CN112191986A - 800ht管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,包括:对待焊接管道的管口进行冷切割处理,并采用机械设备对管道进行坡口、钝边加工,将去污剂喷洒在焊接管道的管口边缘,在使用打磨工具对管道的管口进行打磨处理,使用合适的风力检测设备对周围的气流环境进行检测,使用对口器将待焊接的管道进行垫置固定,从而将待焊接的管道的管口进行组对,采用氩电联焊的方式进行焊接,对完成的焊缝和周围10cm范围的管道采取保温措施,对焊接完成的管道进行无损检测。其实现了可以有效避免800HT管道焊接过程中出现裂纹与气孔,从而提高了焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及管道焊接技术领域,尤其涉及一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法。
背景技术
在科学技术高度发展和竞争日益激烈的今天,石油化工装置的建设规模愈来愈大,设计压力、温度也愈来愈高,相应而来的就是与之相适应的石油化工装置的设备、管道材质种类不断增多,口径、壁厚不断增大,由于INCOLOY800HT具有耐高温和高耐腐蚀性,因此在石油化工、冶金等工业中应用越来越广泛,尤其是在高温工况下更是得到较好的应用。
800HT是高合金奥氏体耐热钢,主要原因是镍和铁的二元共晶物中有较多的金属共晶物和非金属共晶物,结晶过程中杂质偏析现象比较严重,收缩应力作用下易产生开裂,流动性偏低,在焊接快速冷却的凝固条件下,极易产生气孔。800HT材质在化工装置应用越来越多,但在焊接性上极易产生热裂纹、焊接气孔等缺陷。因此市场上急需一种管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法来解决这些问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,实现了可以有效避免800HT管道焊接过程中出现裂纹与气孔,从而提高了焊接质量。
为实现上述目的和一些其他的目的,本发明采用如下技术方案:
一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,包括如下步骤:
步骤1:对待焊接管道的管口进行冷切割处理,并采用机械设备对管道进行坡口、钝边加工,将去污剂喷洒在焊接管道的管口边缘,在使用打磨工具对管道的管口进行打磨处理,将管道的管口边缘的铁锈和表面的氧化皮打磨露出金属光泽即可;
步骤2:焊接前使用相应的设备对周围环境进行检测,使用对口器将待焊接的管道进行垫置固定,从而将待焊接的管道的管口进行组对,在焊接前对管道的管口进行预加热处理,选取焊接所需的焊接材料;
步骤3:对管道所处的温度环境和管材尺寸进行测量,在不同的需求下采用不同的焊接温度;
步骤4:采用氩电联焊的方式进行焊接,将管内空气进行排放,待管内空气排干净后先采用氩弧焊打底,在使用再采用手工电弧焊填充盖面进行多层焊,将焊条沿着管口接触周向进行移动即可对管道进行焊接;
步骤5:断弧时,焊条应在断弧处作短暂停留或作回焊运条,重新起弧时,对弧坑有缺陷部位采用砂轮打磨处理,打磨到原断弧处,在断弧前的焊道处起弧焊接,需要完全覆盖断弧时焊道部位,焊条偏弧时,应断弧更换焊条和打磨处理;
步骤6:对完成的焊缝和周围10cm范围的管道采取保温措施;
步骤7:焊接完成后立即去除焊缝表面的渣皮、飞溅物并清理干净焊缝表面,之后对焊接的管道进行无损检测,无损检测包括焊缝外观检测、压力试验,在无损检测数据达标则施工完成。
优选的是,所述步骤1中坡口的倾斜角度为55°~70°,钝边的尺寸为0mm~2mm,去污剂使用95%酒精和丙酮的混合液且边缘尺寸为50mm。
优选的是,所述步骤2中的使用风力检测设备对周围的气流环境进行检测,在风速低于8m/s时在不影响焊接的前提下使用超短弧焊接,在风速高于8m/s时采取相应的防风措施,且在雨天户外作业时需要搭建相应的防雨棚灯防护设施,管口组队之间的间隙控制在0mm~2mm,预加热处理的温度为60℃。
优选的是,所述步骤2中的选取的焊接材料包括焊丝和焊条,焊丝和焊条均采用ERNiCrCoMo-1材料,焊条在使用前按规定进行烘干,并应在使用过程中保持干燥。
优选的是,所述步骤3中当管道所处环境的温度为-10℃~30℃时,焊接温度为150℃~230℃,管道的壁厚≤10mm时,温度为150℃~180℃,管道的壁厚>10mm时,温度为180℃~230℃。
优选的是,所述步骤4中氩弧焊打底时,背面须充氩气保护,且氩气纯度为99.99%。开始时流量适当加大,氩弧焊在收弧时,氩气应滞留3s~5s,多层焊的层间温度控制在100℃以下,多层焊时每层焊缝厚度宜为焊条直径的0.8~1.2倍,各层引弧点和熄弧点应错开20mm~30mm,不合格的焊缝返修次数不得超过3次。
优选的是,所述步骤7中焊缝外观检测包括焊缝尺寸、咬边深度、表面加强高度和表面凹陷深度检测。
优选的是,所述步骤7中压力试验包括强度试验和严密性试验。
本发明至少包括以下有益效果:
1.该发明通过采用ERNiCrCoMo-1焊丝和焊条,在焊接时选用的焊丝和焊条材料的化学成分与管道的材质相近,在进行焊接时可降低焊材与管道之间的排斥性能,从而提高了焊材与管道的融合度。解决了可以提高了焊材与管道之间的贴合度,降低干扰,从而提高了焊接质量,有效的避免了焊接开裂的问题。
2.该发明通过去污剂、预加热处理和防风罩的设置,使用去污剂可以将油、垢等清除干净并能防止S、P等有害元素的混入,而对管道进行预加热处理可以将管道上的水份去除,焊接时焊材与管道之间的温差不会瞬间暴涨,从而避免了冷凝导致焊缝气孔,借助防风罩配合水溶纸,这样既可以排除管道内空气又可以减少氩气消耗量,确保管道内侧的空气被排净,避免表面被氧化。解决了可以有效防止焊接气孔出现的问题。
3.该发明通过反向引弧和焊缝保温的措施,反向引弧利于焊接接头除焊缝平滑,并避免气孔产生,而焊缝保温则可以使得焊缝的降温速度低低于预设降温速度进行降温,从而避免热胀冷缩不均导致焊缝开裂。解决了可以平衡收缩应力,从而避免焊缝开裂的问题。
4.该发明通过无损检测的措施,可以在对焊接完成的焊缝进行外观检测,可以根据测量的数据来判定管道焊接质量的等级,而压力试验则是对管道焊接的实用性上进行判断,从而判断焊接是否满足使用需求。从而避免焊缝外观较好而在实用性能下不佳,使用效果不能满足使用需求的问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做详细说明,以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其中,包括如下步骤:步骤1:对待焊接管道的管口进行冷切割处理,并采用机械设备对管道进行坡口、钝边加工,将去污剂喷洒在焊接管道的管口边缘,在使用打磨工具对管道的管口进行打磨处理,将管道的管口边缘的铁锈和表面的氧化皮打磨露出金属光泽即可;
步骤2:焊接前使用相应的设备对周围环境进行检测,使用对口器将待焊接的管道进行垫置固定,从而将待焊接的管道的管口进行组对,在焊接前对管道的管口进行预加热处理,选取焊接所需的焊接材料;
步骤3:对管道所处的温度环境和管材尺寸进行测量,在不同的需求下采用不同的焊接温度;
步骤4:采用氩电联焊的方式进行焊接,将管内空气进行排放,待管内空气排干净后先采用氩弧焊打底,在使用再采用手工电弧焊填充盖面进行多层焊,将焊条沿着管口接触周向进行移动即可对管道进行焊接;
步骤5:断弧时,焊条应在断弧处作短暂停留或作回焊运条,重新起弧时,对弧坑有缺陷部位采用砂轮打磨处理,打磨到原断弧处,在断弧前的焊道处起弧焊接,需要完全覆盖断弧时焊道部位,焊条偏弧时,应断弧更换焊条和打磨处理;
步骤6:对完成的焊缝和周围10cm范围的管道采取保温措施;
步骤7:焊接完成后立即去除焊缝表面的渣皮、飞溅物并清理干净焊缝表面,之后对焊接的管道进行无损检测,无损检测包括焊缝外观检测、压力试验,在无损检测数据达标则施工完成。
在上述方案中,将管道进行坡口、钝边加工可以便于后续将管道进行组队,在对大口径管道进行焊接时,可以在管内制作防风罩,用来将管道内部的空气排净,避免管口表面被氧化,断弧或重新起弧进行打磨可以避免不良气体的进入接触,并使得焊缝平滑,焊缝之间完全贴合,避免气孔产生,对焊缝和周围管道进行保温措施可以控制焊缝的降温速度进行调控,从而可以使得焊缝降温速度以低于预定降温速率的方式下降,从而避免热胀冷缩不均导致焊缝开裂,间接的对焊缝进行养护,提高了焊接质量。
一个优选方案中,所述步骤1中坡口的倾斜角度为55°~70°,钝边的尺寸为0mm~2mm,去污剂使用95%酒精和丙酮的混合液且边缘尺寸为50mm。
在上述方案中,使用去污剂喷洒到焊接管道上可以将管道上吸附的S、P等有害元素去除,从而规避了热裂纹。
一个优选方案中,所述步骤2中的使用风力检测设备对周围的气流环境进行检测,在风速低于8m/s时在不影响焊接的前提下使用超短弧焊接,在风速高于8m/s时采取相应的防风措施,且在雨天户外作业时需要搭建相应的防雨棚灯防护设施,管口组队之间的间隙控制在0mm~2mm,预加热处理的温度为60℃。
在上述方案中,使用风力检测设备检测风速,在风力较大环境下进行焊接时,需要采取相应的措施来规避外界干扰,从而可以有效的提高焊接质量,而将管道预加热到60℃可以将管道上的水份去除,避免前期温差过大冷凝导致焊缝气孔。
一个优选方案中,所述步骤2中的选取的焊接材料包括焊丝和焊条,焊丝和焊条均采用ERNiCrCoMo-1材料,焊条在使用前按规定进行烘干,并应在使用过程中保持干燥。
在上述方案中,该ERNiCrCoMo-1材料的化学成分与管道的材质相近,低氢型焊条必须保证引弧剂完好,装卸时轻拿轻放避免引弧剂脱落和药皮受损,在进行焊接时可降低焊材与管道之间的排斥性能,从而提高了焊材与管道的融合度,有效的避免焊接开裂。
一个优选方案中,所述步骤3中当管道所处环境的温度为-10℃~30℃时,焊接温度为150℃~230℃,管道的壁厚≤10mm时,温度为150℃~180℃,管道的壁厚>10mm时,温度为180℃~230℃。
在上述方案中,对不同的管道进行焊接时,选用适宜的温度可以确保焊材与管道融合更加彻底,焊缝更加稳定,避免了裂纹产生。
一个优选方案中,所述步骤4中氩弧焊打底时,背面须充氩气保护,且氩气纯度为99.99%。开始时流量适当加大,氩弧焊在收弧时,氩气应滞留3s~5s,多层焊的层间温度控制在100℃以下,多层焊时每层焊缝厚度宜为焊条直径的0.8~1.2倍,各层引弧点和熄弧点应错开20mm~30mm,不合格的焊缝返修次数不得超过3次。
在上述方案中,氩气滞留避免在焊接过程中表面氧化,这样可以适当焊接厚度与管道之间的凸起平滑且美观,手工电弧焊使用反向引弧,反向引弧利于焊接接头除焊缝平滑,层间温度控制在100℃以下可以避免内层焊缝受热再次发生形变,避免气孔产生。
一个优选方案中,所述步骤7中焊缝外观检测包括焊缝尺寸、咬边深度、表面加强高度和表面凹陷深度检测。
在上述方案中,咬边深度应小于0.5mm且每道焊缝的咬边长度不得大于该焊缝总长的10%,表面加强高度不得大于该管道壁厚的30%且小于或等于5mm,焊缝宽度应焊出坡口边缘2mm~3mm,表面凹陷深度不得大于0.5mm且每道焊缝表面凹陷长度不得大于该焊缝总长的10%,当检测数据均达标时则表示焊缝外观检测满足需求。
一个优选方案中,所述步骤7中压力试验包括强度试验和严密性试验。
在上述方案中,将焊接的管道处于1.5MPa的大气压强下,持续30min中,压降波动小于0.2MP且无渗漏即可表示压力试验满足需求。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (8)
1.一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其中,包括如下步骤:
步骤1:对待焊接管道的管口进行冷切割处理,并采用机械设备对管道进行坡口、钝边加工,将去污剂喷洒在焊接管道的管口边缘,在使用打磨工具对管道的管口进行打磨处理,将管道的管口边缘的铁锈和表面的氧化皮打磨露出金属光泽即可;
步骤2:焊接前使用相应的设备对周围环境进行检测,使用对口器将待焊接的管道进行垫置固定,从而将待焊接的管道的管口进行组对,在焊接前对管道的管口进行预加热处理,选取焊接所需的焊接材料;
步骤3:对管道所处的温度环境和管材尺寸进行测量,在不同的需求下采用不同的焊接温度;
步骤4:采用氩电联焊的方式进行焊接,将管内空气进行排放,待管内空气排干净后先采用氩弧焊打底,在使用再采用手工电弧焊填充盖面进行多层焊,将焊条沿着管口接触周向进行移动即可对管道进行焊接;
步骤5:断弧时,焊条应在断弧处作短暂停留或作回焊运条,重新起弧时,对弧坑有缺陷部位采用砂轮打磨处理,打磨到原断弧处,在断弧前的焊道处起弧焊接,需要完全覆盖断弧时焊道部位,焊条偏弧时,应断弧更换焊条和打磨处理;
步骤6:对完成的焊缝和周围10cm范围的管道采取保温措施;
步骤7:焊接完成后立即去除焊缝表面的渣皮、飞溅物并清理干净焊缝表面,之后对焊接的管道进行无损检测,无损检测包括焊缝外观检测、压力试验,在无损检测数据达标则施工完成。
2.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤1中坡口的倾斜角度为55°~70°,钝边的尺寸为0mm~2mm,去污剂使用95%酒精和丙酮的混合液且边缘尺寸为50mm。
3.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤2中的使用风力检测设备对周围的气流环境进行检测,在风速低于8m/s时在不影响焊接的前提下使用超短弧焊接,在风速高于8m/s时采取相应的防风措施,且在雨天户外作业时需要搭建相应的防雨棚灯防护设施,管口组队之间的间隙控制在0mm~2mm,预加热处理的温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤2中的选取的焊接材料包括焊丝和焊条,焊丝和焊条均采用ERNiCrCoMo-1材料,焊条在使用前按规定进行烘干,并应在使用过程中保持干燥。
5.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤3中当管道所处环境的温度为-10℃~30℃时,焊接温度为150℃~230℃,管道的壁厚≤10mm时,温度为150℃~180℃,管道的壁厚>10mm时,温度为180℃~230℃。
6.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤4中氩弧焊打底时,背面须充氩气保护,且氩气纯度为99.99%,开始时流量适当加大,氩弧焊在收弧时,氩气应滞留3s~5s,多层焊的层间温度控制在100℃以下,多层焊时每层焊缝厚度宜为焊条直径的0.8~1.2倍,各层引弧点和熄弧点应错开20mm~30mm,不合格的焊缝返修次数不得超过3次。
7.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤7中焊缝外观检测包括焊缝尺寸、咬边深度、表面加强高度和表面凹陷深度检测。
8.根据权利要求1所述的一种800HT管道焊接过程控制产生裂纹与气孔的方法,其特征在于:所述步骤7中压力试验包括强度试验和严密性试验。
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