薄壁不銹鋼管道焊接工藝及其性能的探討

1、薄壁不銹鋼管道焊接工藝及其性價(jià)比的探討自從上個(gè)世紀(jì)20年代不銹鋼問世以來，慢慢進(jìn)入民用給水管道領(lǐng)域，但當(dāng)時(shí)都是厚壁不銹鋼管，采用絲接或焊接方式連接，使得不銹鋼管材料造價(jià)高，因而限制了不銹鋼管在民用建筑給水領(lǐng)域的開展。隨著不銹鋼薄壁連接技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，越來越多的薄壁不銹鋼管已經(jīng)開始作為給水材料。僅僅用?國標(biāo)?對不銹鋼水管的可靠性進(jìn)行控制仍然是缺乏的。因?yàn)?國標(biāo)?中不能，也不需要全面的有效的反響所有的不銹鋼管道加工的關(guān)鍵工藝要求。不銹鋼水管和管件焊接加工有其特殊的要求：如氣體保護(hù)焊接、去除回火色、鈍化、固溶處理等。如果脫離了關(guān)鍵的工藝要求，不銹鋼水管和管件的可靠性將被大大地打了折扣。一、 薄壁不

2、銹鋼管道焊接工藝1.1、采用內(nèi)外氣體保護(hù)焊接(減少外表傷害)1.2、去除外表回火色等有害物質(zhì)，進(jìn)行鈍化工藝處理(外表回到鈍化狀態(tài))1.3、采用固溶處理工藝，改善焊縫內(nèi)部材料組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)部回到固溶狀態(tài))1.4、使用先進(jìn)的焊接工具，脫離手工焊接保護(hù)氣體 氣體保護(hù)盒1.2. 1、回火色有什么危害： 回火色實(shí)質(zhì)上是一個(gè)氧化層。有氧化層的地方，氧化膜就不能恢復(fù)，回火色底下的母金屬中的鉻被損耗，因此，不銹鋼耐腐蝕的性能大幅度降低。如果金屬外表的鈍化膜不能恢復(fù)，即使母金屬是耐腐蝕的，焊接接頭也容易出現(xiàn)腐蝕，包括點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕以及微生物腐蝕。(微生物腐蝕往往發(fā)生在沒有去除回火色的焊縫處)。1.2.2、回火色

3、的清理為了得到耐蝕性最正確的不銹鋼焊接接頭，縫隙、污染物，至少所有比淺黃色深的回火色必須采用機(jī)械清理進(jìn)行去除，然后進(jìn)行酸洗。在不能進(jìn)行酸洗的地方諸如因環(huán)境的原因，當(dāng)采用機(jī)械清理時(shí)，經(jīng)承包商同意，可采用噴砂以及/特別是研磨替代酸洗。電清洗也可作為替代酸洗的方法。二、 薄壁不銹鋼管道焊接難點(diǎn)2.1、氣體保護(hù)的作用： 在焊接過程中，氣體保護(hù)的作用是防止不銹鋼中的鉻和鎳不被高溫?zé)龤?。離開了氣體保護(hù)，不銹鋼中的合金元素一定會在氧氣中被燒毀，造成不銹鋼的外表的嚴(yán)重腐蝕。注：沒有氣體保護(hù)的不銹鋼焊縫的耐腐蝕性能不如鍍鋅管2.2、怎樣在內(nèi)壁進(jìn)行氣體保護(hù)：在焊接之前，管道內(nèi)部要用藥惰性氣體(通常是氬氣、氮?dú)獾?

4、進(jìn)行吹洗，重復(fù)吹沖使氧的含量降至100ppm以下，最好到50ppm。利用實(shí)心的或可充氣的擋板限制吹洗體積；在焊接完成之后難以進(jìn)入或無法到達(dá)的部位，為方便起見，通常采用可溶性材料制成的擋板。 現(xiàn)場焊接管內(nèi)壁需要沖氬氣或氮?dú)獍咐罕仨毷褂枚栊苑疵姹Ｗo(hù)氣體或混合氣體以防止單面熔透焊縫、全熔透焊縫包括定位焊焊縫的氧化。保護(hù)氣體或混合氣體必須保持足夠的持續(xù)時(shí)間以確保最終的焊縫外表符合合同的要求。在不便采用惰性氣體或混合氣體的地方，如一些封閉焊縫或很難進(jìn)入內(nèi)部的部位，在提交適當(dāng)?shù)暮细窆に嚥⒌玫匠邪痰呐鷾?zhǔn)之后，可采用保護(hù)膏或帶作為替代的方法。保護(hù)膏或帶/粘合劑在焊接后必須全部去除。在無法全部去除的地方，應(yīng)

5、當(dāng)采用機(jī)械連接件。 -摘自英國?飲用水供水用不銹鋼產(chǎn)品操作指南及操作規(guī)程? 56.4.477 規(guī)程2.3、現(xiàn)場焊接的困難：2.3.1、壁厚低于2mm的薄壁不銹鋼水管不適合現(xiàn)場手工焊接， 2.3.2、壁厚小于2mm的，手工焊接十分困難，機(jī)器現(xiàn)場焊接代價(jià)太高：2.3.3、如果現(xiàn)場沒有氣體保護(hù)，不能保證對接焊質(zhì)量。2.3.4、現(xiàn)場氣體保護(hù)困難，氣體保護(hù)可以減少焊縫的敏化區(qū)，提高焊接強(qiáng)度。2.3.5、焊接以后固溶處理無法實(shí)現(xiàn)。固溶的目的消除焊接敏化影響，以防止管道焊縫今后的晶間腐蝕、管道材料改性等問題。2.3.6、現(xiàn)場焊接有明火作管道內(nèi)壁的鈍化處理困難。2.3.7、對工人的技術(shù)能力依賴程度太高，施工質(zhì)

6、量難以保證。2.3.8、工作周期長，難度大，許多施工環(huán)境(地溝中、高空中、管道井、墻壁拐角處) 焊接作業(yè)十分2.3.9、環(huán)境溫度低于零度時(shí)，虛焊的可能性極大。2.3.10、焊條達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，焊縫處使用壽命極短，有的1-2年就會脫焊。2.3.11、焊劑對管道內(nèi)壁有腐蝕性，并影響水質(zhì)，不衛(wèi)生。2.3.12、容易引起火災(zāi)，有不平安因素、2.4、承插焊接的問題：2.4.1、壁厚的要求問題：焊縫是水管最薄處；2.4.2、氣體保護(hù)問題：沒有氣體保護(hù)有氧化層；2.4.3、焊接縫應(yīng)力腐蝕：焊接應(yīng)力較大；2.4.4、縫隙腐蝕：會引起縫隙腐蝕；2.4.5、mm壁厚的手工焊接成功率低，很容易焊穿。2.5、對焊接問題

7、：2.5.1、必須內(nèi)外氣體保護(hù);2.5.2、保證焊縫的厚度與母材壁厚相符;2.5.3焊接材料壁厚要求：大于1.2mm(手工控制極限)。從以上內(nèi)容看，總結(jié)出薄壁不銹鋼管道現(xiàn)場焊接工藝及其麻煩，稍不注意就會造成腐蝕的隱患。三、 沒有嚴(yán)格按焊接工藝施工，水管腐蝕案例：四、 焊接工藝人工費(fèi)用分析：不銹鋼焊接工藝費(fèi)用包括：原料采購費(fèi)用，施工費(fèi)用、日常維護(hù)費(fèi)用原材料采購費(fèi)用，DN15-DN100原材料采購比非焊接式連接的原材料低20%，這主要是承插式焊接，因?yàn)楣懿?、管件的壁厚比非焊接連接方式的管材的壁厚低約25%，如采用對接焊，其材料本錢與非焊接連接方式的管材、管件本錢根本相同或略高。大于DN100規(guī)格以

8、上的焊接原材料，與非焊接式連接的原材料持平或略高。施工費(fèi)用：人員工資，氬弧焊有證書的工人工資是普通水工工資的1.5倍；焊接前準(zhǔn)備工時(shí)，主要是指封堵管道口，灌入氬氣需要的工時(shí)，一般是焊接管件工時(shí)的0.6倍。非焊接式連接，不需要此工序。焊接工時(shí)，主要指氬氣保護(hù)完成后以單個(gè)管件與管材焊接的比擬，焊接工時(shí)是非焊式連接工時(shí)的1.2倍；焊接后工藝處理，焊接后需要去除回火色等工藝，其處理回火色的時(shí)間與焊接時(shí)間先同，如不處理回火色，那么可以節(jié)約安裝人工費(fèi)用，但管道會很快腐蝕。焊接輔料的費(fèi)用，主要指，焊條、氬氣的費(fèi)用。以DN15管焊接為例，一般焊條、氬氣的費(fèi)用約是同等口徑管材本錢的8%。而非焊接連接不需要這些輔

9、料，因而也不產(chǎn)生這些費(fèi)用。日常維護(hù)費(fèi)用：如果嚴(yán)格按照焊接工藝施工，日常維護(hù)費(fèi)用與非焊接方式根本相同，根本上免維護(hù)，但目前現(xiàn)狀是幾乎沒有完全按照焊接施工工藝進(jìn)行焊接的，因此，焊縫處很容易發(fā)生腐蝕，日常維護(hù)費(fèi)用必然產(chǎn)生。五、 水管安裝的經(jīng)濟(jì)特性：水管材料最典型的經(jīng)濟(jì)特性是：投資小，損失大。投資小-水管材料占建筑物的投資比例不到2%。損失大-損失往往是水管材料費(fèi)用10倍以上。有水管的可靠性，才有水管的經(jīng)濟(jì)性。有水管的長壽命，才有水管的經(jīng)濟(jì)性。1.維修損失：時(shí)間和費(fèi)用損失，至少20%。2.質(zhì)量損失：財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境損失，N倍損失。3.再投資損失：水管的重復(fù)投資，至少100%。4.對外效勞損失：效勞收入損失，至少10倍。附：如果焊接采用厚壁不銹鋼水管，即造價(jià)要高于薄壁不銹鋼水管?？偨Y(jié)：1. 薄壁不銹鋼焊接管材、管件，給人們的印象是材料本錢比其他連接方式的材料本錢低很多，因此很沒有用過焊接工藝施工的工程，很容易選擇焊