石油管道的焊接技术
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论述石油天然气管道的焊接方法及焊接工艺摘要:焊接质量是油气建设项目稳定、安全运行的重要保证。
阐述了石油天然气建设工程钢制设备和管道的主要焊接方法和质量控制,介绍了钢材的分类和应用,焊接材料的分类和选择。
本文件从项目管理的角度,阐述了焊接工艺和焊工资格考试的要点,总结了焊接质量控制程序和要点。
关键词:焊接方法;焊接工艺;质量控制;无损检测;1.焊接方法及应用石油天然气设备及工艺管道、长输管道的焊接均为熔化焊,焊接包括焊条电弧焊、钨极气体保护焊、自保护药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护电弧焊(自动焊)[1]。
由于电弧焊条使用灵活、方便、价格低廉,广泛应用于所有施工现场。
钨极气体保护焊接的优点,焊接机械性能好,主要适用于现场工艺管道的封底焊.半自动和自动焊接由于效率高,主要应用于长管道焊接。
2 母材金属材质及主要用途由于长管道、站内工艺管道、钢结构支架、设备容器多为钢制,本文件仅供讨论。
钢大致可分为四类:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个类别。
Ⅰ类钢包括碳素钢;Ⅱ类钢指低合金高强度钢;Ⅲ类钢主要有铬钼钢、铁素体钢、马氏体钢;Ⅳ类钢主要为奥氏体钢及奥氏体与铁素体双相钢。
石油天然气建设工程主要使用的是Ⅱ类、Ⅲ类钢中的优质碳素钢、低合金高强度钢、耐热钢、低温钢和不锈钢等。
碳钢主要分为普通碳钢和优质碳钢。
普通碳钢主要品牌:Q215、Q235、Q245R、Q275。
主要应用有钢结构、管道支座、容器支座等结构支撑构件,可用于制造压力贮器。
添加合金微量元素的优质碳钢提高了强度和强度,特别是Q295、Q345、Q420、20、20G、L415、L450、L485等主要品牌。
L415、L450钢管(符合API X60、X70标准)、Q295、Q345、Q420钢管粘结强度高,20G为锅炉用钢[2]。
合金高强度钢具有耐热钢、不锈钢、低温钢等特殊性能。
耐高温钢具有抗氧化性和足够的强度,同时具有良好的耐热性。
合金元素,主要是铬、钼,一般不超过总数量的5%,品牌12 CRMO、12 CRMOV、15 CRMO等。
石化工程施工中的管道安装与焊接技术与检验标准导语:石化是一种重要的工业领域,涉及许多复杂的工程项目,其中管道安装与焊接技术在整个施工过程中起到至关重要的作用。
本文将对石化工程施工中的管道安装与焊接技术与检验标准进行探讨。
一、管道安装技术管道安装是石化工程中的一项重要环节。
在进行管道安装时,需结合工程的具体需求,选择适当的安装方法。
一般来说,常用的管道安装方法包括开挖法、钢架法和地沟法等。
其中,开挖法是最常用的一种方法,它主要适用于地下输送管道的安装。
在施工过程中,必须确保管道的准确定位和正确安装,同时合理安排施工人员的操作顺序,以保证工程的顺利进行。
二、管道焊接技术管道焊接技术在石化工程中扮演着重要的角色。
熟练掌握管道焊接技术,对于保证管道的质量和安全性至关重要。
在管道焊接过程中,首先需要进行材料的选择,确保管道与焊材的相容性。
其次,应合理选择焊接方法,常用的方法包括电弧焊、气焊和激光焊等。
最后,焊接过程中必须要保持焊缝的牢固和焊接质量的稳定。
为了确保焊接质量,需要严格遵守相关的焊接规范和标准。
三、管道安装与焊接过程中的质量控制在石化工程施工中,质量控制是保证工程质量的重要环节。
管道安装与焊接过程中的质量控制包括管道材料的验收、焊缝的质量检验和管道连接的密封性检测等。
为了确保管道的质量,必须进行全面、系统的质量控制,采取有效的检测手段,如超声波检测、磁粉检测和射线检测等。
只有经过严格的质量控制,才能保障石化工程的安全稳定运行。
四、管道焊接技术的规范与标准为了提高管道焊接技术的质量和水平,制定和遵守相关的规范与标准至关重要。
在石化工程施工中,管道焊接技术所遵循的规范与标准包括国家标准、行业标准和企业标准等。
这些标准覆盖了焊接过程中的各个环节,如材料的选择、焊接方法的选用、焊接工艺的规定等。
通过遵守规范与标准,可以有效提升管道焊接技术的水平,确保工程质量。
五、管道焊接技术的创新与发展随着科学技术的不断进步,管道焊接技术也在不断创新和发展。
油气管道的焊接学问随着石油工业的进展,管道输送油气以其安全经济、专能、高效而飞速进展。
长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管道的进展方向,管线用钢X56—X70 系列高强钢已广泛用于管道建设中, X80 高级强度管线也处于开发应用阶段,如德国 1993 年建成一条直径 1200mm、126km 长的X80 管线,1994 年加拿大试建一条Φ1200mm\33km,X80 管线。
由于油气管线飞速建设的需要,管道焊接工艺、焊接设备、焊接材料也相应有很大进展,不少厂家参与了市场竞争,国内外已具备了不少成熟的管道施工的焊接设备和焊材,以下为有关国外著名厂家生产的管线焊接用设备和材料的调查状况供参考。
1国内外油气管线常用的焊接工艺概述七、八十年月管线的焊接主要以下向纤维素焊条手工焊和半自动 CO2 焊为主,由于这些方法为手工操作,因此效率低,且焊接质量也受到了人工技能水平的制约,八十年月中期,由于电力电子技术和计算机技术的不断进展,焊接设备的掌握技术进入智能化时代,因此为管道焊接自动化设备、工艺的成功实施制造了条件,使管道的焊接效率和焊接质量有了很大提高,如林肯公司开发的STT〔The Surface Tension Transfer〕CO2 气保焊电源技术和设备,以其严峻的电弧,微小的飞溅和极佳的打底焊质量引起了世人的关注,成为管道焊接,特别是打底焊首选的方法之一。
又如 MAGNATECH 公司生产的管道全位置自动焊接设备,应用了自适应掌握技术,不仅抑制了人工操作的水平制约,而且大大提高了焊接效率和质量。
归纳目前管道焊接的施工工艺主要有下述几种:1.1用纤维素下向焊条手工焊,当有硫化氢腐蚀较严峻的管线或在严寒环境中运行的管线,承受低氢型立下向焊条焊接。
由于手工焊的敏捷性以及焊接设备的要求不高等缘由,目前室外管线的焊接,手工电弧焊的工作量仍占 40—50%,例如近年来我国陕西至北京的管线工程就从伯乐公司购置了各种纤维素焊条 1千多吨,推测今后几年我国油气管线的年需焊条量位 3—5 千吨,并还有增加的趋势。
四大管道焊接管道是工业生产中非常常见的一种输送介质,焊接则是管道连接的主要方法之一。
在工业领域中,四大管道指的是石油、天然气、水、蒸汽管道,下面我们来讨论一下这四种管道焊接的技术及注意事项。
一、石油管道焊接技术石油管道的焊接可以采取手工电弧焊、埋弧焊与自动焊接。
在焊接过程中,必须确保焊接的金属接头具有良好的力学强度和密封性能。
以下是石油管道焊接中需要注意的几个方面:1.焊缝准备:焊前管道的准备工作非常关键,管道必须清洁干净,去除油污、锈垢等杂物,以确保焊接区域表面光滑,焊渣须及时清理;2.焊接电流:石油管道焊接时需要控制电流的大小,以保证焊缝质量,但不能过度,避免焊接金属出现熔洞;3.焊接角度和方向:在对焊接方向确定的基础上,还需要保证焊接角度的一致性,避免出现焊接缺陷。
二、天然气管道焊接技术与石油管道类似,天然气管道的焊接技术也有三种:手工电弧焊、埋弧焊和自动焊接。
在焊接天然气管道时要注意以下几个方面:1.焊接材料:天然气管道常使用大口径钢管,由于钢管的环境条件,焊接将尤为关键。
选用合适的焊接材料和焊接方法,可以有效地提高其使用寿命;2.预热温度:焊接前对管道进行处置,确保管道处于标准的温度范围内,避免出现应力变形和内部裂纹;3.焊接层和填料:对于高要求的管道,在焊接过程中应依次采用不同种类的焊接层和填料,以获得最好的焊接效果。
三、水管道焊接技术与较为复杂的石油、天然气管道焊接不同,水管道的焊接相对较为简单。
但是,水管道的质量与使用寿命也是相当重要。
以下是水管道焊接时需要注意的几个方面:1.焊接参数:管道焊接时需要控制好电流、电压等参数,保证其焊接接头具有良好的力学强度和密封性;2.焊接角度:模板的放置及装船时切割的斜角度,斜边采用砂轮加工,切口清洗干净;3.焊接天数:水管道焊接后还需要注意天数,一般情况下在焊接后七天左右即可开启供水。
四、蒸汽管道焊接技术蒸汽管道主要是用于输送高温高压的蒸汽,它在焊接时需要特别考虑焊接条件。
油田管道高温高压堵漏的几种焊接方法在油田管道的高温高压环境中,堵漏是一个常见的问题。
为了解决这个问题,有许多不同的焊接方法可供选择。
下面介绍几种常用的焊接方法。
1.电弧焊接:电弧焊接是一种常见的焊接方法,使用电流产生火花,在两个金属表面之间产生高温熔化金属,形成焊缝。
对于高温高压环境下的管道堵漏修复,可以使用常规的电弧焊接方法,但需要选择适合高温高压环境的电焊材料,如钨极。
2.焊接材料加热焊接:在高温高压环境下,使用热熔焊材料进行焊接。
可以使用高温热熔焊料,将其加热熔化后填充到管道的漏洞处。
这种方法适用于小漏洞或裂缝,但对于大面积损坏可能不够有效。
3.氩弧焊接:氩弧焊接是一种保护气体焊接方法,使用氩气作为保护气体,避免焊缝在焊接过程中与空气接触,减少氧化反应。
这种方法适用于高温高压环境下的堵漏修复,但需要特殊的设备和技术。
4.电阻焊接:电阻焊接是一种使用电阻产生热能的焊接方法,将两个金属表面加热熔化以形成焊缝。
在高温高压环境下,电阻焊接可以用于修复堵漏。
但需要注意,由于高压环境的特殊性,对电阻焊接设备和操作有较高的要求。
5.红外线焊接:红外线焊接是一种使用红外线辐射加热金属表面的方法,产生高温以形成焊缝。
这种方法适用于高温高压环境下的管道堵漏修复,但需要适当的设备和技术支持。
需要注意的是,以上方法均需要严格遵循安全操作规程,并且需要合适的设备和技术支持。
在进行修复之前,应仔细评估损坏情况,并选择适合的修复方法。
此外,还需要根据管道材料和环境特点选择合适的焊接材料。
对于高温高压环境下的堵漏修复,还需要特殊的防护措施,以确保安全操作。
《石油天然气金属管道焊接工艺评定方法》SY0452-2012一、范围本标准规定了石油天然气金属管道焊接工艺评定的方法,包括基本原则、一般要求、程序、试验、报告及有效性保持等内容。
本标准适用于石油天然气金属管道焊接工艺评定,其他管道可参照执行。
二、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
三、术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
1. 焊接工艺评定welding procedure qualification(WPQ)为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价,包括焊接工艺指导书的编制。
2. 焊接工艺指导书welding procedure specification(WPS)根据焊接工艺评定报告的结果,针对具体焊件所编制的焊接施工指导性文件。
四、符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。
1. PQR焊接工艺评定2. WPS焊接工艺指导书3. AWS美国焊接协会4. CCS中国船级社5. API美国石油协会6. CCS中国船级社压力容器认可标准7. CE欧盟安全认证标志8. TüV德国技术监督协会认证标志等。
五、焊接工艺评定的基本原则焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据,并在工程应用中进行验证。
焊接工艺评定应采用现行规范和标准,遵守相应的安全技术规范和设计文件的规定。
焊接工艺评定应以满足产品焊接结构的力学性能、焊接接头质量和焊接施工工艺要求为目标,并考虑到焊接效率、制造成本和焊工劳动条件等因素。
焊接工艺评定应以工程实践为基础,并经过试验验证和工程应用检验。
焊接工艺评定应注重焊接接头的力学性能、弯曲性能、冲击韧性等方面的试验验证。
六、焊接工艺评定的一般要求焊接工艺评定应由具有相应资质和经验的焊工进行操作,并应在规定的试验条件下进行。
焊接工艺评定应根据产品钢材的种类、规格、接头形式、坡口尺寸等因素进行选择和设计。
石油管道的焊接工艺及质量控制措施摘要:随着石油用量的不断增多,石油管道的逐渐投入应用和数量的迅速发展,石油管道的焊接慢慢体现其举足轻重的作用。
石油管道的需求要求管道的焊接水平也要跟上需要,因此,提高石油管道的焊接技术水平尤为关键。
本文主要对石油站管道的焊接工艺及质量控制方法进行了简要分析。
关键词:石油管道;焊接工艺;质量控制引言石油管道焊接技术水平是影响石油业及石油管道业发展的重要因素,但因受到焊接工作繁重、焊接时间漫长、焊接环境恶劣、焊接实际情况复杂等因素的影响,石油管道焊接技术水平普遍存在质量问题。
基于此,本文主要从石油管道工艺水平、焊接材料、焊接环境、焊接检验检测等角度,探究如何提高石油管道焊接技术水平,以期提高石油管道焊接质量。
一、管道焊接方法和工艺1、管道施工安装流程管道施工一般包括以下工序流程:线路设计交桩→测量放线→施工作业带清理→修筑施工便道→管沟开挖→管线防腐及运输→布管→清理管口→组装焊接→焊缝质量检查与返修→管线防腐补口、补伤→管线下沟、回填→通信光缆敷设→铁路、公路和河流穿越→管道干线通球、试压、扫线→管道连头碰死口→阴极保护→截断阀室与沿线设备三桩安装→投产试运→交工验收。
2、管道焊接方法管道焊接采用氩弧焊打底,电弧焊盖面,可以获得良好的焊接接头,返修率低,易于保证工程质量。
电弧焊即手工电弧焊,是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法,电弧焊是适应性很强的焊接方法,可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接,是压力管道焊接中的主要焊接方法。
3、管道焊接工艺(1)打底:选用氩弧焊打底,由下往上施焊,点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。
整个底层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿。
氩弧打底必须先用试板试焊,检查氩气是否含有杂质。
氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。
以防刮风影响焊缝质量。
底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨,严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。
并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接,以防产生裂纹。
石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制石油化工管道是石油、化工、天然气等行业输送能源和化工产品的重要设施之一。
而其中的焊接工艺和焊接质量控制对于管道的安全运行和产品质量具有至关重要的作用。
本文将介绍石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制的相关知识。
一、石油化工管道焊接工艺1. 焊接方法石油化工管道的主要焊接方法包括手工焊接、SMAW焊接、TIG焊接、MIG/MAG焊接、埋弧焊接等。
不同的焊接方法适用于不同的管道材料和厚度。
在选择焊接方法时需要考虑到管道的材质、壁厚、焊接位置等因素,并且进行相应的焊接试验来确定最佳的焊接方法。
2. 焊接设备石油化工管道的焊接设备包括焊接机、气源设备、电源设备、焊接工具等。
焊接设备的选用需符合管道的材质和规格要求,并且保持设备的良好状态,定期进行维护和检测,确保焊接设备的正常运行和安全使用。
3. 焊接工艺参数焊接工艺参数包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接角度、焊接层间间隔等。
这些参数需要根据管道的具体情况进行调整,确保焊接工艺参数符合相关的标准和要求,从而保证焊接质量。
4. 焊工操作焊接工艺中的焊工操作是影响焊接质量的重要因素之一。
焊工应该具备合格的焊接技能和经验,能够熟练掌握各种焊接方法和工艺参数,严格按照焊接工艺规程进行操作,保证焊接质量。
1. 焊接前检测在进行管道焊接之前,需要对焊接材料、设备、工艺和环境等进行检测。
焊接材料的检测要求符合相关的标准和规范,焊接设备和工艺的检测需要进行有效的测试和评估,焊接环境的检测需要确保符合相关的安全和卫生要求。
2. 焊接过程控制焊接过程中需要进行实时监控和控制,包括焊接工艺参数的监测、温度、湿度、通风等环境因素的监控、焊接工艺操作的指导和监督等。
通过有效的焊接过程控制,可以保证焊接质量处于可控的状态。
3. 焊接质量检验焊接完成后需要进行焊缝和焊接接头的检验。
焊接质量检验包括外观检查、尺寸检测、探伤检测、超声波检测等。
通过对焊缝和焊接接头的质量检验,可以对焊接质量进行有效的评估和监控。
管道焊接工艺技术及质量控制措施摘要:在石油管道焊接过程中,为了更好地促进焊接质量的控制,作为焊接技术人员,应紧密结合管道工程实践,针对性的选取焊接技术方案,切实掌握管道焊接技术要点,并从人员、材料和技术方面加强质量控制,以实现石油管道焊接工程质量控制的最优化。
关键词:石油管道;焊接工艺;质量控制对企业而言节电最大的效益就是节省电费开支,降低成本,增加经济效益。
节电改造投资可回收,回收期2~3a,企业长期经济效益非常可观。
节电改造的应用,即可以延长设备的寿命,又能减少设备损坏率及其设备更换和维护费用,减少了因设备故障停机而直接影响到生产所造成的巨大损失,同时减少电力扩容的资本,其综合经济效益十分显著。
1目前常用的管道焊接工艺技术石油输出、天燃气输出、南水北调等基础设施建设项目工程中,管道焊接工程量很大,不同材质、不同用途、不同压力、口径的管道,焊接的工艺技术也不完全一样,质量控制措施也因管道而已。
以下介绍几种常见的管道焊接施工工艺技术。
1.1手工下焊工艺技术手工下焊施工工艺技术,常用在石油管道的焊接施工中,工序包括四个环节,一是根焊;二是热焊;三是填充焊;四是盖面焊,四个环节连续作业,依次完成。
根焊时,必须直拉运条。
一旦出现熔孔较长,接头处间隙大的情况,随时控制高温焊穿的发生,应急技术措施需要往返式运条并横向摆动,及时把握焊接层的覆盖物的厚度,焊接完成,注意焊道略比坡口低,一般控制在0.6mm左右。
如果是盖面焊施工工艺,要注意管道接口外表的平滑、坚固和美观。
1.2自动下焊工艺技术自动下焊工艺技术就是全自动向下焊接施工方法,在石油输出、天燃气管道输出等基础设施项目工程施工中,经常用到这种施工技术。
焊接施工的热源是电弧,采用电弧的高温把钢管接口与焊丝熔化,由于焊接施工过程,需要采取毒气隔离措施,一般在施工区及时输送具有保护性的气体。
该施工工艺技术的特点是操作简单,工作效率较高。
1.3组合焊工艺技术顾名思义,组合焊工艺及技术就是两种以上管道焊接施工方式的综合运用。
绪论 (1)第一章材料的性能及要求 (2)1.1 16MnR的化学成分和力学性能 (2)1.2 16MnR的焊接性 (2)1.3 16MnR焊接时存在的主要问题 (2)第二章管道焊接技术发展概况及现状 (5)2.1管道工程的发展 (5)2.2 管道的焊接技术 (5)2.3 承压管道的焊接 (6)2.4 焊接工艺 (7)2.5结语 (9)第三章工艺措施 (10)3.1 坡口的制备 (10)3.2 TIG打底焊 (12)3.3 手弧焊盖面焊 (17)第四章焊接试验 (18)4.1试件的制备 (18)4.2焊前准备 (18)4.3焊接规范 (18)4.4焊接操作 (19)4.5试验分析 (19)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)焊接技术是现代化工业高质量,高效率制造技术中一种不可少的加工工艺.大多数发达国家利用焊接加工的钢材量已超过钢材产量的一半.同时,焊接也是管道工程中最主要,而且是应用最广的连接施工工艺.目前,我国焊接技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在焊接基础理论及焊接工艺设计、焊接标准化、焊接制造技术及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国焊接件在寿命、使用性能、生产周期等方面与工业发达国家的焊接件相比差距相当大。
国外如欧美、日本等发达国家早在20世纪80年代便在石油、化工、造船、建筑、电力、汽车、机械等行业采用数字控制的小车式自动气保焊机,代替人工进行焊接生产。
近年来,国内几家企业开发了几种类似的自动焊接小车,但在结构和功能上均属低端产品,在数字控制、焊接参数预置和专家系统自动调用等方面均为空白。
现代焊接技术自诞生以来一直受到诸学科最新发展的直接影响与引导,众所周知受材料,信息学科新技术的影响,不仅导致了数十种焊接新工艺的问世,而且也使得焊接工艺操作正经历着手工焊到自动焊,自动化,智能化的过渡,这已成为公认的发展趋势。
在今天焊接作为一种传统技术又面临着21世纪的挑战。
一方面,材料作为21世纪的支柱已显示出几个方面的变化趋势,即从黑色金属向有色金属变化;从金属材料向非金属材料变化,从结构材料向功能材料变化,从多维材料向低维材料变化;从单一材料向复合材料变化,新材料连接必然要对焊接技术提出更高的要求。
另一方面,先进制造技术的蓬勃发展,正从住处化,集成化,等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求。
突出“高”“新”以此来迎接21世纪新技术的挑战。
我国管道工程焊接技术发展是很快的,但是存在的问题也不容易忽视,特别是由于多种条件的限制,信息泻后、人才缺乏是困扰焊接技术提高和发展的重要因素。
另一方面,工业的发展也对焊接发展提出了高要求..但是随着科学技术的发展,焊接技术也会有更好的发展,并能用之于我国的现.代化建设。
第一章材料的性能及要求1.1 16MnR的化学成分和力学性能表1-1 16MnR 的化学成分(%)表1-2 16MnR 的力学性能1.2 16MnR的焊接性16MnR钢的焊接16Mn钢具有良好的综合加工工艺性能,经气割或碳弧气刨的坡口边缘1mm内出现淬硬,但淬硬层在焊接时可以完全溶掉。
16Mn 钢的碳当量一般为0.35%~0.41%,其淬硬倾向和裂纹倾向比一般低碳钢梢大。
在低温环境或厚度大刚性结构焊接时,应采用梢强的焊接工艺及较小焊接速度、注意满弧坑,并适当预热。
16MnR属于Q345MPa级高强钢。
板厚30mm以下,可不必预热,焊后不作热处理。
但大于30~50mm时,采用手工电弧焊焊接时应适当预热,预热100~150℃以上,埋弧焊板厚超过50mm,焊接区应预热100℃以上。
1.3 16MnR焊接时存在的主要问题1. 热裂纹钢的热裂纹与杂质元素S直接有关,而C、Si、Ni元素能促进S的有害作用。
CSI 可降低S在固溶体中的溶解度,促使S产生偏析。
NI的有害作用主要是与S形成熔点更低的硫化物及其共晶体。
正常情况下,热轧及正火钢的含碳量都较低,含MN量较高,焊缝中不会出现热烈纹。
当材料含碳超过0.12%,含S、P量较高或因偏析使局部C、S含量较高时,就可能出现热烈纹。
此时应采用低碳、低硫或高锰焊接材料,以将焊缝金属含碳量限制在0.12%以内,S、P含量限制在0.025%以下。
热影响区液化裂纹液化裂纹是在靠近熔合线处,沿着过热奥氏体晶界形成的一种晶间微裂纹。
裂纹小到只在一个或几个晶粒范围内,因此只在金相磨片后显微观察时才能发现。
液化裂纹与沿着奥氏体晶粒边界的硫化物熔化有关。
所以液化裂纹敏感性也取于Mn/S比和含C量。
此外工艺因素也影响液化裂纹的形成。
线能量愈大,晶粒愈粗大,晶界熔化也愈严重,液态间层的存在时间也愈长,液化裂纹产生的倾向也愈大。
因此液化裂纹易在高线能量焊接时发生。
2. 再热裂纹某些含有较多碳化物形成元素(如Cr Mo V),并可以产生沉淀硬化的低合金高强钢焊接接头,往往会在焊后,消除应力处理过程中沿热影响区产生再热裂纹;一些在高温高压下长期运行的压力容器等设备,也会在接头中出现再热裂纹。
为防止再热裂纹,应首先选择化学成分适当的钢种,选择强度低于母材的焊缝金属并拟定正确的焊接工艺、控制焊接热输入量,防止粗晶脆化及采取预热措施等。
对于再热裂纹敏感性较高的钢种,可在坡口侧壁预先堆焊低强度焊缝,以松弛应力。
3.延迟裂纹延迟裂纹是高强钢焊接的突出问题之一,随着钢铁碳当量的增加,延迟裂纹的倾向也增加。
延迟裂纹主要产生于热影响区的粗晶区,有时也出现于焊缝。
焊接接头中的淬硬组织,一定的含氢量及拘束应力是产生延迟裂纹的必要条件。
焊接碳当量较高的钢种,粗晶区金属晶粒由于过热显著长大,热影响区的马氏体或下贝氏体组织增多,尤其当形成粗大的孪晶马氏体时缺口敏感性增强,脆化严重,金属变形能力降低。
由于高焊接应力的作用及氢的富集在脆化区形成裂源,萌生显微裂纹。
裂纹尖端形成三向应力区,并再行诱导氢扩散富集,使裂纹扩展,最后成为宏观裂纹。
此外,高强钢T形接头或角接接头中,还会沿钢材轧制方向产生层状撕裂。
因此16Mn焊接,应根据母材碳及合金元素含量、板厚、接头形式、结构特点等,合理选择线能量,采用低氢焊接材料。
根据环境温度、拘束条件等确定预热温度,厚度超过一定范围还必须采用后热或焊后热处理措施,以降低热影响区硬度,提高塑性、韧性,消除应力和扩散氢的影响。
第二章管道焊接技术发展概况及现状2.1管道工程的发展管道工程用于输送各种介质,它作为一项特殊的设施,广泛地用于石油、化工、电力、建筑和市政等行业。
随着我国国民经济的发展,管道工程的工程量不断增加,施工质量要求越来越高,如2002年开工建设的西气东输工程就是一项大型的管道敷设焊接工程。
由于管道工程输送介质的种类多种多样,其运行参数和使用条件也各有不同,为此,在管道工程中经常回使用多种管材,也会采用多种连接方法,但就目前的技术经济条件来看,管道工程虽有螺扣、卡套、承接…..等多种连接方法,但对于直径大于15mm的各种金属管子和管子支承件、设备金属支座等结构来说,基本上多是焊接连接的,因此,金属管道焊接是管道施工中的一个极为重要的关键环节。
管道工程焊接虽与其他焊接结构一样属于焊接工程技术范围,但由于管子连接属于典型的壳体结构,与一般梁架结构、网架结构不同,管道要承受管子内部和外部的压力,要求焊接接头具有很好的强度、致密性和韧度,以保障管道系统的安全运行。
我国管道工程焊接技术发展是很快的,但是存在的问题也不容易忽视,特别是由于多种条件的限制,信息泻后、人才缺乏是困扰焊接技术提高和发展的重要因素。
2.2 管道的焊接技术针对传统的对管焊接方法焊接质量不易控制、难以达到焊后内部不允许有焊渣的要求,经过多年的摸索、实践,我校提出氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接方法。
这种方法电弧清晰,焊接时操作简单,不易出现气孔、夹渣、未焊透等焊后缺陷,同时由于线容量小,因此热影响区小,变形及裂纹倾向小。
钨极惰性气体保护焊英文简称TIG(Tungsten Inert Gas Weiding)焊。
它是在惰性气体的保护下,利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(如果使用填充焊丝)的一种焊接方法。
焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出,在电弧周围形成气体保护层隔绝空气,以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响,从而可获得优质的焊缝。
TIG焊接技术的优点:1) TIG焊的可焊金属多,氩气能有效隔绝焊接区域周围的空气,它不溶于金属,不和金属反应。
TIG焊过程中电弧还有自动清除焊件表面氧化膜的作用。
因此,可以成功的焊接其他方法不易焊接的易氧化,氮化,化学活泼性强的有色金属,不锈钢和各种合金。
2)保护效果好,焊缝质量高。
Ar是最稳定的惰性气体之一,它不与金属发生反应,也不溶于液态金属生成气孔,所以保护性能十分优良。
焊接过程基本是金属熔化与结晶的简单过程,因此焊缝质量高。
3)由于电弧受氩气流的压缩和冷却作用,焊接应力变形小,电弧热量集中,且氩弧的温度高,可保证焊缝根部焊透,接头热影响区小,焊件变形及裂纹倾向小。
特别适用于焊接空淬倾向大的钢材。
4) 钨极电弧稳定,即使在很小的焊接电流(<10A)下仍可稳定燃烧,特别适用于薄板,超薄板材料焊接。
5)热源和填充焊丝可分别控制,因而热输入容易调节,可进行各种位置的焊接,也是实现单面焊双面盛开的理想方法。
6)由于填充焊丝不通过电弧,故不会产生飞溅,焊缝成形美观。
7)Ar是单原子气体,热容量小,导热效率低,热量消耗少,对电弧稳定燃烧十分有利,即使在小电流和长弧的条件下,电弧仍很稳定,操作方便,焊缝质量容易控制,适用于小径管子难焊位置的全位置焊接。
由于TIG焊焊接质量好,操作容易,近几年来,已成为各发电企业在安装及检修锅炉时焊接受热面管子的常用方法。
在现场检修条件下,受焊接位置及操作空间限制,普遍采用的工艺方法是TIG焊打底焊条电弧焊盖面或采用TIG全氩弧焊。
2.3 承压管道的焊接电力系统各单位焊接承压管道,过去主要采用焊条电弧焊打底并盖面的对接方法,容易产生根部未焊透、夹渣等缺陷,对机组安全运行威胁很大。
电力系统曾多次发生焊口折断、爆破事故,分析事故原因,多与焊缝根部严重未焊透有关。
近几年来国外的电站机组在施工焊接中,对焊口一律要求全部焊透。
在我国,已在电力系统推广应用于焊接高压机组的主汽、主给水、再热段、冷段、联箱管座及汽机系统管道。
1.管道焊口的TIG焊接技术1)焊接设备及器具:焊接电源、焊枪、供气系统、冷却系统及焊接控制系统等部分。
2)电源:TIG焊接电源有交流和直流两种。
交流电源用于焊接铝及其合金、镁及其合金。
焊接碳钢、合金钢、钛及其合金、铜及其合金均采用直流电源。
3)焊枪:TIG焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、水管、控制钮等组成,它起着夹持电极、传导电流、输送氩气及控制整机工作系统的作用,焊枪有自冷式和水冷式两种。