西氣東輸二線工程X80管線鋼焊接工藝研究

1、西氣東輸二線工程X80管線鋼焊接工藝研究 RMD根焊 + 自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊收藏此信息 打印該信息 添加：用戶投稿 來源：未知大慶油田建設(shè)集團(tuán)培訓(xùn)中心 (黑龍江163712) 袁吉偉 李國慶 劉增峰 都宏海2008年4月，西氣東輸二線工程正式啟動(dòng)。西氣東輸二線管道是我國管道建設(shè)史上管道口徑最大、壓力等級(jí)最高和輸氣能力最強(qiáng)的一條主要管道，標(biāo)志著我國能源建設(shè)又增加了一個(gè)新的里程碑。工程所用管道材質(zhì)為X80鋼，是一種新型低合金高強(qiáng)鋼，美國ITW焊接集團(tuán)管道組結(jié)合美國惟一的X80長(zhǎng)輸管線(CHEYNNE管線)工藝開發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)高強(qiáng)鋼和特種材料的焊接研制了PipePro450RFC焊接系統(tǒng)。目

2、前，西氣東輸二線的打底焊多采用此焊接系統(tǒng)中的RMD打底焊接，填充蓋面采用自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊。一、焊接性分析X80管線鋼是控軋控冷的微合金鋼，具有高強(qiáng)度和良好的抗延性斷裂能力，是輸氣管道中的高鋼級(jí)管材，其化學(xué)成分見表1。X80鋼采用了微合金化(加入微量Nb、V、Ti)和控制軋制等新技術(shù)，達(dá)到了細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化相結(jié)合的效果。同時(shí)從冶煉工藝上采取了降C、降S，改變夾雜物形態(tài)及提高鋼的純凈度等措施，使鋼材具有均勻的細(xì)晶粒等軸鐵素體基體。從而具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的焊接性，以及淬硬傾向小和裂紋敏感性低等特點(diǎn)。焊接中的主要問題就是焊縫區(qū)合金元素的保護(hù)和熱影響區(qū)的脆化問題。表1 X80管線鋼的化學(xué)成

3、分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %鋼號(hào)CSiMnNbVTiSPNO2070.0250.241.560.0390.0190.00060.0020.00620.004355020.0310.281.260.0490.0350.0140.00060.00090.00200.0009 二、焊前準(zhǔn)備1. 焊接方法和焊接材料選擇焊接過程中，基于對(duì)焊縫區(qū)合金成分的保護(hù)，根焊時(shí)采用的是郝伯特公司的METALLOY 80N1金屬粉芯焊絲打底，來保證焊縫區(qū)的合金成分和強(qiáng)度。焊接方法采用最新的RMD焊接工藝，減小熱影響區(qū)的范圍。填充和蓋面采用自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊，焊絲使用HO-BART的E81T8-Ni2J自保護(hù)藥芯焊

4、絲。2. 坡口和接頭形式管材直徑為1219mm，壁厚18.4mm。焊接位置為水平固定5G位管道向下立焊。復(fù)合坡口形式如圖1所示。3. 主要焊接參數(shù)X80鋼主要焊接參數(shù)見表2。三、焊接過程焊接前將坡口面及坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)用鋼刷打磨出金屬光澤。1. 預(yù)熱及層間溫度焊前清理完畢后，利用火焰將工件預(yù)熱到100 110后，再進(jìn)行施焊。焊接時(shí)，層間溫度60。2. 焊接焊層焊接電流 / A電弧電壓 / V干伸長(zhǎng) / mm保護(hù)氣體氣體流量 / L·mm-1極性焊絲直徑 / mm根焊160 18014 1710 1580%Ar + 20%CO225直流反接1.2熱焊180 20018 2015

5、25直流正接2.0填充200 27018 2215 25直流正接2.0蓋面200 27018 2215 25直流正接2.0 (1)根焊 引弧時(shí)，焊絲干伸長(zhǎng)控制在10mm左右，與工件間應(yīng)保持一定的距離。在坡口的一側(cè)，采用撞擊引弧，防止產(chǎn)生氣孔。平位焊接時(shí)焊槍與焊接方向的夾角約為70° 80°，立位焊接時(shí)焊槍與焊接方向的夾角約為85° 90°，仰位焊接時(shí)焊槍與焊接方向的夾角約為80° 90°。接頭時(shí)，將待焊接頭處用磨光機(jī)打磨成斜面，在斜面頂部10mm處引弧。引燃電弧后，將電弧移至斜面底部進(jìn)行接頭。焊接結(jié)束前，在弧坑已填滿、電弧已

6、熄滅的情況下，使焊槍在弧坑處停留幾秒鐘后移開，保證熔池凝固時(shí)得到可靠的保護(hù)。(2)熱焊、填充焊 根焊結(jié)束后的第一道填充稱為熱焊，根焊與熱焊的間隔時(shí)間不超過10min。 引弧。引弧點(diǎn)在管上方12點(diǎn)位置。起弧點(diǎn)與根焊接頭錯(cuò)開10 20mm，以避免焊道重疊產(chǎn)生缺陷。接頭時(shí)，在收弧弧坑焊接方向反方向5 10mm引燃電弧，如圖2所示。 運(yùn)弧。引弧后做鋸齒形擺動(dòng)。焊槍角度為70° 80°，焊絲位于熔池的前沿朝焊接方向移動(dòng)。焊絲擺動(dòng)至坡口兩側(cè)時(shí)稍做停留，保證坡口兩側(cè)熔合良好。立焊時(shí)焊速要快，防止焊速過慢造成鐵液下淌。當(dāng)焊接到仰臉位5 6點(diǎn)位時(shí)，焊槍角度為100° l10

7、6;，如圖3所示。此時(shí)采用U形挑弧擺動(dòng)焊接法，如圖4所示。仰焊時(shí)在保證電弧穩(wěn)定燃燒的同時(shí)，可適當(dāng)增加焊絲的干伸長(zhǎng)，以降低焊接電流強(qiáng)度，利于控制熔池溫度及形狀。最后一遍填充焊時(shí)不能過高，以填充厚度低于母材表面1.0mm為宜。可根據(jù)坡口情況適當(dāng)擺動(dòng)，但不能破壞坡口邊緣，以保證蓋面焊縫成形美觀。焊縫兩側(cè)立焊位置熔敷金屬因重力作用下流造成兩側(cè)焊縫焊層較薄，隨著填充層數(shù)的增加會(huì)越加明顯。因此，在進(jìn)行蓋面層的焊接前，可在兩側(cè)3點(diǎn)和9點(diǎn)立焊位置進(jìn)行補(bǔ)焊即立填焊，使填充焊道距母材表面不低于0.5mm，以保證蓋面焊時(shí)立縫成形飽滿。每層填充焊后必須用角向磨光機(jī)和電動(dòng)鋼絲刷將焊縫表面的熔渣、飛濺及表面缺陷清理干凈，

8、將焊道打磨成兩邊稍高、中心略低的U形，可有效防止夾渣等缺陷的產(chǎn)生，如圖5所示。收弧。焊接過程中收弧時(shí)松開焊槍開關(guān)熄滅電弧，后半周與前半周扣頭收弧時(shí)將弧坑添滿再熄弧。(3)蓋面焊 引弧、運(yùn)弧和收弧過程同熱焊、填充焊。蓋面焊時(shí)焊絲擺動(dòng)以滿足焊縫外觀成形的目的，即做鋸齒形擺動(dòng)電弧，以使坡口兩側(cè)母材充分熔化，焊縫寬度以坡口每側(cè)熔化1.5 2mm為宜。注意母材兩側(cè)停留時(shí)間，減少焊縫表面咬邊缺陷，保證焊縫順直。四、焊后清理及外觀檢驗(yàn)1. 焊后清理利用鋼絲輪和角向磨光機(jī)清理焊道表面的熔渣、粉塵及飛濺。打磨時(shí)不得傷及母材，不得破壞焊道原始表面。2. 焊接檢驗(yàn)(1) 焊縫外觀成形均勻一致，焊縫及其附近表面不得有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺、焊瘤和末焊透等缺陷。(2) 焊縫表面不應(yīng)低于母材表面，焊縫余高1.6mm，局部不得> 4mm。(3) 焊后錯(cuò)邊量1.6 mm。(4) 焊縫寬度比外表面坡口寬度每側(cè)增加0.5 2.