高壓管道焊接工藝和質量控制研究論文
高壓管道焊接工藝和質量控制研究論文
焊接施工是316LMod高壓管道安裝的重要步驟，焊接過程中由於各種原因，焊縫中可能會出現夾渣、氣孔，焊接接頭效能質變等問題，影響高壓管道的安全。焊接工作中要嚴格按照工程的實際質量需求編制焊接工藝規程，做好質量控制工作，保證高壓管道的安全執行。
1316LMod材料的效能及焊接特點
1.1316LMod材料效能。316LMod是一種強腐蝕不鏽鋼材料，主要由碳、氮、錳、鎳等幾種奧氏體形成元素，矽、鉻、鉬等幾種鐵素體形成元素以及鐵元素組成。常溫情況下，316LMod的抗拉強度超過530MPa，屈服強度超過255MPa，50~400℃條件下，316LMod的抗拉強度在530~420MPa左右，屈服強度在145~240MPa左右。尿素生產過程中會產生大量的甲胺溶液、液氨等，高溫高壓環境下，甲胺溶液對於不鏽鋼具有極強的晶間腐蝕性，因此，一般的不鏽鋼材料並不能用於尿素行業。316LMod材料含碳量極低，抗晶間腐蝕能力強，因此在尿素行業中，經常會利用這種材料焊接高壓管道。1.2316LMod材料焊接特點。316LMod高壓管道的熱導率比較小，線膨脹係數比較大，如果選擇一般的焊接方法，焊接過程中很容易產生焊接變形，出現晶界貧Cr現象，使得鋼材的抗腐蝕性降低。因此316LMod高壓管道焊接的方法比較特殊，焊接過程中不需要進行預熱，層間溫度必須要低於60℃，且焊接接頭的冷卻速度應儘量的快，為了避免焊條中各種合金元素燒燬，最好選擇短弧焊接方式。另外，316LMod管道焊縫中柱狀晶體具有很強的方向性，焊接過程中很容易出現低熔點共晶體偏析的現象。因此，316LMod高壓管道的焊接方法比較特殊。
2316LMod高壓管道焊接技術
2.1焊接工藝方法。就目前來說316LMod管道常用的焊接方法由氬電聯焊、鎢極氬弧焊等焊接方法。實際的焊接施工之中，現場工作人員需要根據高壓管道的管徑以及壁厚情況，選擇不同的'焊接方法。比如，高壓管道管徑壁厚6mm時，可以選擇鎢極氬弧焊方式，當高壓管道的管徑壁厚超過6mm時，可以採用鎢極氬弧焊打底焊，利用焊條電弧焊方式填充。2.2焊接工藝引數選擇。實際的焊接工作中，通常情況下，選擇JQ.HOOCr19Ni12Mo2準1.6mm焊絲即可，焊接電流控制在60~80A，直流正接，焊接電壓控制在12~15V左右。焊條主要由CHS022準2.5mm焊條、CHS022準3.2mm焊條以及CHS022準4.0mm焊條等幾種，利用不同焊條焊接時，焊接電流、電壓、焊接速度都有一定的區別。2.3坡口加工及組對要求。316LMod管道切割時可以選擇無齒鋸、機械切割等切割方法，一般情況下，需要根據具體的工藝要求，合理選擇坡口角度、焊接透度，尤其316LMod高壓管道具有管壁厚、熱膨脹係數大、導熱係數小等特徵，坡口選擇不當，很容易導致焊接變形問題，一般將坡口角度控制在40°~55°左右較好，坡口傾角最好呈U字型，底部向上緩慢減小，坡口的間隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前，作業人員要能夠利用角磨機將基層焊縫坡口及兩側的鏽跡、油汙等清理乾淨，並使用酒精、丙酮等物質將坡口邊緣焊接區以及離邊緣10mmzu左右的相鄰區域清洗乾淨。坡口加工過程中，要邊澆水邊加工，水中的氯離子含量需要控制在25mg/L以下，為了保證坡口表面平整光滑，沒有毛刺、裂縫等缺陷，需要對坡口進行修磨。同時，焊接過程中保證接焊口組對內壁平齊，內壁錯邊量小於壁厚十分之一，不超過0.5mm，外壁錯邊量不超過2.0mm，焊接組對準確性高。2.4316LMod高壓管道定位焊。坡口及組對處理完成之後，對坡口進行全面細緻的檢查，確定沒有質量問題之後，可以進行定位焊。定位焊是整個高壓管道焊接施工的重要組成部分，定位焊的焊接長度、高度需要根據管道的實際情況進行確定。定位焊要保證焊接沒有起泡、裂紋、夾渣等缺陷，為了避免正式焊接過程中，焊接部位無法融合，定位焊起弧及收尾時要做到圓滑過渡。2.5充氬保護316LMod高壓管道焊絲打底焊時需要進行充氬保護，採用氬弧焊焊接方式時，需要利用氬氣進行管內連續保護，直到兩層焊道完成之後方可停止。充氬保護的效果透過焊接接頭的顏色進行判斷，一般情況下，焊接接頭呈現銀白色，說明充氬保護效果較好。
3316Lmod管道焊接質量控制
為了保證316Lmod高壓管道的焊接質量，焊接施工過程中需要嚴格按照相關的工藝要求開展焊接工作，加強質量檢查，及時發現焊接過程中存在的各種缺陷，制定完善的處理方案，避免焊接工作影響到管道的質量。焊接完成之後必須要及時進行焊接檢驗。焊接檢驗內容與管道的管徑、壁厚等密切相關，管徑壁厚不同，焊接檢驗的內容也存在一定的區別。當管徑小於等於40mm，壁厚小於等於5mm時，焊接檢驗的內容主要包括外觀檢驗、液體滲透檢驗、鐵素體含量檢驗幾部分。當高壓管道管徑超過40mm，壁厚大於5mm時，焊接工作分步完成，相應的，焊接檢驗工作也分步進行。打底焊及第一層填充焊完成之後，進行液體滲透檢驗、外觀檢驗以及鐵素體含量檢驗，檢驗結果合格，焊縫沒有出現夾渣、裂縫等缺陷後，利用丙酮將坡口表面清理乾淨，然後進行第二層焊接工作。第二層焊接完成之後，實施滲透檢驗，如果沒有缺陷，利用100%射線探傷方式再次檢驗。最終焊接完成之後，對整個管道安裝工程進行滲透檢驗、外觀檢驗及100%射線檢驗，必須要保證管道的安全性。滲透檢驗過程中，可以選用溶劑去除型著色滲透法，溶劑懸浮顯示劑中的有機溶劑滲透能力非常好，顯像靈敏度比較高，選擇這種溶劑進行檢驗效果較好。液體滲透檢驗過程中，管道表面的溫度應控制在15~50℃左右，為了保證溶液能夠比較徹底的滲透進管道缺陷之中，滲透時間應控制在15min以上。鐵素體含量檢驗時可以選擇探頭式測量儀器進行，一般情況下，316Lmod高壓管道中最大鐵素體含量不得超過0.6%。檢驗過程中以此為標準對管道的合格性進行判斷。檢驗之前，首先需要利用丙酮溶液將檢驗探頭、校驗試件、焊縫等清洗乾淨，保證表面沒有油脂、鏽跡等汙染物質出現，從而保證檢驗的精度。檢驗過程中，為了保證探頭沒有被汙染，確保檢驗結果的精確度，工作人員需要時常清洗。如果發現檢驗點鐵素體含量超標，需要利用砂輪片、丙酮打磨清洗處理之後再次檢驗，如果依然不合格，需要核對母材、焊材鐵素體檢驗報告，檢查是否存在不準確的地方。或者對焊材的使用過程進行檢查，及時發現操作不當的地方，予以修復處理。休氏實驗檢驗是評定焊接試件質量的重要方法，具體的操作過程中，現場工作人員必須要嚴格按照CWCEC工程設計標準8-A10S-95選擇試板位置、尺寸，按照一定的要求將焊接工藝評定試件送到對應的實驗室之中，由專業的實驗人員開展實驗過程。整個實驗一共經歷5個沸騰週期實驗，每一個沸騰週期為48h，如果每個週期內試件的腐蝕平均值不超過3.3um，就說明該材料質量合格，滿足工程需要。
4結語
316LMod高壓管道的焊接對於尿素生產企業有著十分重要的影響，實際的焊接施工過程中必須要加強焊接質量控制工作。焊接施工之前，結合工程的實際情況選擇恰當的焊接技術，焊接施工中嚴格執行相關的工藝規範，將焊接工藝與現場施工控制工作有效結合起來，因此，焊接單位必須要加強焊接全過程的質量控制，嚴格控制焊接作業流程，規範工人作業行為，並大力加強對焊接作業的全程質量監督和控制，從而更好的確保壓力管道焊接專案的質量和水平。從整體層面把握焊接工作，確保焊接質量符合高壓管道安裝施工標準要求，保證管道安全有效執行。
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