劉新
摘要:根據(jù)某石化公司原料氣隱患治理工程鎳基復(fù)合管道(20R+INCOLOY825復(fù)合管)焊接施工的成功經(jīng)驗(yàn),介紹了大口徑鎳基復(fù)合管的焊接技術(shù)。解決了復(fù)合管道焊接過(guò)程鎳基合金具有可焊性差、導(dǎo)熱性差和焊接時(shí)易出現(xiàn)熱裂紋等技術(shù)難題,為以后此類大口徑鎳基復(fù)合管道的施工提供借鑒作用。
關(guān)鍵詞:大口徑;鎳基復(fù)合管;焊接;熱處理
中圖分類號(hào):TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
doi:10.19311/j.cnki.16723198.2016.21.131
1焊接工藝要求
根據(jù)原料氣管線安全隱患治理工程大口徑鎳合金復(fù)合管焊接工藝開(kāi)發(fā)進(jìn)展,結(jié)合工程涉酸、工期短、質(zhì)量要求高、施工難度大等特點(diǎn),制訂了合理的焊接工藝,從而獲得合格的滿足使用性能的焊接接頭。
1.1焊接工藝評(píng)定
在正式施焊前,按照《焊接工藝規(guī)程WPS》(WPS-pgjx-09)進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定,形成了合格的焊接工藝評(píng)定及作業(yè)指導(dǎo)書。
1.2焊接方法
(1)可以正常充氬保護(hù)情況下焊接工藝。
GTAW(手工)打底焊接+GMAW(脈沖半自動(dòng))填充、蓋面焊接。
(2)不能正常充氬保護(hù)情況下焊接工藝(如連頭固定焊口)。
SMAW打底焊接+GMAW(脈沖半自動(dòng))填充、蓋面焊接。
(3)預(yù)制焊接工藝。GTAW(手工)打底焊接+SAW(埋弧自動(dòng)焊)填充、蓋面焊接。
(4)返修焊工藝。①可以正常充氬保護(hù)情況下返修焊接工藝。GTAW(手工)打底焊接+GMAW(脈沖半自動(dòng))填充、蓋面焊接。
②不能正常充氬保護(hù)情況下返修焊接工藝(如連頭固定焊口)。
SMAW打底焊接+SMAW填充、蓋面焊接。
1.3焊材的選用
打底牌號(hào)/規(guī)格:INCONEL625/2.4 焊材標(biāo)準(zhǔn)&型號(hào):AWSA5.14&ERNiCrMo-3。
填充牌號(hào)/規(guī)格:INCONEL625/1.14焊材標(biāo)準(zhǔn)&型號(hào):AWS A5.14&ERNiCrMo-3。
蓋面牌號(hào)/規(guī)格:INCONEL625/1.14焊材標(biāo)準(zhǔn)&型號(hào):AWSA5.14&ERNiCrMo-3。
1.4坡口的加工方式
(1)管道坡口加工時(shí)應(yīng)按規(guī)定的尺寸預(yù)制坡口,坡口加工應(yīng)采用機(jī)械方法,嚴(yán)禁火焰切割等熱加工方法;
(2)管道坡口使用的加工工具須為不銹鋼或硬質(zhì)合金類材料;
(3)管道嚴(yán)禁割斜口;
(4)加工好的管道須有專用的放置場(chǎng)所,嚴(yán)禁鐵離子污染等問(wèn)題出現(xiàn)。
1.5管道組對(duì)、定位、點(diǎn)固焊接及鐵離子檢測(cè)
1.5.1管道的組對(duì)
(1)同一公稱壁厚的管口組對(duì)時(shí),其錯(cuò)邊量不應(yīng)大于0.5mm;對(duì)錯(cuò)邊量大于0.5mm的管道,應(yīng)使用堆焊的方式處理。
(2)嚴(yán)禁用鐵錘敲打或用明火燒烤管子的方法來(lái)校正錯(cuò)口。
(3)管道組對(duì)過(guò)程中應(yīng)使用輔助對(duì)口卡具和其他工具進(jìn)行輔助對(duì)口。
(4)條件不允許時(shí)不可強(qiáng)行進(jìn)行組對(duì),避免產(chǎn)生組對(duì)應(yīng)力。
(5)對(duì)使用外對(duì)口夾具其他輔助工具對(duì)口的管道,焊接三層以后方可去除夾具。
1.5.2鐵離子檢測(cè)
對(duì)組對(duì)、點(diǎn)固、定位焊接完成管道的復(fù)層鎳基金屬坡口及管道內(nèi)部鎳基金屬進(jìn)行鐵離子檢測(cè),合格后方可進(jìn)行焊接。
1.6氬氣置換及檢驗(yàn)方法
(1)管道焊接應(yīng)對(duì)管道內(nèi)部坡口、熱影響區(qū)部位金屬進(jìn)行氬氣置換。
(2)管道內(nèi)部受熱影響的鎳基金屬應(yīng)處于充氬保護(hù)狀態(tài),三層焊縫金屬焊接完成之前不得去除氣體置換裝置。
(3)在用氬氣對(duì)管道內(nèi)部氣體置換后,需對(duì)氬氣純度進(jìn)行檢查,氣體純度檢查可采用氧含量測(cè)定儀。
(4)當(dāng)采用氧含量測(cè)定儀檢驗(yàn)時(shí),氧含量低于400ppm時(shí),可進(jìn)行焊接操作。
(5)焊接前,首先要進(jìn)行試焊,通過(guò)觀察焊道色澤來(lái)判斷充氬置換和氣體保護(hù)的質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后,方可進(jìn)行正式焊接。
1.7管線的預(yù)熱要求
當(dāng)環(huán)境濕度超過(guò)90%,或冬季施工,當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí),應(yīng)對(duì)試件坡口內(nèi)外100mm范圍進(jìn)行烘烤,烘烤溫度不低于15℃。
1.8焊縫道間溫度控制
(1)最大道間溫度<60℃。
(2)其他要求:
①道間溫度測(cè)量位置:12點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)位置;
②道間溫度測(cè)量常用的工具:測(cè)溫筆、便攜式遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀等其他測(cè)溫設(shè)備。
1.9焊縫的清理要求
(1)管線焊接完成后,應(yīng)及時(shí)對(duì)焊縫兩側(cè)50mm范圍進(jìn)行清理,清理多采用丙酮清洗或不銹鋼砂輪片打磨,不允許存在飛濺、電弧燒傷等表面缺陷。
(2)在進(jìn)行多層焊接時(shí),應(yīng)及時(shí)清理上層焊道熔渣,否則不允下層焊道的焊接。
(3)焊縫表面不得低于母材表面,焊縫余高不得超過(guò)2.5mm;余高超過(guò)2.5mm時(shí),應(yīng)進(jìn)行打磨處理。
1.10無(wú)損檢測(cè)
(1)鎳合金復(fù)合管復(fù)層側(cè)不得有咬邊缺陷,基層側(cè)焊縫的咬邊深度不應(yīng)大于管壁厚的12.5%,且不大于0.5mm,咬邊長(zhǎng)度不得大于該焊縫全長(zhǎng)的10%,且不得大于25mm。
(2)鎳合金復(fù)合管前兩層焊接完成后應(yīng)進(jìn)行一次過(guò)程RT檢測(cè),合格指標(biāo)為Ⅰ級(jí)無(wú)缺。
2效果
本工程施工完畢,復(fù)合管線共焊接553道焊縫,拍片16849張,合格率98.6%,達(dá)到了施工質(zhì)量要求。目前管線已投產(chǎn)運(yùn)行,復(fù)合管道系統(tǒng)沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,焊縫性能滿足要求,證明本文所論述的復(fù)合管道焊接工藝切實(shí)可行。
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