大口徑鎳基復(fù)合管的焊接

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。

參考文獻(xiàn)

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