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，焊接過程中由于各種原因，焊縫中可能會出現(xiàn)夾渣、氣孔，焊接接頭性能質(zhì)變等問題，影響高壓管道的安全。焊接工作中要嚴(yán)格按照工程的實際質(zhì)量需求編制焊接工藝規(guī)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
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530MPa，屈服強度超過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)過程中會產(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)常會利用這種材料焊接高壓管道。1.2316LMod材料焊接特點。316LMod高壓管道的熱導(dǎo)率比較小，線膨脹系數(shù)比較大，如果選擇一般的焊接方法，焊接過程中很容易產(chǎn)生焊接變形，出現(xiàn)晶界貧Cr現(xiàn)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，焊接過程中不需要進(jìn)行預(yù)熱，層間溫度必須要低于60℃，且焊接接頭的冷卻速度應(yīng)盡量的快，為了避免焊條中各種合金元素?zé)龤В詈眠x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，焊接過程中很容易出現(xiàn)低熔點共晶體偏析的現(xiàn)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。就目前來說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。實際的焊接施工之中，現(xiàn)場工作人員需要根據(jù)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，可以選擇鎢極氬弧焊方式，當(dāng)高壓管道的管徑壁厚超過6mm時，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(shù)選擇。實際的焊接工作中，通常情況下，選擇JQ.HOOCr19Ni12Mo2準(zhǔn)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(zhǔn)2.5mm焊條、CHS022準(zhǔn)3.2mm焊條以及CHS022準(zhǔn)4.0mm焊條等幾種，利用不同焊條焊接時，焊接電流、電壓、焊接速度都有一定的區(qū)別。2.3坡口加工及組對要求。316LMod管道切割時可以選擇無齒鋸、機械切割等切割方法，一般情況下，需要根據(jù)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(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)小等特征，坡口選擇不當(dāng)，很容易導(dǎo)致焊接變形問題，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(cè)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(qū)以及離邊緣10mmzu左右的相鄰區(qū)域清洗干凈。坡口加工過程中，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，沒有毛刺、裂縫等缺陷，需要對坡口進(jìn)行修磨。同時，焊接過程中保證接焊口組對內(nèi)壁平齊，內(nèi)壁錯邊量小于壁厚十分之一，不超過0.5mm，外壁錯邊量不超過2.0mm，焊接組對準(zhǔn)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(xì)致的檢查，確定沒有質(zhì)量問題之后，可以進(jìn)行定位焊。定位焊是整個高壓管道焊接施工的重要組成部分，定位焊的焊接長度、高度需要根據(jù)管道的實際情況進(jìn)行確定。定位焊要保證焊接沒有起泡、裂紋、夾渣等缺陷，為了避免正式焊接過程中，焊接部位無法融合，定位焊起弧及收尾時要做到圓滑過渡。2.5充氬保護(hù)316LMod高壓管道焊絲打底焊時需要進(jìn)行充氬保護(hù)，采用氬弧焊焊接方式時，需要利用氬氣進(jìn)行管內(nèi)連續(xù)保護(hù)，直到兩層焊道完成之后方可停止。充氬保護(hù)的效果通過焊接接頭的顏色進(jìn)行判斷，一般情況下，焊接接頭呈現(xiàn)銀白色，說明充氬保護(hù)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，焊接施工過程中需要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝要求開展焊接工作，加強質(zhì)量檢查，及時發(fā)現(xiàn)焊接過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進(jìn)行焊接檢驗。焊接檢驗內(nèi)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(nèi)容也存在一定的區(qū)別。當(dāng)管徑小于等于40mm，壁厚小于等于5mm時，焊接檢驗的內(nèi)容主要包括外觀檢驗、液體滲透檢驗、鐵素體含量檢驗幾部分。當(dāng)高壓管道管徑超過40mm，壁厚大于5mm時，焊接工作分步完成，相應(yīng)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、外觀檢驗以及鐵素體含量檢驗，檢驗結(jié)果合格，焊縫沒有出現(xiàn)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，實施滲透檢驗，如果沒有缺陷，利用100%射線探傷方式再次檢驗。最終焊接完成之后，對整個管道安裝工程進(jìn)行滲透檢驗、外觀檢驗及100%射線檢驗，必須要保證管道的安全性。滲透檢驗過程中，可以選用溶劑去除型著色滲透法，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。液體滲透檢驗過程中，管道表面的溫度應(yīng)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，滲透時間應(yīng)控制在15min以上。鐵素體含量檢驗時可以選擇探頭式測量儀器進(jìn)行，一般情況下，316Lmod高壓管道中最大鐵素體含量不得超過0.6%。檢驗過程中以此為標(biāo)準(zhǔn)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，保證表面沒有油脂、銹跡等污染物質(zhì)出現(xiàn)，從而保證檢驗的精度。檢驗過程中，為了保證探頭沒有被污染，確保檢驗結(jié)果的精確度，工作人員需要時常清洗。如果發(fā)現(xiàn)檢驗點鐵素體含量超標(biāo)，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(zhǔn)確的地方。或者對焊材的使用過程進(jìn)行檢查，及時發(fā)現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)牡胤剑枰孕迯?fù)處理。休氏實驗檢驗是評定焊接試件質(zhì)量的重要方法，具體的操作過程中，現(xiàn)場工作人員必須要嚴(yán)格按照CWCEC工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)的實驗室之中，由專業(yè)的實驗人員開展實驗過程。整個實驗一共經(jīng)歷5個沸騰周期實驗，每一個沸騰周期為48h，如果每個周期內(nèi)試件的腐蝕平均值不超過3.3um，就說明該材料質(zhì)量合格，滿足工程需要。
4結(jié)語
316LMod高壓管道的焊接對于尿素生產(chǎn)企業(yè)有著十分重要的影響，實際的焊接施工過程中必須要加強焊接質(zhì)量控制工作。焊接施工之前，結(jié)合工程的實際情況選擇恰當(dāng)?shù)暮附蛹夹g(shù)，焊接施工中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的工藝規(guī)范，將焊接工藝與現(xiàn)場施工控制工作有效結(jié)合起來，因此，焊接單位必須要加強焊接全過程的質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制焊接作業(yè)流程，規(guī)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(jiān)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(biāo)準(zhǔn)要求，保證管道安全有效運行。
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