CN113634853B - 材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法 - Google Patents

材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种材质为1‑1/4Cr‑1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法，坡口选用V型坡口焊接顺序改变为先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层。复层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用药皮焊丝TGF‑309L焊一遍；过渡层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用S309L焊丝焊一遍，焊到过渡层以上；基层填充盖面采用手工电弧焊，使用ENi6625镍基焊条，这样焊缝可以不进行热处理，焊接完成后做一次无损检测，焊接作业全部在管道外完成，从而避免了焊工进入管道内作业，解决了焊接环境差，焊工劳动强度大等问题。

Description

材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法
技术领域
本发明属于石油化工装置工艺管道施工领域，具体而言是一种材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S的复合钢管道的焊接方法。
背景技术
灵活焦化装置中涉及的一种复合钢管道，材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S，基层材质为1-1/4Cr-1/2Mo，复层材质为410S。设计压力0.39MPa，设计温度538℃。该复合钢管道由复合钢板卷制而成，因此管径较大。根据SHT 3527-2009 《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》规定，此种复合钢管道焊接采用手工电弧焊，坡口为X型，如附图1所示。顺序是先焊基层，经清根、热处理及规定的无损检测项目合格后，再焊过渡层，最后焊复层，焊接完成后按照规定焊缝再做一次无损检测。基层焊接选用R307焊条，过渡层焊接选用R309焊条，复层焊接选用E410焊条。此种焊接方法存在以下缺点： （1）现场加工V型坡口比较容易，费工费时；（2）基层焊接完成后需要进行热处理；（3）焊缝无损检测需要做两次，一次在基层焊完，另一次在焊缝全部焊完；（4）过渡层与复层焊接焊工须在管道内进行，焊接环境差，劳动强度高。
发明内容
本发明的目的是提供一种材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法，焊接作业全部在管道外完成，从而避免了焊工进入管道内作业，解决了焊接环境差，焊工劳动强度大等问题。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法，包括步骤：
步骤一，复合钢管切割与坡口加工，坡口选用V型坡口；
步骤二，复合钢管组对；
步骤三，复合钢管焊接；先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层，复层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用药皮焊丝TGF-309L焊一遍；过渡层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用S309L焊丝焊一遍，焊到过渡层以上；基层填充盖面采用手工电弧焊，使用ENi6625镍基焊条。
进一步地，步骤一中，所述V型破口的角度为55-65°。
进一步地，步骤一中，坡口及其两侧各20mm范围内进行表面清理。
进一步地，步骤二中，复合钢管焊口组对时，以复层为基准，对口错边量≤2mm。
进一步地，步骤三中，复层及过渡层焊接用小线能量多道焊接，焊接道间温度≤100℃。
进一步地，步骤三中，基层焊接前预热温度80℃～100℃，并保持预热温度至焊接完成，预热范围在焊道两侧各≥100mm范围内。
进一步地，步骤三中，焊缝每道填充金属厚度≤2mm。
进一步地，步骤三中，过渡层的焊缝金属在基层处的厚度为1.5mm～2.5mm，在复层处的厚度为0.5mm～2mm。
进一步地，步骤三中，复层和过渡层焊接完成后做PT着色检测，基层焊接完成后焊缝做RT射线检测。
与现有技术相比，本发明选用V型坡口，坡口易加工，可明显提高施工效率。焊接顺序改变为先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层，焊接作业全部在管道外完成，从而避免了焊工进入管道内作业，解决了焊接环境差，焊工劳动强度大等问题。
复层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用药皮焊丝TGF-309L焊一遍；过渡层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用S309L焊丝焊一遍，焊到过渡层以上；基层填充盖面采用手工电弧焊，使用ENi6625镍基焊条， 这样焊缝可以不进行热处理，焊接完成后做一次无损检测。
附图说明
图1是现有技术中坡口为X型的复合钢管焊接示意图。
图2是本发明所述的V型坡口的示意图。
图3是本发明焊接方法中焊缝剖面示意图。
图4是本发明焊接方法的流程图。
图中，A-基层，B-复层。
具体实施方式
下面对本发明要求保护的技术方案做进一步清楚、完整的说明，本实施例中所述的材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道，基层材质为1-1/4Cr-1/2Mo，复层材质为410S，基层厚度12mm，复层厚度3mm，其焊接方法，包括以下施工步骤。
（一）复合钢管切割与坡口加工
复合钢管切割与坡口加工采用机械方法，切割面光滑。加工完的坡口进行外观检查，不得有裂纹和分层。坡口选用V型坡口，如图2所示，V型破口的角度θ为55°-65°。坡口及其两侧各20mm范围内进行表面清理，去除油污、水、锈及氧化皮等污物。
（二）复合钢管组对
复合钢管焊口组对应以复层为基准，对口错边量不大于复层厚度的50%，且最大不大于2mm。本实施例中，对口错边之间的距离a为2-3mm，对口错边量b为0.5-1.5。
复合钢管在组对过程中，工卡具焊在基层一侧，不得在复层上焊接工卡具，且采用与焊接基层金属相同的焊接材料。去除工卡具时，应防止损伤基层金属，焊接处打磨光滑。
（三）焊材的要求
焊条、焊丝必须有出厂的质量证明书（焊材符合NB/T47018-2017《承压设备用焊接材料订货技术条件》要求）。质量证明书包括熔敷金属化学成分、机械性能，各项指标符合有关规定。焊材入库前必须认真核对质量证明书，严格进行外观检查，要注意焊材是否受潮；焊材入库后分类摆放，标识必需齐全。焊条药皮不得脱落或有明显的裂纹，氩弧焊所采用的氩气符合现行国家标准《氩》GB/T4842-2017的规定，且纯度不应低于99.99%，含水量应小于50mg/L。
焊条使用前按要求进行烘烤，焊条烘烤的目的是去除焊条药皮中的水分,减小或消除氢对焊缝金属的危害。焊条ENi6625，烘烤温度300℃，恒温1小时，烘干后储存温度100-150℃。
（四）复合钢管焊接方法
焊接顺序为先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层。
复层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用药皮焊丝TGF-309L焊一遍。复层材质为410S，如果采用普通焊丝焊接复层时管内必须充氩，管内充氩难度较大，需要消耗大量氩气，而且充氩效果也不好，为了保证焊接质量，在管内不充氩的情况下，依据焊接工艺评定报告及有关规范，选用药皮焊丝TGF-309L。过渡层焊接采用手工钨极氩弧焊，采用焊丝S309L，焊到过渡层以上。基层填充盖面采用手工电弧焊，使用ENi6625镍基焊条，采用ENi6625镍基焊条具有耐高温性能，现场可免做热处理。
焊缝剖面如图3所示，复层及过渡层焊接用小线能量多道焊接，焊接道间温度≤100℃。
焊接前焊口预热温度80℃～100℃，并保持预热温度至焊接完成，预热范围在焊道两侧各不小于壁厚的5倍，且最小不小于100mm。预热要缓慢均匀，防止局部温度过热。预热时采用红外测温仪进行测温，测点均匀分布。焊前预热的目的主要是:(1)预热可降低焊接接头的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢逸出，可避免氢致裂纹。 (2)预热可降低焊接应力。
焊缝每道填充金属厚度不得超过2mm，过渡层的焊缝金属在基层处的厚度为1.5mm～2.5mm，在复层处的厚度为O.5mm～2mm。内壁焊脚余高不得大于2mm。焊接完成后立即进行外观检查，要求成型好，表面不得有裂纹、弧坑和飞溅物等缺陷，发现缺陷应立即清除。
焊接采用多层多道焊，如图3中1-6所示，层间接头应错开，每条焊缝焊接两层以上，当一层焊接结束后应及时清理层间熔渣，再进行下一层的焊接。焊件达到预热温度后应及时进行焊接，在保持预热温度的条件下，每条焊缝宜一次连续焊完。
对于直径大于DN500的管道焊接采用两人对称焊接，分段退步焊，控制焊接变形。
复层和过渡层焊接完成后做PT着色检测，基层焊接完成后焊缝做RT射线检测。
上述实施例已应用于申请人负责施工的恒逸（文莱）PMB石油化工项目100万吨/年灵活焦化装置中的1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接，整体施工方案如图4所示，应用该方法在提高施工效率、改善工人施工环境、降低工人劳动强度方面具有积极的效果。

Claims (6)

1.一种材质为1-1/4Cr-1/2Mo+410S复合钢管道焊接方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一，复合钢管切割与坡口加工，坡口选用V型坡口；
步骤二，复合钢管组对；
步骤三，复合钢管焊接；先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层，复层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用药皮焊丝TGF-309L焊一遍；过渡层焊接采用手工钨极氩弧焊，使用S309L焊丝焊一遍，焊到过渡层以上；基层填充盖面采用手工电弧焊，使用ENi6625镍基焊条；
复层及过渡层焊接用小线能量多道焊接，焊接道间温度≤100℃；焊缝每道填充金属厚度≤2mm；过渡层的焊缝金属在基层处的厚度为1.5mm～2.5mm，在复层处的厚度为0.5mm～2mm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述V型坡口的角度为55-65°。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤一中，坡口及其两侧各20mm范围内进行表面清理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤二中，复合钢管焊口组对时，以复层为基准，对口错边量≤2mm。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤三中，基层焊接前预热温度80℃～100℃，并保持预热温度至焊接完成，预热范围在焊道两侧各≥100mm范围内。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤三中，复层和过渡层焊接完成后做PT着色检测，基层焊接完成后焊缝做RT射线检测。
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