浅谈不锈钢管道焊接施工的质量控制

摘要:结合管道施工,探讨如何通过对不锈钢管道焊接工艺的确定及技术要求,对焊接质量进行有效控制。

Abstract:Discuss how to control effectively welding quality by confirming stainless pipelines technique and the technique requirement combined with pipeline construction.

关键词:不锈钢;焊接工艺;质量控制

Key words:Stainless; Welding technique; Quality control

结合多个大型项目的施工实践。编制过包括管道、储罐、塔式容器、钢结构等施工组织设计或施工方案。通过这些施工组织设计在工程中的实施,使自己积累了一些经验,并对不锈钢这种材质的焊接有了进一步认识。现结合管道施工。针对不锈钢在焊接中的技术管理和质量控制,谈几点体会。

1确定焊接工艺

不锈钢的牌号非常多。按合金成分可分为铬系不锈钢和铬镍不锈钢。按不锈钢的金属组织可分为奥氏型、铁素体型、马氏体型等。而在施工中最常用的是奥氏体型,如:0Crl9Ni9、1Crl8Ni9Ti等。奥氏体型不锈钢的焊接性比较好,相对比较容易焊接,焊接接头即使在焊态也具有较高的韧性。但与普通碳素钢相比,其导热率约为碳钢的1/3,膨胀系数却比碳钢大1.5倍。由于奥氏体不锈钢具有较低的导热率和较高的膨胀系数,这样在焊接过程中会产生较大的变形和应变。所以焊接质量主要取决于焊接工艺是否与母材相适应。为此在确定焊接工艺时。必须从以下方面进行考虑。

焊接方法的选择不锈钢常用的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊及自动埋弧焊。主要是根据设计的介质参数、施工条件和操作环境、以及施工成本等确定。在工艺管道施工中,因管径大小不等,且管道上阀门、管件较多,使得焊口位置变化较复杂。所以一般均采用手工电弧焊。对于输送易燃、易爆或介质有一定洁净度要求的管道,通常采用氩弧焊打底。手工电弧焊盖面的方式焊接,以提高焊缝的内在质量。焊接材料的选择不锈钢焊条分为铬不锈钢焊条(牌号为“G”字头)和铬镍不锈钢焊条(牌号为“A”字头)。铬不锈钢焊条主要用于马氏体型不锈钢焊接。焊条的选择主要从母材的化学成分、管道介质温度和压力、焊机电流(交流或直流)、焊接方法以及焊接时的环境温度等多方面考虑。一般来说,通过选择确认,会有多个牌号的焊条能够满足焊接要求。这时可根据焊条的性价比择优选用。

焊缝坡口形式的选择设计单位通常根据焊缝的受力情况。在施工图中注明坡口形式采用相应的规范或标准。而常用的规范或标准中没有根据母材和焊材的不同对坡口尺寸进行细分。只是依据母材厚度和焊接方法来确定的。但实际上不同的母材和焊材在焊接时对坡口尺寸的要求是不同的。这是因为,材质的化学成分和物理特性不同,其施焊时的穿透力(熔深)也不尽相同。所以在施工时一定要根据具体的材质,调整坡口的对口间隙、钝边、坡口角度。如果坡口尺寸过大,不仅会提高施工成本,还会使焊缝应力过大,易变形和产生裂纹;而坡口尺寸过小,则容易出现未焊透、夹渣等质量缺陷。在采用手工电弧焊进行作业时,因不锈钢比碳钢焊条的穿透力小。所以坡口角度及对口间隙应适当增大。可按规范给定的正偏差值进行控制,或通过试焊来确定。

焊接电流的选择奥氏体不锈钢的比电阻比碳钢的大了近5倍。因此焊条在施焊时很容易过热、烧红。而使用大电流将引起焊条过热和药皮中有效成分的烧损,使焊缝保护不良容易引发缺陷,同时也得不到预期的焊缝金属成分,所以焊接电流不宜过大。一般选用较小的焊接电流为宜。

2要充分做好焊前准备

焊接作业前。要进行有针对性的准备。这种准备是保证焊接质量的重要组成部分。其内容主要从以下三方面考虑:

焊接操作者技能的确认从事焊接作业的焊工必须持证上岗,并要严格按操作证上注明的允许施焊项目进行作业。焊工最好有二年以上的不锈钢或铬钼钢的焊接经验。焊接材料的管理焊条在使用前,要按使用说明书规定进行烘焙(如无规定,则一般按烘干温度150～200℃,烘干时间1h进行处理)。烘焙必须使用可控温的专用烘干箱。用多少烘多少,随用随取。烘干后的焊条应放在保温筒内使用。外露超过2h应重新烘焙。重复不宜超过3次。不锈钢管坡口可采用机械加工或等离子切割在施焊前。应先清除坡口处的氧化层及毛刺等。为了便于清除焊后飞溅,可先在焊缝两侧50mm范围内,涂刷白垩粉浆,焊后再将其清除。由于不锈钢与碳钢接触会产生“渗碳”现象,所在焊道及飞溅清理时,必须使用专用砂轮和不锈钢刷子。

3预防变形和裂纹的产生

预防变形由于奥氏体不锈钢有大的膨胀系数和小的导热率,致使不锈钢在焊接时,容易出现较大的焊接变形。所以在组对时,要根据不同位置的焊缝,使用不同类型的防变形卡具,定位焊和固定焊的位置应比一般碳钢间距小。焊接人时,应合理确定焊接顺序。如大管径可二人同时按同一方向对称施焊等。母材大于8mm厚时。焊道应多层施焊,并以小线能量施焊。焊接采用焊件接负极的“反接”法,以降低焊件温度。

防止裂纹。焊条烘焙后。要使用保温筒盛装。施焊环境温度宜在0℃以上,且不宜在施焊过程中发生幅度较大的波动。当温度低于O℃时.焊接应进行预热处理,预热温度为80～100℃。引弧采用后退法在坡13内引弧,切不可在母材上引弧。运条采用向前拉,不摆动的直线运条法。在立焊时如必须进行横向摆动,摆动幅度应尽量减少,过分的横向摆动容易造成热裂纹和保护不良。弧长应尽量保持短弧,长电弧不仅会引起合金成分的烧损,而且可能会由于空气中氮气的侵人造成铁素体的减少引发热裂纹。收弧时应将弧坑填满。尤其是定位焊更容易忽视填满弧坑,凹陷的弧坑是很难避免热裂纹发生的。

4结语

对于安装工程来说,影响施工质量的因素很多。但焊接质量绝对是其中的重要一环。合格的焊接可以使工程成为一座丰碑,而不合格的焊接可以使之在瞬间毁掉。因焊接不良酿成的安全事故有很多。也给我们留下了血的教训。为此,必须不断提高施工中的焊接质量,以便更好地服务于企业、服务于社会。

参考文献:

[1]利波尔德·科特基.陈剑虹译.不锈钢焊接冶金及焊特性[J].国际制造业先进技术译丛,2002(3).

[2]刘展,张瑞华,樊丁.不锈钢和低碉钢的A-TIG焊接法[J].中国锅炉压力容器安全,2004,20(4).

[3]牟利伟,刘燕华等. 薄壁大直径不锈钢简体焊接工艺的改进[J].煤矿机械,2008,29(9).

推荐访问:浅谈 质量控制 焊接 管道 不锈钢

---