修正，焊接修正过程中，对管线直线度偏差值或垂直度偏差值进行实时监控，从而进行针对性的调整；
S500、焊接后的管线进行焊后处理及检验工序，
管线1的焊后处理为氧化层清理，焊后使用不锈钢专用砂轮片和刷子处理焊缝，采用酸性钝化方式去除不可接受的变色焊缝；修正后对管线1的环焊缝2位置进行外观检验、渗透检验及射线检验，保证焊接位置无缺陷。
本发明的使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，利用环焊缝2的部分焊接返修或电弧加热产生的焊接收缩来修正管线1的直线度或垂直度，不会对服役要求严格的管线母材造成影响或破坏，对管线母材起到良好的保护作用，同时大大降低了操作者的劳动强度和施工成本，适用于材料要求高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等的焊接施工。
具体实施例如下：不锈钢管线的规格Φ168mm×8.4mm，焊接预制后测量直线度偏差8mm，环境温度为3℃，使用本发明的工艺方法进行直线度修正的主要操作步骤如下：
1、焊前准备工序：
（1）管线直线度偏差或垂直度偏差测量：测量直线度偏差为8mm；
（2）开槽：根据直线度偏差情况，选择焊接修正侧，并在焊接修正侧采用不锈钢砂轮片打磨对环焊缝进行开槽，开槽区域为环焊缝的2/3，开槽深度为4mm；
（3）管内充氩气：由于开槽区域底部到管线内壁的距离小于6.4mm，管内进行充氩气保护；要求管内氧气含量低于50ppm；
（4）预热：环境温度低于5℃，使用电吹风方式对开槽的环焊缝区域进行预热，去除潮气；
2、焊接及直线度监控工序:
使用添加焊丝的氩弧焊对开槽区域进行焊接修复，并实现管线的直线度修正；焊接修正过程中，对管线直线度偏差进行实时监控，从而进行针对性的调整；最终管线直线度偏差达到3mm以内，满足管线与设备的总装组对精度要求；
3、焊后处理及检验工序：
（1）氧化层清理：焊后使用不锈钢专用砂轮片和刷子处理环焊缝，使用酸性钝化方式去除不可接受的变色焊缝；
（2）外观检验、渗透检验及射线检验；修正后对环焊缝进行外观检验、渗透检验及射线检验，保证焊接位置无缺陷。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、焊前准备工序：测量管线直线度偏差值或垂直度偏差值是否在允许偏差范围内；
S2、当所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值在允许偏差范围内时，检测所述管线的管径大小或管壁厚度是否满足预定要求，对满足预定要求的所述管线进行预定深度的开槽处理，其中未满足该所述预定要求的所述管线不进行开槽处理；
S3、对开槽的所述管线内或未开槽的所述管线内充入焊接保护气体，并检测是否需要进行预热处理；
S4、对S3中的所述管线进行焊接修正处理，并实时监控所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值；
S5、焊接后的所述管线进行焊后处理及检验工序。
2.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S1中所述管线的直线度偏差值或垂直度偏差值的允许偏差范围为小于等于8mm，其中当所述直线度偏差值或垂直度偏差值的允许偏差范围大于8mm时，对焊接接口进行切口再重新焊接处理。
3.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S2中所述管线进行开槽处理的所述预定要求为：若所述管线的管径大于50mm时或管壁厚度大于3mm时，对所述管线进行开槽处理；若所述管线的管径小于等于50mm时或管壁厚度小于等于3mm时，所述管线不进行开槽处理。
4.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S2中，采用打磨方式对所述管线的环焊缝进行开槽，其中，开槽区域为所述环焊缝区域的2/3，所述管线开槽的预定深度范围为1/3至1/2。
5.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S4中，当所述管线的环焊缝完成开槽处理，使用添加焊丝的氩弧焊对开槽区域进行焊接修复，以完成所述管线的直线度或垂直度的修正；当所述管线的环焊缝选择不开槽时，使用不添加焊丝氩弧焊的电弧加热焊接接头区域进行直线度或垂直度的修正。
6.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S3中，当进行开槽处理的所述管线的槽口底部到所述管线内壁之间的垂直距离小于6.4mm时，该管线内充入焊接保护气体；当所述管线未进行开槽处理且该管线管壁厚度小于6.4mm时，该所述管线内充入焊接保护气体。
7.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S3中，当所述管线所处的环境温度低于5℃时，使用电吹风方式对开槽后的环焊缝区域进行预热处理，去除潮气。
8.根据权利要求6所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，所述焊接保护气体为氩气。
9.根据权利要求6所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，充入焊接保护气体的所述管线内的氧气含量低于50ppm。
10.根据权利要求1所述的一种使用焊接修正不锈钢管线直线度的工艺方法，其特征在于，步骤S5中，所述管线的焊后处理为氧化层清理，焊后使用不锈钢专用砂轮片和刷子处理焊缝，采用酸性钝化方式去除不可接受的变色焊缝；所述管线的检验工序为外观检验、渗透检验及射线检验。
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