內襯不銹鋼復合鋼管(304+Q235B)是一種新興的復合管材,該產品以碳鋼管作為基管,通過縮徑法、冷擴法、爆炸法等復合工藝將不銹鋼內襯管與基管復合的雙金屬管材。內襯不銹鋼復合鋼管具有耐腐蝕、耐高溫、高延伸性和高強度等特點,因此被廣泛應用于新建和擴建石化裝置的工藝管線中。但由于生產工藝的技術的限制,國產復合管的基層和復層還不能完全熔焊在一起,因此內襯不銹鋼復合鋼管的焊接技術成為了工藝管線施工中的關鍵環節。



一、內襯不銹鋼(gang)復合鋼(gang)管的焊接工藝


  內襯不銹鋼復合(he)管(guan)的基管(guan)壁厚(hou)為7mm,襯管(guan)壁厚(hou)1.5mm。坡口形式(shi)為60°V形,為了保證打底(di)焊能(neng)焊透,坡口間隙(xi)為2.5~3mm,如圖5-30所示。


圖 30.jpg


  封焊(han)層(ceng)焊(han)接(jie)方法:內襯不銹(xiu)鋼(gang)復(fu)合鋼(gang)管的復(fu)合層(ceng)和基(ji)層(ceng)之間沒有熔焊(han)在(zai)一起,所以在(zai)組對(dui)焊(han)接(jie)前(qian)圖(tu)5-30 坡口(kou)設計示意(yi)圖(tu)必須進行封焊(han)。焊(han)接(jie)方法為手工鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(GTAW),采用的鈰鎢電極(ji),直徑(jing)為2.5mm,噴(pen)嘴直徑(jing)為10mm。


  內襯不銹鋼復合鋼管(guan)打底層的焊接(jie)方(fang)法與封焊層一樣,即采用(yong)(yong)手工(gong)鎢極(ji)氬弧焊,選(xuan)用(yong)(yong)THT-309LSi(H03Cr24Ni13Si1)焊絲(si),其熔敷金屬的化學成分與304鋼最(zui)為(wei)接(jie)近。


  內(nei)襯(chen)不銹(xiu)鋼復(fu)合鋼管過(guo)(guo)渡(du)(du)層的(de)熔敷金(jin)屬成(cheng)分復(fu)雜,為了使金(jin)屬成(cheng)分的(de)梯(ti)度不至于過(guo)(guo)大(da),選用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)(SMAW)的(de)焊(han)(han)接方法。過(guo)(guo)渡(du)(du)層焊(han)(han)接的(de)焊(han)(han)條宜選擇(ze)工藝性(xing)能較好的(de)酸性(xing)焊(han)(han)條E4303,直徑為2.5mm。


  內襯(chen)不銹(xiu)鋼復(fu)合鋼管(guan)基層為Q235B,因此采用焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)的焊(han)(han)接方(fang)法(fa)。焊(han)(han)條選擇(ze)直徑3.2mm的THA302最為合適,既(ji)可以(yi)保(bao)證焊(han)(han)縫金屬的強度,還可以(yi)保(bao)證其塑韌性。


  根據焊接方(fang)法(fa)和焊材的選擇原則及現場實際(ji),采用的焊接參數見表5-59。


59.jpg


  注:在12、9、3點鐘處(chu)進行定位焊定位,焊縫長度5mm,采用焊條電弧(hu)焊。



二、內襯不銹鋼(gang)復合(he)鋼(gang)管的(de)焊接施工(gong)方法


 1. 焊前準備 


   待焊金屬(shu)要(yao)擦(ca)洗干凈,直至(zhi)露出(chu)金屬(shu)光澤。焊接前要(yao)對(dui)內襯(chen)不銹鋼復(fu)合鋼管的基(ji)(ji)層和復(fu)合層進行預熱(re),預熱(re)宜(yi)采(cai)用電(dian)加熱(re)方法,以對(dui)口中心線為基(ji)(ji)準,兩側各不小(xiao)于管壁總厚度的3倍,且不小(xiao)于50mm,并防止過熱(re)。


 2. 焊接(jie)過程 


   內襯(chen)不銹(xiu)鋼復(fu)合(he)鋼管(guan)的(de)焊接順序為先焊復(fu)合(he)層,后焊基層,如圖5-30所示。


  技術(shu)措施如下:


    a. 管子對(dui)(dui)焊組對(dui)(dui)時,其(qi)內壁應齊平,內壁錯邊量不宜超過管壁厚(hou)度的10%。


    b. 焊接(jie)(jie)時,應盡(jin)量采(cai)用多層(ceng)焊,各焊層(ceng)焊道的接(jie)(jie)頭應盡(jin)量錯(cuo)開(kai)。


    c. 定位焊(han)(han)時,管內(nei)必須充氬(ya),以保證定位焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)質量;打底焊(han)(han)時,仰(yang)焊(han)(han)位置采用內(nei)填絲(si),立焊(han)(han)、平(ping)焊(han)(han)位置采用外填絲(si)法進行焊(han)(han)接。


    d. 禁止在非焊(han)接部位引弧,接弧處應保(bao)證(zheng)焊(han)透和熔(rong)合,熄(xi)弧時(shi)應填滿(man)弧坑(keng),焊(han)接即將結束時(shi),應減小氬氣流量,防止氣壓過大使(shi)焊(han)縫產生(sheng)凹陷。


    e. 焊(han)絲(si)不能與鎢極接(jie)觸(chu),防(fang)(fang)止產(chan)生夾鎢,焊(han)絲(si)端部(bu)不得退出保護區,防(fang)(fang)止焊(han)絲(si)氧化。


   f. 道(dao)間溫度(du)控制在(zai)150℃以(yi)(yi)下(xia),施工(gong)中采(cai)用焊(han)(han)縫(feng)兩側水冷(leng)的冷(leng)卻方法(fa),使焊(han)(han)縫(feng)盡快降(jiang)低到150℃以(yi)(yi)下(xia)。


    g. 每層焊(han)道(dao)結束后要清除焊(han)渣、飛濺等污物,清理(li)干凈后才(cai)允(yun)許焊(han)接(jie)下層焊(han)道(dao)。


 3. 焊(han)后(hou)清潔和(he)焊(han)后(hou)處(chu)理 


   焊后(hou)(hou)應仔細(xi)清理(li)焊件(jian)表面一切雜(za)物,清理(li)完畢,并在基(ji)材焊縫(feng)附(fu)近的明顯部位打上焊工印(yin)記(ji),以便檢(jian)查。焊接(jie)后(hou)(hou),為改善焊接(jie)接(jie)頭的組(zu)織(zhi)和性能或消(xiao)除殘余應力(li),焊后(hou)(hou)處(chu)理(li)需(xu)按設計要求進(jin)(jin)行(xing)。局部熱(re)處(chu)理(li)時,宜采用(yong)電加熱(re)法。基(ji)層(ceng)的焊后(hou)(hou)處(chu)理(li)應按基(ji)層(ceng)材質要求選(xuan)擇熱(re)處(chu)理(li)溫度(du),其他(ta)參數按不銹鋼內襯管總厚度(du)進(jin)(jin)行(xing)計算(suan)。


   采用GTAW+SMAW的焊(han)接(jie)方法及(ji)合(he)(he)理的焊(han)接(jie)參數,可獲得高質(zhi)量(liang)的焊(han)接(jie)接(jie)頭。焊(han)后X射線檢(jian)測一次合(he)(he)格(ge)率在97.6%以上(shang)。在此化肥廠(chang)改擴建工(gong)程中,文中所闡述的內襯不銹鋼復(fu)合(he)(he)鋼管焊(han)接(jie)工(gong)藝得到廣泛應用,在滿足了(le)生產(chan)工(gong)藝要求(qiu)的同時,為今后復(fu)合(he)(he)鋼管的焊(han)接(jie)提供(gong)了(le)施工(gong)經驗。




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