不銹鋼大直徑鋼制焊接彎頭組對安裝工藝

胡建輝

鋼制焊接彎頭，也叫“蝦米腰”彎頭?！拔r米腰”彎頭是石化工行業(yè)中常見的一種彎頭形式，它通常由幾截圓管段拼接而成，其形狀象似蝦米的腰，因此我們俗稱它為“蝦米腰”彎頭。與同規(guī)格的沖壓彎頭相比，具有造價低、角度靈活等優(yōu)點，因此蝦米腰彎頭的制作、安裝在化工、石油行業(yè)的使用十分廣泛。

本人于2005年在山東青島某安裝工程，其中6個不銹鋼蝦米腰彎頭的組對、焊接成為工作的難點。此次制作的蝦米腰彎頭直徑為1732m，材質(zhì)為316L，厚度為16mm?，F(xiàn)場制作安裝如此大直徑的不銹鋼蝦米腰是不多見的。

一、工程概述

此次組對蝦米腰使用卷制鋼管，管材采用不銹鋼板材卷制成型，10096無損檢測。蝦米腰需要安裝在塔和換熱器之間安裝，安裝空間狹窄，如下圖所示，蝦米腰彎頭由5個彎節(jié)(瓦片)及一個直管段組成，無論是彎節(jié)還是直管對接直焊縫都設(shè)計在側(cè)面，可以保證其耐沖刷、腐蝕的能力。為保證施工質(zhì)量，加大預制深度。確定件2、3、4、5為預制管段，件1和件6為現(xiàn)場測量段。

二、工藝流程

為保證的組對、焊接質(zhì)量，在蝦米腰組對、安裝前，制定了詳細的施工工藝流程。如下圖：

三、工藝指導思想

為了保證施工質(zhì)量，必須嚴格工藝紀律。從領(lǐng)料、下料到管道、管件的組對、點焊、焊接等各個工序均要由專人操作并負責工序質(zhì)量，同時填寫自檢記錄并經(jīng)專業(yè)質(zhì)量檢查簽字認可后方可轉(zhuǎn)入下道工序。不合格的半成品不得轉(zhuǎn)入下道工序，下道工序也不準接收，以完善的質(zhì)量保證體系來確保操作要求的正確實施。

四、工藝要點

(一)施工準備

1、機具準備

蝦米腰制作、安裝所用機具包括：(1)等離子切割機；(2)逆變氬弧焊機；(3)空氣壓縮機；(4)充氳置；(5]手動磨光機：(6)管道對口夾具或自制工裝。

2、人員配備

大直徑不銹鋼蝦米腰的組對、安裝與普通蝦米腰安裝相比，工藝要求嚴格，質(zhì)量要求高。因此施焊前焊工必須經(jīng)過焊接技術(shù)培訓，取得相應(yīng)項目的焊接合格證，方可持證上崗；安裝管工也必須經(jīng)過大直徑不銹鋼管安裝工藝培訓，了解其工藝特點，熟練掌握操作規(guī)程、規(guī)范之后方可上崗。

3、工藝技術(shù)準備

由于大直徑蝦米腰制作具有單件性的特點，其材質(zhì)、規(guī)格、環(huán)境條件等不盡相同，因此在施工前必須全面掌握施工圖紙，詳細標明制作部件，了解設(shè)計意圖，并向作業(yè)人員作出詳盡的技術(shù)交底。

4、材料準備

施工前，應(yīng)確認已到管材足量供應(yīng)并滿足進度要求。所有主材都應(yīng)包裝完好并附有相應(yīng)的材料質(zhì)量證明書；要妥善保存和防護，防止污染；管材的外觀質(zhì)量及幾何尺寸應(yīng)符合相應(yīng)標準要求，無劃痕、凹坑、裂紋、過量彎曲等缺陷。對不符合要求的材料要做好標識和記錄，隔離存放。輔材應(yīng)準備適量的鈰鎢極、丙酮、棉紗、切割專用冷卻油及不低于99，99％的氬氣。

5、環(huán)境準備

施焊地點要避免風、霜、雨、雪、震動場合及高溫、高濕環(huán)境，周圍風速不得大于3m／s，必要時要采取一定的防護措施。

6、焊前準各

施焊前應(yīng)檢查焊機、空氣壓縮機、氣瓶等各儀表顯示是否正確、氣路是否暢通、焊頭試運轉(zhuǎn)是否正常，然后按照焊接電源操作手冊及焊接工藝評定調(diào)整、設(shè)定好相應(yīng)的條件參數(shù)、預制參數(shù)及焊接參數(shù)。

(二)組對、預制

1、管材下料

下料前，首先應(yīng)對管材進行材質(zhì)、外觀及幾何尺寸的核對、測量檢驗，并做好記錄，對于不合格材料要做好標識并予以退庫。根據(jù)設(shè)計圖紙的要求，按照設(shè)計給出的蝦米腰半徑條件放樣制作出樣板，根據(jù)以往的經(jīng)驗在制作樣板時，將窄面的斜線向前推進5mm，(約是壁厚的1／3)，這樣做的目的是為開坡口時對窄面的邊做個補償。樣板做好后，首先在所有使用管材上排版一次，避免浪費材料以及檢查樣板的準確性，量尺劃線后需進行校核檢驗，保證精度，避免產(chǎn)生讀數(shù)等失誤，造成材料浪費。蝦米腰瓦片的組對采用V形坡口。進行切斷及坡口操作時，采用等離子切割機進行，每塊瓦的內(nèi)表面坡口要切割大于65度，外表面坡口切割要不大于55度。組對瓦塊時，每塊瓦的外表面是管道內(nèi)壁接觸，而內(nèi)表面是管道外壁接觸，這么做的目的是：因為組對后，坡口夾角比較小，為保證能夠焊接性，還要對切割后的坡口使用手動砂輪機進行打磨。以提高表面光潔度和對口精度。加工完畢，用棉紗蘸丙酮將切口兩側(cè)20mm范圍清洗備焊，同時要做好標記移植。

下料完畢應(yīng)檢查：管子橢圓度：0.3mm：端面傾斜度：1％D；自由管段長度偏差：±10mm；封閉管段長度偏差：土1.5mm。對于橢圓度大于0.3mm，但小于標準偏差的管子，需用管道整圓設(shè)各或工裝整圓至符合要求，合格后填寫“下料記錄”。

2、瓦片組對

瓦片組對時應(yīng)考慮其剛度大小，防止變形和焊點開裂。同時，還應(yīng)考慮安裝順序及焊縫所處位置的可焊性。組對時應(yīng)按所施焊規(guī)格的組對間隙要求進行，通常組對間隙為4m，要求錯邊量<1且3mm。環(huán)焊縫對接間隙要均勻，管端接觸要緊密。組對后點焊前，應(yīng)初步校檢每個瓦塊的中心點對齊，符合要求后再點焊，如超差，則應(yīng)分析原因，采取措施，組對點焊。在進行瓦塊組對時自制了移動式門形架，這樣做既節(jié)省了工人的勞動強度，又節(jié)省了機械臺班。把件1、2、3、4、5組對成一個整體后，點焊采用逆變氬弧焊機，焊接規(guī)范按焊接工藝執(zhí)行。基本要求是點焊位置應(yīng)居于焊縫中心，焊點數(shù)量依管道直徑大小分8—12點，熔深一般為1／2--1／3～t，不可焊透，以免影響焊接質(zhì)量。組對完成后應(yīng)填寫“組對、點焊記錄”。

3焊接、安裝

在焊接前，為避免焊接變形，將組對成整體的蝦米腰兩側(cè)最外瓦片兩端找正后，用不銹鋼弧板和龍骨加固好。因為此次加工制作的蝦米腰為不銹鋼材質(zhì)，按照常規(guī)焊接手段，需要充氬焊接，考慮到焊接成本以及蝦米腰管徑較大，充氬比較困難，綜合以上因素在焊接時采用里、外兩名焊工同時對稱焊接，既很好的解決了充氬問題，而且成形也很好。采用氬點聯(lián)焊的焊接工藝。焊條選用A022，焊絲選用：HOOCr21Ni10。低層采用氬弧焊接打底。在進行電焊作業(yè)前，在焊縫左右兩側(cè)各100m范圍內(nèi)，刷石堊粉，防止飛濺粘附在管道表面。在進行電焊作業(yè)前，采用小電流。多層多道，連續(xù)焊接。整體焊接完畢后，對蝦米腰表面的焊點及飛濺進行打磨，對預制焊接完畢的瓦塊，進行無損探傷，對內(nèi)、外焊縫表面進行酸洗、鈍化。將酸洗完畢的蝦米腰運輸至安裝現(xiàn)場，進行最后的現(xiàn)場安裝工作。

安裝前先將與設(shè)備連接的法蘭與塔設(shè)備口固定，將換熱器接口端的坡口打磨好，再進行實測，把蝦米腰中的件1尺寸按實際尺寸進行切割下料，在蝦米腰上做好中心標記，焊接臨時吊耳，使用4個導鏈將蝦米腰中件1與塔側(cè)法蘭組對，調(diào)整、組對完畢后，進行點焊。待與塔設(shè)備側(cè)組對、點焊完畢后，進行換熱器側(cè)的瓦塊的組對、調(diào)整。待兩側(cè)固定口全部組對、點焊完畢后，進行最終的焊接。

五、檢驗

檢驗工作要從備料開始，直至竣工投產(chǎn)，貫穿于整個安裝過程的始終。每道工序都必須經(jīng)過自檢和專檢，合格后方可繼續(xù)進行。檢驗重點為材料質(zhì)量、管道下料斷面質(zhì)量、焊接質(zhì)量、組對、安裝水平度及垂直度、管道防護、無損檢驗、水壓試驗等。管道切口斷面要求平整、光滑、無毛刺，端面與管子中心線垂直；焊接質(zhì)量要求焊縫表面應(yīng)寬窄一致，焊波均勻美觀，焊縫寬度差小于1mm，內(nèi)外余高為0～0.2mm，局部凹陷小于0.2mm，無咬邊、裂紋、未焊透、焊偏等缺隱；管道水平、垂直度按GB50235—97要求，不得超差：管道表面應(yīng)無鐵離子腐蝕，無劃傷、刻痕，無泥土、污物污染等。無損檢驗、水壓試驗、水沖洗等按常規(guī)工藝方法進行，水沖洗時應(yīng)控制水中氯離子含量不得超過25ppm。

此次制作、安裝的大直徑蝦米腰彎頭已經(jīng)成功使用。以上只是我的一點經(jīng)驗之談，希望能在不銹鋼非標管件制作方面起到拋磚引玉的作用。