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 PDFInfo
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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
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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