淺談鋯材、哈氏合金管道安裝及焊接

1、淺談鋯材、哈氏合金管道安裝及焊接-精品資料 本文檔格式為WORD,感謝你的閱讀。 【摘 要】 為了保證鋯材、哈氏合金這種昂貴的進(jìn)口材料的管道施工質(zhì)量，在鋯材、哈氏合金管道焊接、安裝工作中要嚴(yán)格按照工序施工，尤其是鋯材焊接時(shí)對(duì)空氣的溫度、濕度及清潔度都有嚴(yán)格的要求，只有嚴(yán)格按照工序施工焊接，才能保證焊口的質(zhì)量。 【關(guān)鍵詞】 鋯材 哈氏合金管道 安裝 焊接 1 簡(jiǎn)介 2006年2月本人負(fù)責(zé)大慶油田化工集團(tuán)一期工程20萬噸/年醋酸工程項(xiàng)目中的特材工藝管道安裝施工。本工程的特材管道材質(zhì)分為鋯材（Zr702）和哈氏合金的（B-3）、（C-276）兩類。特材管道共有1085米，其中鋯材管道有632米，哈氏

2、合金（B-3）管道有137米，哈氏合金（C-276）管道有316米。總焊口為2111道，總達(dá)因?yàn)?777個(gè)，其中鋯材管道焊口為1293道，達(dá)因?yàn)?664個(gè)，哈氏合金（B-3）管道焊口為183道，達(dá)因?yàn)?56個(gè)，哈氏合金（C-276）管道焊口為635道，達(dá)因?yàn)?157個(gè)。 鋯材的特性是：鋯是一種耐蝕金屬材料，對(duì)氧、氮和氫具有活性，很容易與氧起反應(yīng)并形成穩(wěn)定的氧化物，而且在高溫下對(duì)氮、氧、氫具有高的可溶性，少量溶解的氧、氮和氫可提高鋯的硬度并降低鋯的延性。鋯在高溫下還會(huì)與碳和碳化物起反應(yīng)，過多的碳還會(huì)引起脆性。由于鋯對(duì)氧、氮和氫具活性，施焊時(shí)必須使用高純度的惰性氣體保護(hù)或在良好的真空室里進(jìn)行焊接。

3、另外，為了避免使用金屬變脆或引起氣孔的碳化物和氧化物的溶解，鋯表面不得有油、油脂和污物。 哈氏合金又分哈氏B系列、哈氏C系列、哈氏G系列、哈氏H-9M系列及哈氏N系列等，我們施工的管道有哈氏HB3和哈氏C276兩種。哈氏HB3是一鎳基可鍛合金，在任何溫度下對(duì)所有濃度的鹽酸都有極好的抗腐蝕能力，也具有耐硫酸、氫氟酸、醋酸及磷酸的能力。這一合金對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋、刀口腐蝕及熱影響區(qū)的侵襲都具有很強(qiáng)的陰抗能力。能阻止晶界碳化物在焊接熱影響區(qū)形成。因此適用于工作在特殊化學(xué)工藝狀態(tài)下的焊接構(gòu)件和管道。哈氏C276具有抗菌素點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕裂紋和耐酸的能力。對(duì)各化學(xué)介質(zhì)，如強(qiáng)氧化劑、氯化鐵、氯化銅、加熱的不純凈

4、介質(zhì)（有機(jī)的和無機(jī)的），氯氣、甲酸和醋酸、醋酸酐、海水及鹽水溶液都有很好的抗腐蝕能力。 2 施工技術(shù)要求 由于鋯和哈氏合金對(duì)焊接條件的要求都較嚴(yán)格，尤其是鋯材焊接時(shí)對(duì)空氣的溫度、濕度及清潔度都有要求，所以要求施工在室內(nèi)進(jìn)行，管件要放置在貨架上，管子下面要墊好枕木而且做好標(biāo)識(shí)。下面分若干條說明特材管道的預(yù)制、安裝和焊接。 2.1 管道預(yù)制 （1）本工程的管道中，工藝閥與儀表控制閥數(shù)量較多，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí)可以此為預(yù)制端點(diǎn)，同時(shí)注意法蘭安裝方向。（2）管道分段預(yù)制應(yīng)滿足以下要求：法蘭應(yīng)置于容易擰緊螺栓的位置；管段上的焊口應(yīng)離開吊裝點(diǎn)一定的距離（不小于50mm），便于施焊與檢驗(yàn)，可經(jīng)實(shí)測(cè)結(jié)合單線圖的尺寸進(jìn)

5、行調(diào)整；管道的開孔應(yīng)在預(yù)制中完成；選擇易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的平面彎管做好封閉段。（3）每道工序應(yīng)認(rèn)真核對(duì)管子標(biāo)記，并做好移植工作。（4）管道預(yù)制加工后，首先清理內(nèi)部，不得留有沙土及其他雜物，封閉兩端并妥善存放。 2.2 管道切割、坡口加工、組對(duì) 2.2.1 鋯材管道 （1）鋯管下料時(shí)最好采用機(jī)加工，如用弓形鋸床據(jù)斷，如管子直徑較大可采用帶鋸手工鋸切割，若管子較短時(shí)也可用車床車斷，不管是鋸是車速度都要慢，鋸床每分鐘往復(fù)次數(shù)70次左右，車床轉(zhuǎn)速為60RPM左右，而且要不斷向切口澆水降溫。一旦發(fā)現(xiàn)切口變色（淺藍(lán)色或藍(lán)色）說明此區(qū)域材質(zhì)已變必須去除掉。當(dāng)然也可用氮?dú)浠旌蠚獾入x子切割機(jī)切割，切割后去除氧化區(qū)，空

6、氣等離子切割機(jī)也能用，但切割后氧化區(qū)大的多，去除氧化區(qū)要耗費(fèi)大量的人工和時(shí)間，因此管子切割最好不用等離子，但鋯板切割時(shí)就要采用等離子切割，用車床或鋸床就不行了。施工時(shí)有時(shí)沒有成品三通就需要現(xiàn)場(chǎng)開三通，就采用磁力鉆鉆孔，鉆好孔后再用銼刀修口。 （2）管子加工坡口時(shí)可采用管坡口機(jī)也可使用車床，鋯的特性比較軟，2以下的管子用銼刀銼也比較方便比較快，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)219（含219）以下的管子用臥式坡口機(jī)比較方便，273（含273）以上的管子手持式坡口機(jī)較方便；鋯板坡口的加工可用板坡口機(jī)，小塊板材也可用刨床刨坡口，用銼刀銼也可以，只不過耗費(fèi)人工和時(shí)間多些。 （3）焊口在焊接前用銼刀把焊口及焊口兩側(cè)25mm以內(nèi)

7、的區(qū)域銼干凈去除氧化皮，焊口內(nèi)側(cè)也用圓銼把氧化皮去掉，并用丙酮或無水酒精清除焊口內(nèi)外油脂、灰塵、水份等污物。若在陰雨天氣焊口比較潮濕，要先用電熱風(fēng)把焊口吹干。清理好的焊件要立即進(jìn)行焊接或?qū)Υ竻^(qū)采取封蓋等防塵措施。焊件放置時(shí)間不宜超過8小時(shí)，否則要進(jìn)行再次清理。鋯管臨焊前要用丙酮對(duì)坡口和焊絲再清洗一遍。 （4）焊口處理好后要立即點(diǎn)焊，點(diǎn)焊后的焊口要在8小時(shí)內(nèi)焊完，否則要重新鋸掉、處理、再點(diǎn)焊、焊接。施工時(shí)前做好操作臺(tái)，臺(tái)面要用不銹鋼做以免污染特材，操作臺(tái)上固定一個(gè)臺(tái)鉗用來夾住管子進(jìn)行焊口處理和焊接，有些管子較長(zhǎng)，前面用臺(tái)鉗夾住后面用滾輪托架托住以便管子轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪托架的制作可根據(jù)操作臺(tái)的高低做可

8、調(diào)的，滾輪可用100的小朔膠輪，托架可用10#或者12#槽鋼或工字鋼做。預(yù)制好的管段在室內(nèi)試壓完后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)前先用耐火玻璃絲布把管子包好以防止現(xiàn)場(chǎng)被污染。（5）不論點(diǎn)口或是正式焊接都要按正規(guī)程序做，先把焊件固定好，焊口兩側(cè)用堵板堵好，把保護(hù)罩放置于焊口，用高溫膠帶保護(hù)罩周圍及以外的焊縫密封好，如果管子較大遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方也可用普通膠帶密封以節(jié)省費(fèi)用，再往里通高純氬氣體，稍后再把焊把放置好開始焊接，焊接前焊絲也要用丙酮清洗干凈，焊絲每次拿出熔池后再用時(shí)必須把氧化端用虎鉗剪掉。 2.2.2 哈氏合金管道 哈氏合金的特點(diǎn)是硬度大，所以下料比較困難，一般只能用砂輪切割機(jī)切割，切割后打磨比較困

9、難，它的坡口處理可用砂輪機(jī)打磨也可用車床車或刨床刨（用于板材），但不論是車是刨其刀頭都要用特種鋼刀頭，如哈爾濱或上海工具廠生產(chǎn)的YT-15機(jī)加工刀頭。其焊前焊口處理和鋯材一樣樣磨好口后用丙酮清洗干凈，其焊接方法和不銹鋼差不多，不同的是每焊一段要及時(shí)冷卻，要嚴(yán)格控制好層間溫度，每一層焊完后要充分冷卻后才能焊第二道，所以焊接一道焊口所耗時(shí)間相當(dāng)多。 2.3 管道支、吊架制作安裝 （1）管道支架的形式、加工尺寸等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（2）鋼板、型鋼一般宜機(jī)械切割，切斷后應(yīng)清除毛刺，支吊架的螺栓孔采用機(jī)械鉆孔，不得使用氧乙炔開孔。（3）支吊架應(yīng)按設(shè)計(jì)要求制作，其組裝偏差不得大于3mm。（4）制作合格的支吊

10、架應(yīng)及時(shí)噴砂防腐，沒有防腐不能安裝。（5）管道支吊架應(yīng)保證其材質(zhì)的正確，坐標(biāo)偏差不得大于10mm，標(biāo)高不宜超過10mm。（6）支吊架安裝宜在管道安裝前進(jìn)行，并在管道安裝時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，支吊架應(yīng)與管道緊密接觸，不得有空隙，不得使管子產(chǎn)生外力和位移。支吊架與特材管道接觸面之間要用石棉板隔離，以保護(hù)管道不被侵蝕。（7）管道安裝完畢后，應(yīng)按設(shè)計(jì)文件規(guī)定逐個(gè)核對(duì)支、吊架的形式和位置。 2.4 管道的連接 （1）管道法蘭連接，法蘭平面應(yīng)垂直管子中心，管子插入法蘭厚度2/3，安裝后法蘭應(yīng)保持平等其偏差法蘭外徑的1.5，螺孔的偏差5%，保證螺栓自由穿入。（2）墊片安裝根據(jù)設(shè)計(jì)要求，周邊應(yīng)整齊。（3）管道的焊接

11、連接，管道焊接前須除去坡口表面的氧化皮、及影響接頭質(zhì)量的表面層并將凸凹不平處打磨平整；同時(shí)應(yīng)將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面不小于10mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷。焊件不得強(qiáng)行組對(duì)。管道焊縫組對(duì)時(shí)，內(nèi)壁應(yīng)平齊，內(nèi)壁錯(cuò)邊量不超過管壁厚度10%且不大于2mm。（4）焊縫焊完后應(yīng)及時(shí)清除焊口表面的焊渣、飛濺物，并將焊縫表面清理干凈，然后進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)。 2.5 焊接保護(hù)罩的制作 焊接鋯材和哈氏合金的焊工到位后開始做焊接保護(hù)罩，因?yàn)槊康篮缚诙家Ｗo(hù)，所以有多少種焊接形式就要做多少種焊接保護(hù)罩，做保護(hù)罩時(shí)要根據(jù)焊口形式和尺寸及焊把大小做，要留好焊把操作口，做好進(jìn)氣口，有些小的保

12、護(hù)罩里面填充一些銅絲，以便氣體均勻分布，大的保護(hù)罩里面先填充銅絲再加一層篩網(wǎng)，所有保護(hù)罩都有要用銅做，外殼可以用0.8mm紫銅皮做，篩網(wǎng)靠近焊接點(diǎn)溫度較高要用0.5mm黃銅皮做，絲網(wǎng)同樣也要黃銅絲網(wǎng)，絲網(wǎng)最好選用80目以上的，接氣帶的銅管可用8的紫銅管。 2.6 焊接的主要技術(shù)措施 （1）焊前，要取得按ASME第卷進(jìn)行的評(píng)定合格的焊接工藝評(píng)定，焊工要經(jīng)專門培訓(xùn)并取得相應(yīng)的技能資格證。（2）參與施焊人員衣著要干凈，施焊場(chǎng)所要保持干燥、干凈。（3）點(diǎn)焊的工藝與正式焊的相同，點(diǎn)焊高度不得超過管壁厚的2/3，點(diǎn)焊的焊肉不得有裂紋、氣孔及不允許存在的氧化變色等缺陷，否則要打磨消除。（4）焊接位置為立向上

13、焊，要盡可能水平轉(zhuǎn)動(dòng)焊。（5）焊前一般不要求預(yù)熱，但當(dāng)母材溫度低于是15時(shí)，要預(yù)熱到18以上。層間溫度要控制在100以下。焊后不要求熱處理。（6）鋯管焊接時(shí)，焊槍內(nèi)、管內(nèi)和保護(hù)拖罩內(nèi)均用純度達(dá)到99.999%的氬氣進(jìn)行保護(hù)；哈氏合金焊接時(shí)焊槍內(nèi)和管內(nèi)可純度達(dá)到99.99%的氬氣進(jìn)行保護(hù)；對(duì)于哈氏合金的焊接，當(dāng)焊肉厚度超過6.4mm時(shí)可以停止對(duì)管內(nèi)送氣，打底焊時(shí)要注意管內(nèi)氬氣壓力，防止焊縫產(chǎn)生內(nèi)凹缺陷；當(dāng)瓶裝氬氣壓力小于1Mpa時(shí)不得使用。（7）要用獨(dú)立的氣路提供焊槍、拖罩和管內(nèi)的氬氣，氬氣要保持均勻、非紊流并不相互干擾。氣路中要確保沒有殘余水分和任何泄漏，送氣管要用專用的塑料管，不得采用橡膠管

14、或其它吸潮材料管。鎢極類型采用鈰鎢棒、直徑為2.4mm，噴嘴直徑采用18mm 或20mm。（8）焊接時(shí)要注意起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時(shí)要將弧坑填滿，多層焊的層間接頭要錯(cuò)開，層間溫度不超過100。（9）鋯管焊接時(shí)，引弧前要提前送氣，熄弧后要滯后停氣，要嚴(yán)格控制氬氣保護(hù)下的焊縫溫度不超過300，并用丙酮擦拭，以加快冷卻至300以下后停止送氣。（10）對(duì)于哈氏合金的焊接，在保證焊透和熔合良好的條件下要盡量采用小工藝規(guī)范進(jìn)行焊接。施焊過程中，要避免焊槍橫向擺動(dòng)。手工電弧焊擺動(dòng)要小于焊條直徑的3倍。每道焊接完畢，要對(duì)焊道表面上的焊接弧坑、裂紋、氣孔、咬邊等缺陷進(jìn)行打磨消除，并用不銹鋼絲和丙酮清除焊道表面

15、上的氧化膜。（11）鋯管焊接過程中，焊絲加熱端要始終保持在氬氣保護(hù)區(qū)內(nèi)，如接觸空氣變色，要將焊絲變色部份切除。（12）鋯管焊接過程中，當(dāng)焊道表面出現(xiàn)變色時(shí)，要立即停止焊接，查明原因，采取措施，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行焊接。輕微的表面變色可用不銹鋼絲和丙酮清除，對(duì)污染嚴(yán)重的焊道必須鏟除干凈并進(jìn)行修復(fù)后方可繼續(xù)焊接。（13）焊接過程中，若鎢棒碰觸熔池或焊絲，要停止焊接，鏟除污染的焊肉，磨修或更換鎢棒。（14）哈氏C-276管電弧焊焊接時(shí)，焊條在使用前要進(jìn)行烘干，烘烤溫度為250300，恒溫2小時(shí)，然后放在120150的保溫箱內(nèi)隨用隨取。焊條回烘次數(shù)不得超過一次。（15）具體的焊接工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)評(píng)定合

16、格的PQR來制定，詳見焊接工藝卡。 3 結(jié)語 以上是我對(duì)鋯材及哈氏合金管道安裝及焊接的粗淺看法，由于本人工作經(jīng)驗(yàn)不足及知識(shí)面較窄，對(duì)鋯材及哈氏合金管道安裝及焊接工作的認(rèn)識(shí)還不夠全面、深入，所以在以后的工作中，還需要多學(xué)習(xí)、多實(shí)踐、多積累、多總結(jié)，不斷提高自己的專業(yè)技術(shù)水平，為現(xiàn)場(chǎng)施工服務(wù)好。請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)和專家多提寶貴意見，以便我在今后的工作中更好的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。 閱讀相關(guān)文檔:推拖飛機(jī)專用設(shè)備的牽引原理及故障排除 關(guān)于鍋爐檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的探討 汽車儀表自動(dòng)化振動(dòng)臺(tái)架的研制及應(yīng)用 關(guān)于SS3型機(jī)車車頂絕緣子閃絡(luò)的原因分析及解決措施 減速頂滑動(dòng)油缸密封蓋修復(fù)工藝及設(shè)備 CAD&CAM技術(shù)在夾具設(shè)計(jì)及加工中的應(yīng)用 一種基于紅外吸收原理的瓦斯氣體檢測(cè)系統(tǒng)研制 射線照相檢測(cè)輻射