內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管(304+Q235B)是一種新興的復(fù)合管材,該產(chǎn)品以碳鋼管作為基管,通過縮徑法、冷擴(kuò)法、爆炸法等復(fù)合工藝將不銹鋼內(nèi)襯管與基管復(fù)合的雙金屬管材。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管具有耐腐蝕、耐高溫、高延伸性和高強(qiáng)度等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于新建和擴(kuò)建石化裝置的工藝管線中。但由于生產(chǎn)工藝的技術(shù)的限制,國產(chǎn)復(fù)合管的基層和復(fù)層還不能完全熔焊在一起,因此內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接技術(shù)成為了工藝管線施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。



一、內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接工藝


  內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管的基管壁厚為7mm,襯管壁厚1.5mm。坡口形式為60°V形,為了保證打底焊能焊透,坡口間隙為2.5~3mm,如圖5-30所示。


圖 30.jpg


  封焊層焊接方法:內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的復(fù)合層和基層之間沒有熔焊在一起,所以在組對焊接前圖5-30 坡口設(shè)計(jì)示意圖必須進(jìn)行封焊。焊接方法為手工鎢極氬弧焊(GTAW),采用的鈰鎢電極,直徑為2.5mm,噴嘴直徑為10mm。


  內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管打底層的焊接方法與封焊層一樣,即采用手工鎢極氬弧焊,選用THT-309LSi(H03Cr24Ni13Si1)焊絲,其熔敷金屬的化學(xué)成分與304鋼最為接近。


  內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管過渡層的熔敷金屬成分復(fù)雜,為了使金屬成分的梯度不至于過大,選用焊條電弧焊(SMAW)的焊接方法。過渡層焊接的焊條宜選擇工藝性能較好的酸性焊條E4303,直徑為2.5mm。


  內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管基層為Q235B,因此采用焊條電弧焊的焊接方法。焊條選擇直徑3.2mm的THA302最為合適,既可以保證焊縫金屬的強(qiáng)度,還可以保證其塑韌性。


  根據(jù)焊接方法和焊材的選擇原則及現(xiàn)場實(shí)際,采用的焊接參數(shù)見表5-59。


59.jpg


  注:在12、9、3點(diǎn)鐘處進(jìn)行定位焊定位,焊縫長度5mm,采用焊條電弧焊。



二、內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接施工方法


 1. 焊前準(zhǔn)備 


   待焊金屬要擦洗干凈,直至露出金屬光澤。焊接前要對內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的基層和復(fù)合層進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱宜采用電加熱方法,以對口中心線為基準(zhǔn),兩側(cè)各不小于管壁總厚度的3倍,且不小于50mm,并防止過熱。


 2. 焊接過程 


   內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的焊接順序?yàn)橄群笍?fù)合層,后焊基層,如圖5-30所示。


  技術(shù)措施如下:


    a. 管子對焊組對時(shí),其內(nèi)壁應(yīng)齊平,內(nèi)壁錯(cuò)邊量不宜超過管壁厚度的10%。


    b. 焊接時(shí),應(yīng)盡量采用多層焊,各焊層焊道的接頭應(yīng)盡量錯(cuò)開。


    c. 定位焊時(shí),管內(nèi)必須充氬,以保證定位焊焊縫質(zhì)量;打底焊時(shí),仰焊位置采用內(nèi)填絲,立焊、平焊位置采用外填絲法進(jìn)行焊接。


    d. 禁止在非焊接部位引弧,接弧處應(yīng)保證焊透和熔合,熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑,焊接即將結(jié)束時(shí),應(yīng)減小氬氣流量,防止氣壓過大使焊縫產(chǎn)生凹陷。


    e. 焊絲不能與鎢極接觸,防止產(chǎn)生夾鎢,焊絲端部不得退出保護(hù)區(qū),防止焊絲氧化。


   f. 道間溫度控制在150℃以下,施工中采用焊縫兩側(cè)水冷的冷卻方法,使焊縫盡快降低到150℃以下。


    g. 每層焊道結(jié)束后要清除焊渣、飛濺等污物,清理干凈后才允許焊接下層焊道。


 3. 焊后清潔和焊后處理 


   焊后應(yīng)仔細(xì)清理焊件表面一切雜物,清理完畢,并在基材焊縫附近的明顯部位打上焊工印記,以便檢查。焊接后,為改善焊接接頭的組織和性能或消除殘余應(yīng)力,焊后處理需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。局部熱處理時(shí),宜采用電加熱法。基層的焊后處理應(yīng)按基層材質(zhì)要求選擇熱處理溫度,其他參數(shù)按不銹鋼內(nèi)襯管總厚度進(jìn)行計(jì)算。


   采用GTAW+SMAW的焊接方法及合理的焊接參數(shù),可獲得高質(zhì)量的焊接接頭。焊后X射線檢測一次合格率在97.6%以上。在此化肥廠改擴(kuò)建工程中,文中所闡述的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管焊接工藝得到廣泛應(yīng)用,在滿足了生產(chǎn)工藝要求的同時(shí),為今后復(fù)合鋼管的焊接提供了施工經(jīng)驗(yàn)。




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