大家单位承揽的LNG、CNG新建工程较多,其中汽车加气站中介质为易燃易爆物,且压力较高,其一般地处国道和省道边,高质量地完成此类工程具有可观的社会效益和经济效益、对天然气市场开发更具有深远的意义。

今天我把“高压不锈钢管线氢弧焊接”作为论文课题,是本着把此项技术完善、推广。为汽车加气站的建设做贡献,为“减少雾霆、绿色环保”做贡献。有不足之处请广大同行批评指正。

正文:高压不锈钢管氢弧焊接质量控制主要分为组对工艺控制和焊接工艺控制两大部分。

1组对工艺控制

1.1制作小型的外对口夹具(同母材料相同)保证对口质量。

由于介质压力高、管线口径小,给对口工作带来巨大困难,如何制作高效的外对口夹具以确保对口间隙、对口错边量、和管线平直度。对口的间隙不符合规范,假如间隙小,易造成焊不透的缺陷,降低管线的承载能力。给安全生产埋下隐患,还容易造成焊道超高缺陷,使热影响区应力集中,对管线正常运行不利;假如间隙大,易造成填充过量而导致内塌陷和局部应力集中的缺陷,从而影响管线正常运行。

对口错边量不符合规范是造成介质通道局部改变,由于高压介质长期冲刷易造成应力腐蚀从而降低管线使用寿命。管线平直度不符合规范,由于高压介质方向改变而引起管线振动,长期振动能降低管线强度,降低管线使用寿命。

1.2制作合适的地线夹子和引弧板(材料同母材)

由于管线材质是不锈钢,所以必须制作合适的地线夹子,以防地线虚接打伤管线表面氧化膜,造成表面伤疤,严重的易造成管线点蚀,地线是碳钢的易造成管线渗碳,破坏金属组织从而降低管线承压能力。

必须要有引弧板,氢弧焊接时设引弧板可以降低焊缝“夹钨“缺陷的产生。同时还可以起到稳定电弧的作用。假如不设引弧板,由于钨元素的存在,使焊缝金相组织发生改变,从而降低焊缝机械性能,使管道运行留有隐患。

1.3清除管口内外坡面氧化膜

不锈钢材质中元素铬与空气中的氧极易形成氧化铬,覆盖在表面。此层氧化膜能帮助材料抵抗腐蚀,但是,对取得良好的,高质的焊缝却是大为不利的。在焊接过程中,由于氧化铬极其难熔,破坏了熔池的连续性,使焊缝成型不好。另外氧化铬中的氧在高温作用下分离出来,侵人熔池使焊缝易产生气孔。因此,焊接时必须把管口内、外20mm处氧化膜、油污处理干净,坡口面上氧化膜和油污也要处理干净,处理好的管口放置时间超过四小时必须重新处理,以防氧化膜重新生成。

1.4控制合适的坡口角度

坡口角度大,使熔敷系数降低,增加填充量,降低劳动生产率。最为不利的是熔池高温持续时间长,容易产生晶间腐蚀;高温熔池大,金相组织形成时收缩应力大,对管道高压运行不利。

坡口角度小,使熔池宽度减小深度增加,不利于熔渣浮出熔池,从而形成夹渣缺陷,从而降低焊缝机械性能,给安全生产造成毁灭性打击。

2焊接工艺控制

2.1首先内充氦气保护

由于管径较小,为了获得高质量的焊缝,在氢弧焊时采用了内充氢气保护的措施。首先用通过减压的低压氢气把用夹具对好口的管内空气置换掉,然后调整好压力和流量,使氢气缓缓充到管内(两头管口封堵)这样就使焊接区域真正意义上的形成了无氧区。这样焊接时就杜绝了由于保护不佳,空气中的氧气、氮气侵人使焊缝产生气孔的缺陷。焊缝气孔缺陷是致命的,会降低焊缝的机械响度。管道在运行过程中将出现泄漏事故。另外,内充氮气的另一优点是可以获得亮度极高的无损X射线探伤片。不至于出现模糊不清的片子以增加成本。

2.2采用药芯焊丝

药芯焊丝中的药剂能保护熔池,防止空气中氧气、氮气的侵人,杜绝了焊缝产生气孔的可能;药剂能保证焊缝的化学成分,使焊缝获得良好的机械性能。在焊接过程中不可避免的要有金属元素烧损掉,使焊缝中元素缺损,化学成份改变,从而改变管线的物理性能。药物焊丝最大优点是药剂可以减慢熔化金属的冷却速度,杜绝了焊缝中夹渣、气孔的形成。为获得高质量焊缝打下基础。为高压管道安全正常运行提供了保障,另外,药芯焊丝不产生飞溅,提高了熔敷系数。大大提高了劳动生产率。

2.3电流的控制

将氢弧焊机、气接头、电缆快速接头、控制接头分别与焊机相应插座连接好。工件通过焊接地线与“+”接线栓连接;将焊机的电源线接好,并检查接地是否可靠;接好电源后,根据焊接需要选择交流氢弧焊或直流氢弧焊,并将线路切换开关和控制切换开关搬到交流(A)C档或直流(D)C档。注意:两开关必须同步使用。在进行氢弧焊接时对电流的手开关控制要求按下开关时,电流的产生要求滞后氢气的出现;断开手开关时(焊接结束后),要求电流先断,并延时供气。

焊接电流的大小,可用电流调节手轮调节,顺时针旋转电流减小,逆时针旋转电流增大。电流调节范围可通过电流大小转换开关来限定。

最后焊接系数的选择

采用直流正接法,以防飞溅。氢气流量选择8-10Umin;氢气纯度最好是99.95%;焊接电流选择在70-90A之间,焊接电压选在22-24V之间。

3结语

通过对LNG、和CNG项目中,高压不锈钢管线的焊接施工,使大家能从组对工艺控制和焊接工艺控制两方面作为重点来提高氢弧焊接的施工质量。在大家今后的工作中,如果遇到类似工程时,就提供了一些宝贵的经验和借鉴的模式。