高壓管道焊接工藝和質(zhì)量控制研究論文
焊接施工是316LMod高壓管道安裝的重要步驟，焊接過(guò)程中由于各種原因，焊縫中可能會(huì )出現夾渣、氣孔，焊接接頭性能質(zhì)變等問(wèn)題，影響高壓管道的安全。焊接工作中要嚴格按照工程的實(shí)際質(zhì)量需求編制焊接工藝規程，做好質(zhì)量控制工作，保證高壓管道的安全運行。
1316LMod材料的性能及焊接特點(diǎn)
1.1316LMod材料性能。316LMod是一種強腐蝕不銹鋼材料，主要由碳、氮、錳、鎳等幾種奧氏體形成元素，硅、鉻、鉬等幾種鐵素體形成元素以及鐵元素組成。常溫情況下，316LMod的抗拉強度超過(guò)530MPa，屈服強度超過(guò)255MPa，50~400℃條件下，316LMod的抗拉強度在530~420MPa左右，屈服強度在145~240MPa左右。尿素生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的甲胺溶液、液氨等，高溫高壓環(huán)境下，甲胺溶液對于不銹鋼具有極強的晶間腐蝕性，因此，一般的不銹鋼材料并不能用于尿素行業(yè)。316LMod材料含碳量極低，抗晶間腐蝕能力強，因此在尿素行業(yè)中，經(jīng)常會(huì )利用這種材料焊接高壓管道。1.2316LMod材料焊接特點(diǎn)。316LMod高壓管道的熱導率比較小，線(xiàn)膨脹系數比較大，如果選擇一般的焊接方法，焊接過(guò)程中很容易產(chǎn)生焊接變形，出現晶界貧Cr現象，使得鋼材的抗腐蝕性降低。因此316LMod高壓管道焊接的方法比較特殊，焊接過(guò)程中不需要進(jìn)行預熱，層間溫度必須要低于60℃，且焊接接頭的冷卻速度應盡量的快，為了避免焊條中各種合金元素燒毀，最好選擇短弧焊接方式。另外，316LMod管道焊縫中柱狀晶體具有很強的方向性，焊接過(guò)程中很容易出現低熔點(diǎn)共晶體偏析的現象。因此，316LMod高壓管道的焊接方法比較特殊。
2316LMod高壓管道焊接技術(shù)
2.1焊接工藝方法。就目前來(lái)說(shuō)316LMod管道常用的焊接方法由氬電聯(lián)焊、鎢極氬弧焊等焊接方法。實(shí)際的焊接施工之中，現場(chǎng)工作人員需要根據高壓管道的管徑以及壁厚情況，選擇不同的'焊接方法。比如，高壓管道管徑壁厚6mm時(shí)，可以選擇鎢極氬弧焊方式，當高壓管道的管徑壁厚超過(guò)6mm時(shí)，可以采用鎢極氬弧焊打底焊，利用焊條電弧焊方式填充。2.2焊接工藝參數選擇。實(shí)際的焊接工作中，通常情況下，選擇JQ.HOOCr19Ni12Mo2準1.6mm焊絲即可，焊接電流控制在60~80A，直流正接，焊接電壓控制在12~15V左右。焊條主要由CHS022準2.5mm焊條、CHS022準3.2mm焊條以及CHS022準4.0mm焊條等幾種，利用不同焊條焊接時(shí)，焊接電流、電壓、焊接速度都有一定的區別。2.3坡口加工及組對要求。316LMod管道切割時(shí)可以選擇無(wú)齒鋸、機械切割等切割方法，一般情況下，需要根據具體的工藝要求，合理選擇坡口角度、焊接透度，尤其316LMod高壓管道具有管壁厚、熱膨脹系數大、導熱系數小等特征，坡口選擇不當，很容易導致焊接變形問(wèn)題，一般將坡口角度控制在40°~55°左右較好，坡口傾角最好呈U字型，底部向上緩慢減小，坡口的間隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前，作業(yè)人員要能夠利用角磨機將基層焊縫坡口及兩側的銹跡、油污等清理干凈，并使用酒精、丙酮等物質(zhì)將坡口邊緣焊接區以及離邊緣10mmzu左右的相鄰區域清洗干凈。坡口加工過(guò)程中，要邊澆水邊加工，水中的氯離子含量需要控制在25mg/L以下，為了保證坡口表面平整光滑，沒(méi)有毛刺、裂縫等缺陷，需要對坡口進(jìn)行修磨。同時(shí)，焊接過(guò)程中保證接焊口組對內壁平齊，內壁錯邊量小于壁厚十分之一，不超過(guò)0.5mm，外壁錯邊量不超過(guò)2.0mm，焊接組對準確性高。2.4316LMod高壓管道定位焊。坡口及組對處理完成之后，對坡口進(jìn)行全面細致的檢查，確定沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題之后，可以進(jìn)行定位焊。定位焊是整個(gè)高壓管道焊接施工的重要組成部分，定位焊的焊接長(cháng)度、高度需要根據管道的實(shí)際情況進(jìn)行確定。定位焊要保證焊接沒(méi)有起泡、裂紋、夾渣等缺陷，為了避免正式焊接過(guò)程中，焊接部位無(wú)法融合，定位焊起弧及收尾時(shí)要做到圓滑過(guò)渡。2.5充氬保護316LMod高壓管道焊絲打底焊時(shí)需要進(jìn)行充氬保護，采用氬弧焊焊接方式時(shí)，需要利用氬氣進(jìn)行管內連續保護，直到兩層焊道完成之后方可停止。充氬保護的效果通過(guò)焊接接頭的顏色進(jìn)行判斷，一般情況下，焊接接頭呈現銀白色，說(shuō)明充氬保護效果較好。
3316Lmod管道焊接質(zhì)量控制
為了保證316Lmod高壓管道的焊接質(zhì)量，焊接施工過(guò)程中需要嚴格按照相關(guān)的工藝要求開(kāi)展焊接工作，加強質(zhì)量檢查，及時(shí)發(fā)現焊接過(guò)程中存在的各種缺陷，制定完善的處理方案，避免焊接工作影響到管道的質(zhì)量。焊接完成之后必須要及時(shí)進(jìn)行焊接檢驗。焊接檢驗內容與管道的管徑、壁厚等密切相關(guān)，管徑壁厚不同，焊接檢驗的內容也存在一定的區別。當管徑小于等于40mm，壁厚小于等于5mm時(shí)，焊接檢驗的內容主要包括外觀(guān)檢驗、液體滲透檢驗、鐵素體含量檢驗幾部分。當高壓管道管徑超過(guò)40mm，壁厚大于5mm時(shí)，焊接工作分步完成，相應的，焊接檢驗工作也分步進(jìn)行。打底焊及第一層填充焊完成之后，進(jìn)行液體滲透檢驗、外觀(guān)檢驗以及鐵素體含量檢驗，檢驗結果合格，焊縫沒(méi)有出現夾渣、裂縫等缺陷后，利用丙酮將坡口表面清理干凈，然后進(jìn)行第二層焊接工作。第二層焊接完成之后，實(shí)施滲透檢驗，如果沒(méi)有缺陷，利用100%射線(xiàn)探傷方式再次檢驗。最終焊接完成之后，對整個(gè)管道安裝工程進(jìn)行滲透檢驗、外觀(guān)檢驗及100%射線(xiàn)檢驗，必須要保證管道的安全性。滲透檢驗過(guò)程中，可以選用溶劑去除型著(zhù)色滲透法，溶劑懸浮顯示劑中的有機溶劑滲透能力非常好，顯像靈敏度比較高，選擇這種溶劑進(jìn)行檢驗效果較好。液體滲透檢驗過(guò)程中，管道表面的溫度應控制在15~50℃左右，為了保證溶液能夠比較徹底的滲透進(jìn)管道缺陷之中，滲透時(shí)間應控制在15min以上。鐵素體含量檢驗時(shí)可以選擇探頭式測量?jì)x器進(jìn)行，一般情況下，316Lmod高壓管道中最大鐵素體含量不得超過(guò)0.6%。檢驗過(guò)程中以此為標準對管道的合格性進(jìn)行判斷。檢驗之前，首先需要利用丙酮溶液將檢驗探頭、校驗試件、焊縫等清洗干凈，保證表面沒(méi)有油脂、銹跡等污染物質(zhì)出現，從而保證檢驗的精度。檢驗過(guò)程中，為了保證探頭沒(méi)有被污染，確保檢驗結果的精確度，工作人員需要時(shí)常清洗。如果發(fā)現檢驗點(diǎn)鐵素體含量超標，需要利用砂輪片、丙酮打磨清洗處理之后再次檢驗，如果依然不合格，需要核對母材、焊材鐵素體檢驗報告，檢查是否存在不準確的地方�；蛘邔覆牡氖褂眠^(guò)程進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現操作不當的地方，予以修復處理。休氏實(shí)驗檢驗是評定焊接試件質(zhì)量的重要方法，具體的操作過(guò)程中，現場(chǎng)工作人員必須要嚴格按照CWCEC工程設計標準8-A10S-95選擇試板位置、尺寸，按照一定的要求將焊接工藝評定試件送到對應的實(shí)驗室之中，由專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗人員開(kāi)展實(shí)驗過(guò)程。整個(gè)實(shí)驗一共經(jīng)歷5個(gè)沸騰周期實(shí)驗，每一個(gè)沸騰周期為48h，如果每個(gè)周期內試件的腐蝕平均值不超過(guò)3.3um，就說(shuō)明該材料質(zhì)量合格，滿(mǎn)足工程需要。
4結語(yǔ)
316LMod高壓管道的焊接對于尿素生產(chǎn)企業(yè)有著(zhù)十分重要的影響，實(shí)際的焊接施工過(guò)程中必須要加強焊接質(zhì)量控制工作。焊接施工之前，結合工程的實(shí)際情況選擇恰當的焊接技術(shù)，焊接施工中嚴格執行相關(guān)的工藝規范，將焊接工藝與現場(chǎng)施工控制工作有效結合起來(lái)，因此，焊接單位必須要加強焊接全過(guò)程的質(zhì)量控制，嚴格控制焊接作業(yè)流程，規范工人作業(yè)行為，并大力加強對焊接作業(yè)的全程質(zhì)量監督和控制，從而更好的確保壓力管道焊接項目的質(zhì)量和水平。從整體層面把握焊接工作，確保焊接質(zhì)量符合高壓管道安裝施工標準要求，保證管道安全有效運行。
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