工藝設計管道焊接工藝設計要求

-.z5.6工藝管道焊接工藝要求一、管道焊接施工要求1、管道切口質量應符合以下規(guī)定：切口外表應平整、無裂紋、重皮、毛刺、凹凸、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等；切口端面傾斜偏差不應大于管子外徑的１％，且不得超過３mm；有坡口加工要求的，坡口加工形式按焊接方案規(guī)定進展。2、管道預制時應按單線圖規(guī)定的數(shù)量、規(guī)格、材質等選配管道組成件，并按單線圖標明管道的系統(tǒng)號和按預制順序標明各組成件的順序號。3、管道預制時，自由管段和封閉管段的選擇應合理，封閉段必須按現(xiàn)場實測尺寸加工，預制完畢應檢查部干凈度，封閉管口，并按順序合理堆放。4、管道對接焊縫位置應符合以下規(guī)定：⑴管道位置距離彎管的彎曲起點不得小于管子外徑或不小于100mm；⑵管子兩個對接焊縫間的距離不大于5mm.⑶支吊架管部位置不得與管子對接焊縫重合，焊縫距離支吊架邊緣不得小于50mm；⑷管子接口應避開疏放水、放空及儀表管的開孔位置，距開孔邊緣不應小于50mm，且不應小于孔徑。5、管道支架的形式、材質、加工尺寸及精度應嚴格按照相關圖集進展制作，滑動支架的工作面應平滑靈活，無卡澀現(xiàn)象。6、制作合格的支吊架應進展防腐處理，并妥善分類保管。支架生根構造上的孔應采用機械鉆孔。二、管道安裝1、管道安裝前應具備以下條件：⑴與管道有關工程經(jīng)檢驗合格，滿足安裝要求；⑵管子、管件、管道等已檢驗合格，具有相關證件；⑶管道組成件及預制件已按設計核對無誤，部已清理干凈無雜物。2、管道安裝應按單線圖所示，按管道系統(tǒng)號和預制順序號安裝。安裝組合件時，組合件應具備足夠剛性，吊裝后不應產(chǎn)生永久變形，臨時固定應結實可靠。3、管道水平段的坡度方向以便于疏放水和排放空氣為原則確定。4、管道連接時，不得用強力對口，加熱管子，加偏墊或多層墊等方法來消除接口端面的空隙、偏斜、錯口或不同心等缺陷。5、管子或管件的坡口及外壁10-15mm圍的油漆、垢、銹等，在對口前應去除干凈，顯示出金屬光澤。管子對口一段應平直，焊接角變形在距離接口中心２00mｍ處測量，當管子公稱通徑ＤＮ＜100mm時，折口的允許偏差ａ≤２ｍｍ；當ＤＮ≥100mm時，允許偏差ａ≤３ｍｍ。6、管道對口一般應做到壁齊平，如有錯口時，對接單面焊的局部錯口值不應超過壁厚的10％，且不大于1mm，對接雙面焊的局部錯口值不應超過焊件厚度的10%，且不大于３ｍｍ。對口符合要求后，應墊置結實，防止焊接過程中管子移動。7、管道安裝應根據(jù)現(xiàn)場實際條件進展組織，原則為先大管后小管，安裝工作有連續(xù)時，應及時封閉管口，管道安裝的允許偏差為：工程允許偏差標高架空室外＜±15水平管彎曲度ＤＮ≤1001/1000且≤20ＤＮ＞1001.5/1000≤20立管鉛垂度≤2/1000且≤15穿插管間距偏差＜±1011、法蘭及緊固件安裝⑴法蘭安裝前，應對法蘭密封面及密封墊片進展外觀檢查，不得有影響密封性能的缺陷。⑵法蘭連接時應保持法蘭間的平行，其偏差不應大于法蘭外徑的1.5/1000，且不得大于2ｍｍ，不得用強緊螺栓的方法消除歪斜。⑶法蘭平面應與管子軸線相垂直，平焊法蘭側角焊縫不得漏焊，焊后應去除氧化物等雜質。⑷墊片的徑應比法蘭徑大２—３ｍｍ。墊片應為整圓。⑸連接用的緊固件的材質、規(guī)格、形式應符合設計規(guī)定。⑹法蘭應使用同一規(guī)格，螺栓安裝方向一致，緊固螺栓應對稱均勻，松緊適度。螺栓應露出螺母２—３個螺距。12、盲板安裝1、盲板厚度應選10mm，材質與原管材質一樣。2、盲板的添加位置應正確無誤，并按要求進展加強。13、支架安裝⑴支架安裝工作應和管道安裝同步進展，支架的位置、形式盡可能符合設計規(guī)定。⑵支架安裝前應清理根底，和根底固定好，安裝時及時進展支架的固定和調整工作，支架安裝應平整、結實、與管子接觸良好。⑶滑動支架的滑動面應干凈平整，以保證管道能自由膨脹?；瑒又Ъ艿幕瑒泳植繎懵?，不應被水泥及保溫層敷蓋。⑷在有熱位移的管道上安裝支架時，其支點的偏移方向及尺寸按設計圖紙要求正確裝設。⑸有熱位移的管道，在受熱膨脹時，應進展檢查與調整，檢查活動支架的位移方向、位移量及導向性能是否符合設計要求，管托有無脫落現(xiàn)象，固定支架是否結實可靠。⑹支架間的間距按設計正確安裝，安裝過程中使用的臨時支架應有明顯標志，并不得與正式支架位置沖突，管道安裝完畢后及時撤除。⑻管道安裝完畢后，應按設計文件逐個核對支架的形式、材質和位置，以免錯裝、漏裝。14、管道安裝完畢自檢合格后，進展“三查四定〞收尾工作，進展吹掃，清洗。三、管道焊接１、焊條、焊絲應根據(jù)母材的化學成分、機械性能合理選用在使用前必需檢查其質量合格證明書和產(chǎn)品是否相符。２、焊條、焊絲焊條存放地點應符合焊材對溫度、濕度的要求，按時填寫保存環(huán)境記錄。如果焊條受潮，焊材使用前應按其使用說明進展烘干。3、焊接人員必須有上崗證，而且在規(guī)定的圍。4、本次施工的管道為低壓焊接收道，且管道厚度不大于10mm。5、管道焊接前用氣焊打坡口，打完坡后對管口處出現(xiàn)的焊渣等物應用絞磨機進展清理，使坡口面出現(xiàn)金屬光澤。6、此次管道坡口全部采用V型坡口坡口角度為55～65，鈍邊為0～3mm，管道間隙為1～3mm。7、由于管道要吊裝作業(yè)，此次焊接采用定位焊，對于一般的管子，應在正面焊一小點，側面焊二大點。具體定位點個數(shù)見下表管徑焊接點個數(shù)≥75210041〕引弧及起焊：在圖6-22所示A點坡口面上引弧至間隙，使焊條在兩鈍邊作微小橫向擺動，當鈍邊熔化鐵液與焊條熔滴連在一起時，焊條上送，此時焊條端部都到達坡口底邊，整個電弧的2/3將在管燃燒，并形成第一個熔孔。在仰焊至斜仰焊位置運條時，必須保證半打穿狀態(tài)；至斜立焊及平焊位置，可運用頂弧焊接，其運條角度變化過程及位置如圖6-22所示。為了在仰焊部位消除和減少凹現(xiàn)象，除了合理選擇坡口角度和焊接電流以外，斷弧動作要果斷，引弧動作要準確和穩(wěn)當，在坡口兩側停留時間不宜過多，焊接電弧要短，并借助電弧的吹力使熔池金屬推向反面。2〕仰焊及下爬坡部位的焊接：應壓住電弧做橫向擺動運條，運條幅度要小，速度要快，焊條與管子切線傾角為80-85°左右。隨著焊接向上進展，焊條角度變大，焊條深度慢慢變淺。在7點位置時，焊條端部離坡口底邊約1mm，焊條角度為100-105°，這時約有1/2電弧在管燃燒，橫向擺動幅度增大，在坡口兩端稍作停頓。到達立焊時，焊條與管子切線的傾角為90°。3〕上爬坡和平焊部位的焊接，焊條接線向外帶出，焊條端部離坡口底邊約2mm，這時1/3電弧在管燃燒。上爬坡的焊條角度與管切線夾角為85-90°，平焊交接為80°左右，并在圖6-22aB點收弧。4〕假設采用斷弧焊手法時，接弧位置要準確。每次接弧時，焊條要對準熔池前部的1/3左右處，是每個熔池覆蓋前一個熔池2/3左右。滅弧動作要干凈利落，不要拉長弧。滅弧與接弧的時間間隔要短，滅弧頻率大體為仰焊和平焊區(qū)段每分鐘35-40次，立焊區(qū)段每分鐘40-50次。5〕焊接過程中，要使熔池的形狀和大小根本保持一致，熔池鐵液清晰明亮，熔孔始終深入每側母材0.5-1mm。6〕在前半圈起焊區(qū)〔即A點-6點區(qū)〕5-10mm圍，焊接時焊縫應由薄變厚，使形成一斜坡；而在平焊位置收弧區(qū)〔即12點-B點區(qū)〕5-10mm圍，則焊縫應由薄變厚，使形成一斜坡，以利于與后半圈接頭。〔2〕接頭方法仰焊、平焊的接頭，是整個固定管道焊口的關鍵，在接頭處最易產(chǎn)生凹、焊瘤、夾渣、未焊透、氣孔等缺陷。為了便于接頭，在焊前半圈時，仰焊的起焊處和平焊的收尾處都應超過管道垂直中心線5-10mm。1〕仰焊接頭方法：由于起焊處容易產(chǎn)生氣孔、未焊透等缺陷，故接頭時應把起焊處的原焊縫用電弧割去一局部〔約10mm長〕，這樣既割除了可能有缺陷的焊縫，而形成緩坡形割槽，也便于接頭。其操作方法如下：首先用長弧烤熱接頭局部，稍微壓短電弧，此時弧長約等于兩倍焊條直徑。從超越接頭中心約10mm的焊波上開場焊接。此時電弧不宜壓短，也不作橫向擺動，一旦運條至接頭中心時，立即拉平焊條壓出熔化鐵液向后推送，未凝固的鐵液即被割除而形成一條緩坡形的割槽。焊條隨即回到原始位置〔約30°〕，從割槽的后端開場焊接。運條至接頭中心時切勿滅弧，必須將焊條向上頂一下，以打穿未熔化的根部，使接頭完全熔合〔圖6-23〕.對于重要管道或使用低氫型焊條焊接時，可用銼等手工加工方式修理接頭處，把仰焊接頭處修理為緩坡形，然后再施焊。2〕平焊接頭方法：先修理接頭處，是形成一緩坡形；選用適中的電流值，當運條至斜立焊〔立平焊〕位置時，焊條前傾，保持頂弧焊，并稍作橫向擺動〔圖6-24〕，當距接頭處尚有3-5mm間隙，即將封閉時，決不可滅弧。接頭封閉的時候，需把焊條向里稍微壓一下，此時，可聽到電弧打穿根部而產(chǎn)生的“噼啪〞聲，并且在接頭處來回擺動以延長停留時間，從而保證充分的熔合。熄弧之前，必須填滿熔池，而后將電弧引致坡口一側熄滅。3〕與定位焊縫接頭：當運條至定位焊點時，將焊條向下壓一下，如聽到“噗噗〞聲后，快速向前施焊，到定位焊縫另一端時，焊條在接頭處稍停，將焊條向下壓一下，假設聽到“噗噗〞聲后，外表根部已熔透，恢復原來的操作手法。4〕換焊條時接頭：有熱接和冷接兩種接法。熱接：在收弧處尚保持紅熱狀態(tài)，立即從熔池前面引弧，迅速把電弧拉到收弧處，見圖6-25所示。冷接：即熔池已經(jīng)凝固冷卻，必須將收弧處打磨成斜坡，并在其附近引弧，再拉到打磨處稍作停頓，待先焊焊縫充分熔化，方可向前正常焊接。管道施工中焊接缺陷的產(chǎn)生及預防根據(jù)工程施工過程中的具體情況，結合多年的施工管理經(jīng)歷，如何防止焊接缺陷的產(chǎn)生，以便為提高管道焊接工程質量，焊接施工時，焊條、焊絲的選擇、使用方法、焊接條件和施工管理等任何一個方面的失誤，都可導致“焊接缺陷〞的產(chǎn)生。而一項不當?shù)暮附庸に嚰安贿m當?shù)暮附訁?shù)的選擇更是造成焊接缺陷的主要原因。焊接缺陷大致可分為部缺陷和外部缺陷兩類。部缺陷主要指氣孔、未焊透，裂縫，未熔合及夾渣等。外部缺陷是指外表裂紋，外表氣孔，凹坑，焊瘤和咬邊等形狀缺陷，以及熱變形，錯邊或角焊縫的焊腳尺寸缺乏等尺寸上的缺陷。夾渣夾渣分單個的與條狀的兩類。有的外形不規(guī)則，也有的呈球狀。他們都是焊縫金屬中殘留的外來固體物質。用藥芯焊絲焊接時會產(chǎn)生一層溶渣覆蓋于焊縫外表，當溶渣在熔融的焊縫金屬中來不及浮出外表而停留在金屬時，就形成夾渣。這些夾渣削弱了焊縫，并且可能成為一種裂紋源。他們可由以下因素造成：前層的焊道清渣不干凈；不穩(wěn)定的運條速度；不適當?shù)暮附z角度，使熔渣流到電弧前面；擺動幅度太寬；運條速度太慢，使熔池處在電弧前面；電流控制得太低采用下面措施可以防止：仔細清理前一焊道的熔渣，特別是沿焊道的兩側；采用均勻的運條速度；增加焊炬的傾斜角，防止熔渣流到電弧前面；使用較窄的擺幅；提高運條速度，以便使電弧位于熔池的前面；提高電流設定值。二、氣孔氣孔是在焊縫金屬中的一種充滿氣體〔H2，N2，CO〕的空穴。氣孔一般呈圓形或橢圓形，壁干凈光滑。他們可以密集的分布在焊縫的*一部位，也可以沿著焊縫的全長分布。氣孔減小了焊縫橫截面，使其受到削弱。氣孔可以在焊縫部，也可以穿透到焊縫外表，或者兩種都有。也有的表現(xiàn)為焊縫外表的凹坑或長條狀氣溝。當從凹坑局部釋放出來的氣體，受到半熔融熔渣的抑制，被封閉與熔渣與熔融金屬間，造成熔融金屬的下凹，當金屬凝固時，即成氣溝。如圖2-1氣孔可由以下一個或多個因素造成：〔a〕〔b〕〔c〕圖2-1氣孔，凹坑，氣溝一例用于保護電弧及熔池的保護氣體流量不夠；保護氣體流量過大,將空氣卷入,或風速大造成保護氣體的覆蓋偏轉,導致保護不良;保護氣體混有雜質或受潮;焊接電流過大,或電弧電壓過太高;焊絲干伸長度過長;過快的運條速度,導致氣體還沒逸出之前,焊接熔池以凝固;母材或焊絲外表有銹,油脂,濕氣或臟物;母材中的雜質,如鋼中的S含量過高,根據(jù)上列原因,可采用以下相應措施,以消除氣孔的產(chǎn)生.增加保護氣體流量,在無風時,流量為20-25L/Min;采取防風措施,防止穿堂風.在室外焊接,氣體保護焊時當風速超過2m/s時,要設置防風措施；增加去除氣體中濕氣的裝置，及保證氣體純度；調整至適宜的焊接電流或電弧電壓,或調整送絲速度;縮短干身長度或調整焊炬角度,清理噴嘴附著的飛濺物,改善氣體保護;減慢運條速度;清理母材或焊絲外表;三.裂紋對焊接接頭質量影響最大的是裂紋,裂紋的產(chǎn)生可以由不適當?shù)暮附庸に?、焊工技術或材料所致。按照裂紋發(fā)生的時間可劃分為冷裂紋與熱裂紋兩種，這些裂紋可以垂直或平行于焊縫。橫向裂紋垂直于焊縫軸線，是縱向收縮應力作用所引起的；縱向裂紋常常發(fā)生于高的接頭拘束及高的冷卻速度條件下，預熱往往可以減少這些裂紋的發(fā)生。熱裂紋熱裂紋又稱“結晶裂紋〞，當焊縫金屬凝固時，如果在枝晶間存在富集雜質元素的低熔點相薄膜，在焊接應力的作用下就會產(chǎn)生熱裂紋。硫和磷是最易形成低熔點相的元素，它們的作用也會因含炭量的增加而提高。按熱裂紋的形態(tài)，可分為“縱向裂紋〞、“橫向裂紋〞、“弧坑裂紋〞，“熱影響區(qū)〔HAZ〕液化裂紋〞等。熱裂紋發(fā)生在凝固溫度至Ar3以上溫度，其微觀特征為沿晶界分布。這類裂紋常常因為母材中含S、P含量過高，也可能因為不適當?shù)氖栈》椒ㄋ隆崃鸭y也常常發(fā)生在熔深較深的焊縫中〔即焊道的深寬比超過1.2〕，這在“梨形〞焊縫中多有發(fā)現(xiàn)。熱裂紋可由以下措施加以防止或減少到最少程度。采取預熱，以降低收縮應力；使用清潔的或未被污染的保護氣體；增加焊道的橫截面；調節(jié)焊接規(guī)，更改焊道的外形輪廓，即控制焊道的深寬比不超過1.2；采用雜質元素含量很低的母材；使用含Mn量高的焊絲，提高焊絲的Mn/S之比?；】恿鸭y是深度很淺的熱裂紋，他們往往是因不適當?shù)氖栈》椒ㄋ?。為了防止弧坑裂紋，可以采取返回移動焊絲，或在斷弧前停頓運條，將電弧連續(xù)停頓幾次，使弧坑填滿。2、冷裂紋冷裂紋形成于Ar3溫度以下，通常在馬氏體轉變溫度區(qū)間〔約200～300℃以下〕有的焊后立即出現(xiàn)，有的經(jīng)幾小時乃至幾天后才出現(xiàn)，故亦稱延遲裂紋。其微觀特征是穿晶斷裂，繼續(xù)延伸。促成冷裂紋的主要因素有三個方面，即鋼種的淬硬傾向、氫的作用和焊接接頭的拘束應力。焊前預熱，使用枯燥的、高純的保護氣體及適當?shù)那謇砉ば蚨加兄诜乐惯@類缺陷的產(chǎn)生。使用藥芯焊絲通常比實芯焊絲產(chǎn)生冷裂紋要少，這是因為藥芯焊絲氣保護焊的線能量高，提供了更多的預熱效應，也有助于減少因過快的冷卻速度而產(chǎn)生淬硬組織等。冷裂紋可產(chǎn)生在焊縫、熱影響區(qū)，也可能擴展到母材之中。焊縫中的冷裂紋可以由下述一個或多個因素造成：相比于母材的厚度，焊道的橫截面太小；不良的裝配，如間隙過大，錯邊等；高的接頭拘束；弧坑裂紋的延伸。防止焊縫中冷裂紋的最好方法是：要選用適宜的焊接線能量，增加焊道的橫截面尺寸；降低間隙寬度；預熱，必要時可采用后熱或緩冷措施，以降低冷卻速度；填滿弧坑；選用擴散氫含量少的焊絲及按焊條說明書要求烘干焊條；防止強力組對焊口四、未熔合和未焊透未熔合發(fā)生在焊道之間或焊道與母材之間，通常是因為被焊部位未能完全熔化結合或液態(tài)金屬流動不充分所造成的。這種缺陷的另一種形式是根據(jù)未熔合，即未焊透，其起因可與未熔合一樣，也可能是由于電流太小或焊接熱輸入不夠所導致。坡口設計不當，焊接工藝或操作不當?shù)纫材軐е挛春竿浮D4-1藥芯焊絲的熔深比實芯焊絲稍淺，且焊絲熔融量大，熔融金屬容易流淌到電弧前面，因此，當操作不當時，藥芯焊絲容易形成未熔合或未焊透缺陷。當采用擺動焊接工藝時，假設兩側停留時間缺乏，容易產(chǎn)生未熔合。在多層焊時，也常常容易出現(xiàn)未熔合，尤其是當上一道焊道過分突起時。因此，如果上一道焊道過分突起，則必須用砂輪打磨或在突起外減慢焊速，適當增加在焊道兩側的停留時間，以便充分熔化。產(chǎn)生未熔合的原因，可能有下面幾種：焊接規(guī)不適宜，電流太小或電弧電壓太高，使電弧吹力過小，熔深不夠。運條速度不當，過快則易使熔融金屬跟不上，過慢則易使熔融金屬往前淌，減小熔深；焊炬角度不適宜，焊絲未對準，不能保證充分熔透；坡口寬，擺動弧度過大，兩側停留時間不夠；坡口角度狹小，不能充分熔透；坡口焊道突起過高，尤其是坡口底部的焊道。圖4-1未熔合和未焊透一例相應的防止方法是：選擇適宜的電流、電壓及焊接速度，以保證有足夠的熔深；焊炬要盡量垂直坡口面，焊絲要對準前層焊道的縫邊；不要擺動過寬，在兩側要充分停留；4.、調整坡口角度，鈍邊大小、根部間隙；5、用砂輪等工具打磨掉焊道過高凸起局部。五、咬邊和焊瘤當焊接條件選擇不當，或操作手法不適宜，就可能造成咬邊或焊瘤。一般講，焊接速度過快，容易產(chǎn)生咬邊。當焊接速度過慢，容易產(chǎn)生焊瘤。圖5-1這種缺陷的防止，要調整焊接電流和焊接速度，在平角焊時，噴嘴角度及焊絲對準的位置很重要。咬邊和焊瘤的產(chǎn)生原因及防止方法分別示于表5-1、5-2。圖5-1咬邊和焊瘤示意圖表5-1咬邊產(chǎn)生的原因和防止方法產(chǎn)生原因防止方法平角焊和橫焊1〕電流過大，焊速過快，電弧電壓過高2〕焊炬角度、焊絲對準位置不當1〕減小電流、放慢速度、電壓適當調低2〕調整焊炬角度、焊絲對準位置至適宜局部位置1〕送絲不穩(wěn)定2〕運條不規(guī)則3〕接頭處間隙有變化4〕因磁偏吹而使電弧不穩(wěn)1〕適當增加送絲滾輪的壓力，使送絲暢通2〕降低焊接速度，適當擺動3〕