特種設(shè)備金屬材料焊接技術(shù) 課件 第11章 壓力管道焊接

特種設(shè)備金屬材料焊接技術(shù)第一章特種設(shè)備基本知識第二章特種設(shè)備用金屬材料及焊接材料第三章特種設(shè)備制造常用焊接方法第四章焊接冶金及焊接接頭形式第五章焊接結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量保證第六章焊接應(yīng)力與變形第七章焊接安全與保護第八章焊接缺陷及檢驗第九章鍋爐焊接第十章壓力容器焊接第十一章壓力管道焊接第十二章起重機械焊接第十三章電梯、客運索道及游樂設(shè)施焊接第十四章場（廠）內(nèi)專用機動車輛結(jié)構(gòu)焊接第十一章壓力管道焊接第一節(jié)壓力管道材料的選用和管理一、管材的選用1.基本原則1）管道材料應(yīng)按照材料的使用性能、工藝性能和經(jīng)濟性選用。2）材料的使用性能應(yīng)滿足管道組成件的設(shè)計溫度、受力狀況、介質(zhì)特性及工作的長期性和安全性要求。3）選用材料時，應(yīng)考慮材料在可能發(fā)生的明火、火災(zāi)和滅火條件下的適用性，以及由此帶來的材料性能變化和次生危害。4）選用的材料應(yīng)適合相應(yīng)的制造、制作和安裝，包括焊接、冷熱加工及熱處理等方面的要求。5）不同的材料組合時不應(yīng)對材料產(chǎn)生不利的影響。6）在管子上直接焊接的零部件宜采用與管子相同的材料。7）選用材料應(yīng)具備可獲得性和經(jīng)濟性。第一節(jié)壓力管道材料的選用和管理2.常用的管道材料（1）無縫鋼管無縫鋼管是指采用熱軋等熱加工方法和冷拔等冷加工方法生產(chǎn)的不帶焊縫的鋼管，在壓力管道中運用范圍最廣。1）碳素鋼無縫鋼管。2）不銹鋼無縫鋼管。3）耐熱鋼無縫鋼管。（2）焊接鋼管焊接鋼管與無縫鋼管相比優(yōu)點頗多，如價格便宜、材料利用率高、尺寸偏差小，生產(chǎn)設(shè)備投資也較少，尤其是在大直徑（DN≥600mm）鋼管生產(chǎn)上，無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備投資要比焊接鋼管多幾倍。1）連續(xù)爐焊（鍛焊）鋼管。2）電阻焊鋼管。3）電弧焊鋼管。第一節(jié)壓力管道材料的選用和管理二、管材的管理1.材料的訂貨2.材料的檢查與驗收（1）材料標記和質(zhì)量證明文件的驗收1）材料應(yīng)具有相應(yīng)的質(zhì)量證明文件。2）質(zhì)量證明文件應(yīng)包括標準以及合同規(guī)定的檢驗和試驗結(jié)果，且具有追溯性。3）設(shè)計文件規(guī)定進行低溫沖擊韌性試驗的材料，質(zhì)量證明文件中應(yīng)有低溫沖擊韌性試驗的結(jié)果。4）設(shè)計文件規(guī)定進行品間腐蝕試驗的不銹鋼管子和管件，質(zhì)量證明文件中應(yīng)有品間腐蝕試驗的結(jié)果。5）質(zhì)量證明文件的性能數(shù)據(jù)不符合產(chǎn)品標準或設(shè)計文件的規(guī)定，或?qū)π阅軘?shù)據(jù)有異議時，應(yīng)進行必要的補充試驗。（2）外觀檢查管道組成件的材料牌號、規(guī)格、外觀質(zhì)量應(yīng)按相應(yīng)標準進行目視檢查和幾何尺寸第一節(jié)壓力管道材料的選用和管理抽查，不合格者不得使用。（3）材質(zhì)檢查合金鋼、含鎳低溫鋼、含鉬奧氏體不銹鋼及鎳基合金、鈦及鈦合金材料的管道組成件，應(yīng)采用光譜分析或其他方法按每批5%的數(shù)量進行主要合金元素定性復(fù)查，且不得少于一個管道組成件。3.管材的堆放和發(fā)放（1）管材的堆放鋼管品種、規(guī)格較多，一定要分類堆放，列出標記，定期清點檢查，保持賬、物、卡三者相符。（2）管材的發(fā)放管材要依據(jù)“領(lǐng)料單”發(fā)放，發(fā)放時車間領(lǐng)料者與倉庫保管員應(yīng)共同核對牌號、規(guī)格、型號、數(shù)量等，一定要防止“混料、錯料”出庫，一旦混入產(chǎn)品，會造成質(zhì)量事故和經(jīng)濟損失。第二節(jié)管道焊接組裝工藝一、管道組對要求第二節(jié)管道焊接組裝工藝第二節(jié)管道焊接組裝工藝二、管道對接裝配對口器1.外對口器第二節(jié)管道焊接組裝工藝2.內(nèi)對口器或分壓對口器第二節(jié)管道焊接組裝工藝3.組對夾具第二節(jié)管道焊接組裝工藝第三節(jié)碳鋼管道的焊接一、工藝流程第三節(jié)碳鋼管道的焊接二、工藝過程1.施工準備2.焊接工藝評定3.焊接設(shè)備提供1）氬弧焊機應(yīng)配備性能良好的引弧裝置以及與焊接電源相適應(yīng)的氣冷式或水冷式焊槍。2）選用裝備齊全、性能良好的弧焊變壓器（BX系列產(chǎn)品）、弧焊整流器（ZX系列產(chǎn)品）、逆變焊機。3）焊機上必須配備經(jīng)校驗合格的電流表、電壓表。4.焊接1）根據(jù)已編制的焊接作業(yè)指導(dǎo)書選用與母材相對應(yīng)的焊絲和焊條。第三節(jié)碳鋼管道的焊接2）定位焊及固定夾具焊縫的焊接，應(yīng)采用與正式焊接要求相同的焊條及工藝措施，并由與正式焊接要求相同項目的持證焊工擔(dān)任。3）定位焊可直接焊在坡口內(nèi)，定位數(shù)量應(yīng)根據(jù)具體情況確定。4）焊接參數(shù)可參照表11-4、表11-5選用。第三節(jié)碳鋼管道的焊接5）焊接過程中應(yīng)保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑處填滿。6）施焊現(xiàn)場應(yīng)做好防風(fēng)措施，管內(nèi)應(yīng)防止穿堂風(fēng)。7）氬弧焊焊接時，應(yīng)保證熔池得到有效保護，焊絲高溫端應(yīng)在氬氣保護區(qū)，添加焊絲時要避免焊絲與鎢電極間產(chǎn)生碰撞。8）焊接時嚴禁在管道坡口外的管壁上引弧和熄弧，多層焊的層間接頭應(yīng)錯開。9）每焊完一焊道，應(yīng)將焊渣、飛濺物等清理干凈再進行下道工序焊接。三、焊前預(yù)熱及焊后熱處理1.焊前預(yù)熱1）焊前預(yù)熱應(yīng)符合設(shè)計文件的規(guī)定，碳鋼的最低預(yù)熱溫度見表11-6。第三節(jié)碳鋼管道的焊接2）當(dāng)焊件溫度低于0°時，焊縫應(yīng)在始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱至15°以上。3）焊前預(yù)熱的加熱范圍應(yīng)以焊縫中心為基準，每側(cè)不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。4）碳鋼最高預(yù)熱溫度和道間溫度不宜大于250°。2.焊后熱處理1）焊后熱處理應(yīng)符合設(shè)計文件的規(guī)定，碳鋼熱處理要求見表11-7。第三節(jié)碳鋼管道的焊接2）采用局部加熱熱處理時，加熱帶應(yīng)包括焊縫、熱影響區(qū)及相鄰母材，焊縫每側(cè)加熱范圍不小于焊縫寬度的3倍，加熱帶以外100mm的范圍應(yīng)保溫。3）焊后熱處理的加熱速度及冷卻速度應(yīng)符合相關(guān)標準規(guī)定。四、管道焊接實例1）工藝評定要求：評定標準按NB/T47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝品定》，評定時可采用手工氬弧焊（GTAW）打底和焊條電弧焊（SMAW）單獨評定，也可采用組合評定，根據(jù)工藝評定制訂焊接工藝規(guī)程。2）焊接方法：GTAW+SMAW（手工氬弧焊打底＋焊條電弧焊蓋面）。3）焊接材料：氬弧焊焊絲為H08Mn2SiA，焊條為J427。第三節(jié)碳鋼管道的焊接4）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.9%，流量為8~10L/min。5）焊接坡口：V形坡口，如圖11-10所示。6）焊接設(shè)備：WS-160逆變直流鎢極氬弧焊/電弧焊兩用焊機。7）焊接參數(shù)：鎢極氬弧焊打底焊接電流70~90A、焊接電壓12~14V；焊條電弧焊填充和蓋面層焊接電流80~100A、焊接電壓21~22V。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接一、奧氏體不銹鋼管的焊接1.奧氏體不銹鋼管焊條電弧焊工藝（1）材料要求1）焊條應(yīng)具備出廠批號及質(zhì)量合格證書，當(dāng)出廠批號及質(zhì)量合格證書不齊全時，應(yīng)具有焊條質(zhì)量復(fù)驗合格證明，其各項性能指標應(yīng)符合GB/T983—2012《不銹鋼焊條》的要求。2）要求耐晶間腐蝕的管材與焊條，其耐晶間腐蝕性能應(yīng)符合相關(guān)標準的要求，對于無出廠耐腐蝕性能合格證明的管材與焊條，應(yīng)進行晶間腐蝕試驗，并出具復(fù)驗合格證明。3）焊條應(yīng)滿足NB/T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》要求。（2）焊前準備1）煤件的坡口采用機械加工或等離子切割并打磨。2）管子、管件的組對。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接3）施焊前坡口兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)應(yīng)采取涂刷防飛濺涂料等可靠措施，防止焊接飛濺物沾污焊件表面。4）煤條在使用前應(yīng)按出廠證明書的規(guī)定進行烘干，并應(yīng)在使用過程中保持干燥。焊條藥皮應(yīng)無脫落和顯著裂紋。（3）焊接參數(shù)一般奧氏體不銹鋼的焊條電弧焊焊接參數(shù)見表11-8，工程中實際參數(shù)要由工藝評定后制訂。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接2.奧氏體不銹鋼管道手工鎢極氬弧焊工藝（1）工藝流程在石油、化工、電力、治金、機械等行業(yè)中奧氏體不銹鋼管道焊接，通常采用鎢極氬弧焊接工藝，其工藝流程如圖11-11所示。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接（2）材料檢驗1）要求耐晶間腐蝕的管道焊接時，所用焊絲的熔敷金屬或焊接接頭焊縫金屬的耐晶間腐蝕性能，應(yīng)符合GB/T4334—2020《金屬和合金的腐蝕奧氏體及鐵素體-奧氏體（雙相）不銹鋼品間腐蝕試驗方法》規(guī)定的有關(guān)試驗方法與合格要求。2）氬氣應(yīng)符合GB/T4842-2017《氬》的規(guī)定，且純度不應(yīng)低于99.96%。3）鈣極宜采用鈰鎢極或釷鈣極。（3）機具設(shè)備準備1）選用裝備齊全、性能良好的直流手工鎢極氬弧焊機。2）選用與所需焊接電流相適應(yīng)的氣冷式或水冷式焊槍，且氣保護性能良好。3）配備管內(nèi)充氬裝置，以確保管道內(nèi)側(cè)焊縫根部的焊接質(zhì)量。（4）焊件的組對和定位焊1）焊件的坡口。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接2）焊件的組對。3）定位焊。（5）管內(nèi)充氬保護奧氏體不銹鋼管道手工鎢極氬弧焊時，管內(nèi)應(yīng)充氬保護，以防止管內(nèi)側(cè)焊縫金屬氧化，保證管內(nèi)側(cè)焊縫的質(zhì)量。1）整管充氬法。2）局部充氬法。（6）焊接焊接電源與極性：應(yīng)用直流電源，極性為直流正接，鎢電極接焊機的負極。1）焊絲的選用應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定，選用焊縫金屬性能和化學(xué)成分與母材相當(dāng)?shù)暮附z。2）焊接參數(shù)。3）焊接要點。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接（7）酸洗鈍化處理經(jīng)檢驗合格的管道焊口，當(dāng)設(shè)計文件要求對焊縫及其熱影響區(qū)表面進行酸洗鈍化處理時，宜選購適用于奧氏體不銹鋼的酸洗鈍化膠泥，對焊縫及其熱影響區(qū)表面進行酸洗鈍化處理。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接3.奧氏體不銹鋼管道焊接實例1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011進行鎢極氬弧焊（GTAW）和焊條電弧焊（SMAW）的焊接工藝評定，并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接方法：GTAW封底焊接，SMAW填充、蓋面。3）焊接材料：焊絲S308，直徑2.0mm；焊條為E308-16，直徑3.2mm。4）焊接坡口：V形坡口，如圖11-12所示。5）焊接設(shè)備：WS-160逆變直流鎢極氬弧焊/電弧焊兩用焊機。6）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.9%，流量為7~8L/min；管內(nèi)充氬氣，流量10~11L/min。第四節(jié)不銹鋼管道的焊接7）焊接參數(shù)：鎢極氬弧焊打底焊接電流70~80A，焊接電壓12~14V；焊條電弧焊填充和蓋面層焊接電流80~90A，焊接電壓21~22V。二、馬氏體不銹鋼管的焊接1.焊接方法2.焊接工藝第四節(jié)不銹鋼管道的焊接三、鐵素體不銹鋼管的焊接1.焊接工藝第四節(jié)不銹鋼管道的焊接2.焊接工藝要點1）當(dāng)采用Cr17、Grl7Ni焊條焊接時，要進行預(yù)熱。2）鐵素體不銹鋼焊接工藝，要求用小電流快速度，焊條不橫向擺動，多層焊。3）為了消除應(yīng)力，進行焊后熱處理，以獲得均勻的鐵素體組織。4）焊后進行固溶處理及穩(wěn)定化處理。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接一、鉻鉬耐熱鋼管道的焊條電弧焊1.工藝流程2.管道焊條電弧焊工藝（1）焊前預(yù)熱1）管道施焊前應(yīng)根據(jù)鋼材的淬硬性、焊接環(huán)境、焊件剛性及焊接方法進行預(yù)熱。2）預(yù)熱方法宜采用電加熱法，無條件時也可采用火焰加熱法。3）預(yù)熱應(yīng)在坡口兩側(cè)均勻進行，其預(yù)熱范圍以對口中心線為基準，兩側(cè)各不小于3倍壁厚，且不小于100mm，加熱區(qū)以外的100mm范圍應(yīng)予保溫。4）異種鋼管焊接時，預(yù)熱應(yīng)在淬硬傾向大的一側(cè)進行，且預(yù)熱溫度應(yīng)第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接取該鋼種焊接時要求的預(yù)熱溫度下限。5）鉻鉬耐熱鋼與奧氏體鋼組成的焊接接頭，奧氏體鋼一側(cè)不預(yù)熱。6）預(yù)熱溫度可用測溫筆或觸點式溫度計進行測試，測量點應(yīng)在整個圓周均勻分布。（2）焊條材料和工藝規(guī)范焊條的選用應(yīng)按照母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接接頭的抗裂性、焊前預(yù)熱、焊后熱處理、使用條件及施工條件等因素綜合確定。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接（3）定位焊1）定位焊的焊接材料、焊接工藝、焊工資格、預(yù)熱溫度等均與正式施焊相同。2）定位焊應(yīng)直接焊在坡口內(nèi)，其焊縫長度、厚度和間距應(yīng)能保證焊縫在正式焊接過程中不致開裂。3）定位焊縫應(yīng)保證焊透且熔合良好，無焊接缺陷，若發(fā)現(xiàn)裂紋等焊接缺陷應(yīng)及時消除，重新進行點焊。4）為保證底層焊道成形良好，減少應(yīng)力集中，應(yīng)將定位焊兩端打磨成緩坡。（4）焊接要點1）嚴禁在坡口之外的母材表面引弧和試驗電流，防止電弧擦傷母材。2）焊接時應(yīng)采取合理的施焊方法和施焊順序。3）達到預(yù)熱溫度后，立即進行底層焊道的焊接，且應(yīng)一次連續(xù)焊完。4）底層焊道完成后，應(yīng)立即進行面層焊道的焊接，且應(yīng)在保持預(yù)熱溫度的條件下，每條焊縫一次連續(xù)焊完，若中斷焊接，應(yīng)采取后熱緩冷等措施，再次施焊前應(yīng)檢查焊層表面，確認無裂紋后，方可第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接按原工藝要求繼續(xù)施焊。5）施焊過程中應(yīng)保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑填滿。6）多層焊時應(yīng)控制層間溫度，其層間溫度等于或稍高于預(yù)熱溫度，每層的層間接頭應(yīng)錯開。7）焊口焊完后若不能及時進行熱處理，應(yīng)立即進行250~350°C的后熱處理，后熱處理的時間15~30min，并且保溫緩冷。8）施焊現(xiàn)場應(yīng)做好防風(fēng)措施，特別在管子焊接時，管內(nèi)應(yīng)防止穿堂風(fēng)。9）在施焊過程中應(yīng)保證焊透和熔合良好，不管是斷焊或連續(xù)焊，均應(yīng)短弧操作。10）焊縫焊完后，應(yīng)在焊縫附近做上焊工代號標記或其他規(guī)定的標記。（5）焊接質(zhì)量檢驗焊縫完成后應(yīng)及時去除飛澱物，將焊縫表面清理干凈，然后對焊縫進行100%的外觀檢查，焊縫的外觀質(zhì)量等級應(yīng)符合標準要求。1）管道焊縫無損檢測數(shù)量和質(zhì)量標準應(yīng)按設(shè)計規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)設(shè)計的無損檢測數(shù)量無明確規(guī)定時，其內(nèi)部質(zhì)量不應(yīng)低于國家現(xiàn)行標準的規(guī)定。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接2）焊縫無損檢測時發(fā)現(xiàn)的不允許缺陷應(yīng)消除后進行補焊，并對補焊處按原規(guī)定的方法進行檢驗直至合格。3）對于有再熱裂紋傾向的焊縫，當(dāng)規(guī)定表面無損檢測時，其表面無損檢測應(yīng)在焊后及熱處理后各進行一次。4）焊縫的強度試驗及嚴密性試驗應(yīng)在射線照相檢測或超聲檢測以及焊縫熱處理后進行，焊縫的強度試驗及嚴密性試驗方法及要求應(yīng)符合設(shè)計文件及相關(guān)標準的規(guī)定。（6）焊縫返修1）要求焊后熱處理的管道，焊縫返修應(yīng)在熱處理前進行，若熱處理后還需返修，返修后應(yīng)再做熱處理。2）焊縫返修前將缺陷清除干凈，并應(yīng)進行表面無損檢測，確認缺陷清除后方可補焊。3）需補焊部位應(yīng)打磨成寬度均勻、表面平整便于施焊的凹槽，且兩端具有一定坡度。4）返修時采用與正式焊接相同的焊接工藝，且取預(yù)熱溫度上限，預(yù)熱范圍應(yīng)適當(dāng)擴大。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接5）返修部位應(yīng)按原無損檢測方法進行檢驗。（7）焊后熱處理1）管道的焊后熱處理應(yīng)按設(shè)計要求進行，當(dāng)無規(guī)定時可參照GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。2）管道的焊后熱處理宣采用電加熱法，在熱處理過程中應(yīng)能準確地控制加熱溫度，且使焊件溫度分布均勻。3）熱處理的加熱范圍以焊縫中心為基準，兩側(cè)各不小于焊縫寬度的3倍，如圖11-14所示，且不小于25mm，加熱區(qū)以外的100mm范圍應(yīng)予保溫。4）調(diào)質(zhì)鋼焊后熱處理溫度，應(yīng)低于其回火溫度。5）焊后熱處理過程中，焊件內(nèi)外壁溫度應(yīng)均勻。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接6）焊后熱處理時，應(yīng)測量和記錄其溫度，測溫點的部位和數(shù)量應(yīng)合理，測溫儀表應(yīng)經(jīng)計量檢定合格。7）測溫宜采用熱電偶，并用自動記錄儀記錄熱處理曲線。8）焊接接頭的熱處理質(zhì)量應(yīng)采用硬度測定法進行檢查，不宜大于母材硬度的125%。9）管道熱處理的加熱速率、熱處理溫度下的恒溫時間及冷卻速度應(yīng)符合規(guī)定。10）熱處理后進行返修或硬度檢查超過規(guī)定要求的焊縫，應(yīng)重新進行熱處理。二、鉻鉬耐熱鋼管道的手工鎢極氬弧焊1.管道鎢極氬弧焊要求（1）焊前預(yù)熱管道施焊前應(yīng)根據(jù)管材的焊接性和規(guī)格進行預(yù)熱。（2）焊材及焊接規(guī)范焊絲的選用按設(shè)計要求規(guī)定，選用化學(xué)成分與母材相當(dāng)或略高于母材的焊絲，一般合金成分應(yīng)不低于母材，碳含量不高于母材，采用直流電源，極性為直流正接，即鎢電極接焊機的負極。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接（3）煤接要點鈣極氬弧焊施焊現(xiàn)場應(yīng)做好防風(fēng)措施，特別是在管子焊接時，管內(nèi)應(yīng)防止穿堂風(fēng)。2.焊后熱處理第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接三、管道焊接實例1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011進行鎢極氬弧焊（CTAW）和焊條電弧焊（SMAW）的焊接工藝評定，并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接方法：GTAW（鎢極氬弧焊）打底和SMAW（焊條電弧焊）填充蓋面。3）焊接材料：焊絲H08CrMoVA，直徑2mm；焊條R317，直徑3.2mm。4）焊接坡口：V形坡口，如圖11-15所示。5）焊接設(shè)備：WS-160逆變直流鎢極氬弧焊/電弧焊兩用焊機。6）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.9%，流量為8~10L/min。第五節(jié)耐熱鋼管道的焊接7）焊接規(guī)范：鈣極氬弧焊打底焊接電流70~90A，焊接電壓14~16V；焊條電弧焊填充和蓋面層焊接電流100~120A，焊接電壓20~22V。8）預(yù)熱溫度200°C，焊后熱處理溫度720~750°，時間2h。第六節(jié)有色金屬管道的焊接一、鈦及鈦合金管道的焊接1.焊接方法第六節(jié)有色金屬管道的焊接2.焊接工藝要求（1）焊縫坡口形式鈦及缽合金管的對接一般選用Ⅰ形坡口和V形坡口。（2）焊接區(qū)氣體保護措施針對鈦及鈦合金對氧、氮、氫等氣體的親和力極強，為防止焊縫塑性降低，必須對焊接接頭進行良好保護。（3）流量選擇管內(nèi)氬氣保護流量的大小決定內(nèi)表面的成形，流量過大會造成內(nèi)凹。（4）焊接工藝要點1）焊前預(yù)先通入氬氣一段時間后再起弧焊接。2）采用較大口徑噴嘴，噴嘴與工件間的距離適當(dāng)縮小，并加以保護。3）采用短弧焊不擺動焊槍，焊絲熱端在焊接過程中不能脫離保護范圍，若出現(xiàn)氧化，須將氧化部分切去之后才能繼續(xù)使用。4）若保護不好，焊道表面發(fā)生氧化，則須將氧化層除去后才能進行下一道焊接。第六節(jié)有色金屬管道的焊接第六節(jié)有色金屬管道的焊接3.管道焊接實例1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011進行鎢極氬弧焊（GTAW）焊接工藝評定，并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接材料：焊絲TA9，??2.4mm。3）焊接坡口：坡口形式如圖11-17所示。4）焊接設(shè)備：全自動管焊焊機。5）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.99%，流量為8~10L/min，背部為15~16L/min，尾部18~201/min。6）焊接參數(shù)：電流70A，焊接電壓10~12V，鈣極為鈰鈣極，直徑為3.0mm，焊接速度為78mm/min。第六節(jié)有色金屬管道的焊接二、銅及銅合金管道的焊接1.常用銅管材質(zhì)2.銅及銅合金管道的焊接方法3.管道焊接實例第六節(jié)有色金屬管道的焊接三、鋁及鋁合金管道的焊接1.常用鋁及鋁合金材料2.鋁及鋁合金管道焊接方法3.焊接材料（1）填充金屬1）焊接時所選用的焊絲應(yīng)符合GB/T10858—2008《鋁及鋁合金焊絲》和NB/T47018.6—2011《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第6部分：鋁及鋁合金焊絲和填充絲》的有關(guān)規(guī)定。2）選用焊絲時應(yīng)符合下列規(guī)定：①焊接純鋁時，應(yīng)選用鋁純度與母材相同或比母材高的焊絲。②焊接鋁錳合金時，應(yīng)選用錳含量與母材相近的鋁錳合金焊絲或鋁硅合金焊絲。③焊接鋁鎂合金時，應(yīng)選用鎂含量與母材相同或比母材高的焊絲。第六節(jié)有色金屬管道的焊接④異種鋁及鋁合金的焊接，應(yīng)選用與抗拉強度較高的母材相應(yīng)的焊絲。（2）保護氣體鋁及鋁合金焊接通常采用氬氣作為保護氣體，也可以采用氣、氦氬混合氣體、氦氬氮混合氣體保護以改善熔深，提高焊接速度。4.焊接工藝要求1）鎢極惰性氣體保護焊宜采用交流電源；熔化極惰性氣體保護焊應(yīng)采用直流反接。2）當(dāng)采用鎢極惰性氣體保護焊焊接厚度大于10mm的管件或采用熔化極惰性氣體保護焊焊接厚度大于15mm的管件時，焊前均需對管件進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度100~120°C。3）焊接過程中應(yīng)清除焊層焊道間的氧化物、夾渣等表面缺陷。4）鶴極惰性氣體保護焊時，焊接過程中焊絲端部不得離開氣體保護區(qū)，其焊接參數(shù)可按表11-16選用。5）熔化極惰性氣體保護焊焊接參數(shù)可按表11-17選用。第六節(jié)有色金屬管道的焊接第六節(jié)有色金屬管道的焊接5.管道焊接實例1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011的規(guī)定進行工藝評定并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接方法：GTAW（手工氬弧焊）打底和填充蓋面。3）焊接材料：焊絲ER5556，直徑2.4mm。4）焊接坡口：V形坡口，如圖11-20所示。5）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.99%，流量為8~14L/min。6）焊接參數(shù)：鎢極氬弧焊焊接電流250A，焊接電壓15V，焊接速度50mm/min。7）環(huán)境溫度：低于5°C，在施焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱至15°C以上。第六節(jié)有色金屬管道的焊接四、鎳及鎳合金管道的焊接1.常用鎳及鎳合金材料2.鎳及鎳基合金的焊接方法3.焊接工藝要求1）管道根焊道的焊接宜采用鎢極氬弧焊。2）焊條電弧焊焊接時，應(yīng)采用小熱輸人、短電弧、不擺動或小擺動的操作方法，小擺動時擺動幅度不大于焊條直徑的2.5倍。3）層間溫度應(yīng)控制在100°C以下。4）每層焊道完成后應(yīng)清除焊層焊道間的夾渣等表面缺陷。5）每層焊道的接頭應(yīng)錯開。6）焊接中應(yīng)確保引弧與收弧處的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑填滿，并打磨平整。第六節(jié)有色金屬管道的焊接4.管道焊接實例（1）工程實例一某項目壓力管道的工藝參數(shù)為：設(shè)計壓力0.6MPa，設(shè)計溫度170°C，工作介質(zhì)50%NaOH，管道材質(zhì)N6，管道直徑48~114mm。1）焊接方法及材料選擇。2）坡口要求。3）焊接參數(shù)選擇。第六節(jié)有色金屬管道的焊接第六節(jié)有色金屬管道的焊接4）層間溫度。層間溫度≤100°。5）煤后檢驗。①外觀檢查：用目測檢查焊縫的成形質(zhì)量、焊縫金屬及熱影響區(qū)的顏色，一般以銀白色為好。②內(nèi)部檢查：采用100%射線檢測的方法對焊接接頭的質(zhì)量進行檢查。（2）工程實例二某核工程項目回路管道，管子材質(zhì)為UNSN10003，規(guī)格??48mm×3.68mm。1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011進行鎢極氬弧焊（GTAW）焊接工藝評定，并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接材料：焊絲ERNiMo-2，??2.4mm。3）焊接坡口：坡口形式如圖11-22所示。4）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.99%，流量8~10L/min，背部15~16L/min。5）焊接參數(shù)：電流75A，焊接電壓11V，鈣極鈰鎢極，??3.0mm，焊接速度60mm/min。第六節(jié)有色金屬管道的焊接五、鋯及鋯合金管道的焊接1.鋯及鋯合金常用材料2.鋯及鋯合金常用的焊接方法3.焊接設(shè)備及工裝1）在鋯及鋯合金的焊接過程中，常采用拖罩保護焊縫表面，拖罩的結(jié)構(gòu)如圖11-23所示。2）采用具備高頻或脈沖引弧、提前送氣和延時斷氣程序功能的鎢極氬弧焊機。3）制作與工件能緊貼的環(huán)形拖罩，拖罩內(nèi)襯兩層200目的不銹鋼絲網(wǎng)。第六節(jié)有色金屬管道的焊接4）應(yīng)采用多管進氣（當(dāng)管徑>250mm時，雙管進氣；當(dāng)管徑>400mm時，三管進氣），從而增加氬氣的穩(wěn)定性和保證沒有死角，如圖11-24所示。第六節(jié)有色金屬管道的焊接4.焊接工藝要求1）焊前對鋯管道材料和焊絲表面進行機械清理和化學(xué)清洗。2）拖罩應(yīng)根據(jù)接頭形式確定，盡可能與煤件表面貼合嚴密，防止空氣漏入使保護失效。3）對于溫度高于200°C的熱態(tài)焊件，必須采取有效的高純度（99.999%）氬氣氣體保護，并注意焊接用具、人員的衣著及工具干凈無塵。4）三路保護氣體（焊炬、拖罩、背面保護）應(yīng)獨立供氣，到達均勻，無湍流和互相干擾。5）保證保護有效，焊接前各部位提前2min送氣，焊接停止后，應(yīng)繼續(xù)送氣，直到焊接區(qū)域冷卻到200°C以下。6）焊接過程中，焊絲加熱端必須始終處于氬氣保護區(qū)內(nèi)，焊絲一旦離開氬氣保護發(fā)生變色應(yīng)將變色部分剪去。7）采用手工氬弧焊，焊接電源采用直流正接法，電流不宜過小。8）為了加大保護蒞圍可適當(dāng)增大噴嘴直徑。第六節(jié)有色金屬管道的焊接9）焊炬的氬氣流量不必太大，但拖罩和背面（管內(nèi)）要有足夠的流量。10）在不影響操作的前提下，噴嘴至工件表面的距離越小越好，一般為10mm。11）鋯合金氬弧焊常用焊接參數(shù)見表11-20。第六節(jié)有色金屬管道的焊接5.工程實例1）工藝評定要求：按NB/T47014—2011進行鎢極氬弧焊（GTAW）焊接工藝評定，并完成焊接工藝規(guī)程。2）焊接材料：焊絲ERZr-3，??2.0mm。3）焊接坡口：坡口形式如圖11-25所示。4）噴嘴保護氣：氬氣純度≥99.99%，流量為8~10L/min，背部次15~16L/min，尾部為18~20L/min。5）焊接參數(shù)：電流70A，焊接電壓10~12V，鎢極為鈰鎢極，??2.5mm，焊接速度70mm/min。第七節(jié)長輸管道的焊接一、概述1）管道鋼管材質(zhì)。2）管子的切割宜采用氧乙炔火焰，或使用自動割炬方法進行，切割管段宜留有適當(dāng)余量。3）管道的坡口宜在預(yù)制場內(nèi)采用坡口機、車床等機械方法集中加工進行。第七節(jié)長輸管道的焊接第七節(jié)長輸管道的焊接4）若管道及組成件存在管壁不等厚情況時，其坡口形式如圖11-27所示。5）坡口加工成形后，應(yīng)對坡口管端進行裂紋、分層等缺陷的外觀檢查，合格品應(yīng)在其內(nèi)外口邊≥10mm處清除油污、鐵銹等污物，以確保焊接質(zhì)量。6）管道接口的組對與定位焊是保證下向焊焊接質(zhì)量的重要步驟，為保證錯邊量＜2mm，管口對接組對時應(yīng)采用管道專用對口器（對口器分為外對口器、內(nèi)對口器）進行組對；現(xiàn)場管口組對時管道下放置梁木或土堆填實，防止產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形；內(nèi)對口器撤離必須在根焊全部結(jié)束后才能進行。第七節(jié)長輸管道的焊接第七節(jié)長輸管道的焊接二、接頭焊前的預(yù)熱和焊縫熱處理1.預(yù)熱方法第七節(jié)長輸管道的焊接2.熱處理三、焊接1.下向焊工藝（1）焊條電弧焊設(shè)備1）ACIIII-500T/B：焊接工位數(shù)2，發(fā)動機功率44kW，空載電壓≤55V，焊接電流60~130A，第七節(jié)長輸管道的焊接外形尺小6.1m×2.35m×2.82m，質(zhì)量4500kg。2）ACIIII-502-Y-2：焊接工位數(shù)2，發(fā)動機功率37kW，陡降外特性，焊接電流120~500A，外形尺寸6.1mx2.35mx2.67m,Mu3400kg。（2）焊條電弧焊工藝1）管子壁厚和焊接層數(shù)見表11-24。2）焊條電弧焊焊管最重要的是根焊，必須可靠地熔透，內(nèi)表面有1~3mm余高，且平滑有細魚鱗紋。第七節(jié)長輸管道的焊接3）注意焊口的煤接順序。第七節(jié)長輸管道的焊接第七節(jié)長輸管道的焊接4）無論用直流反極性或正極性電流焊接，焊接電源空載電壓不小于75V。第七節(jié)長輸管道的焊接（3）CO2氣體保護焊設(shè)備1）CIIK機床（坡口加工機）：它懸掛在鋪管機的懸臂上，由鋪管機發(fā)電機供電，管內(nèi)焊接裝置有用于組對和根部焊道的自動焊對中機構(gòu)（管子組對）、焊機位置對準機構(gòu)（使焊接機頭的焊絲以士0.5mm的精度對準接口的軸線）。2）自動焊機頭：內(nèi)部裝有焊絲送進機構(gòu)、帶氣體噴嘴的導(dǎo)電嘴。3）小車：布置在對管器的尾部，小車本身是一個帶輪子的框架，在上面裝有儲能驅(qū)動裝置、底架氣動傳動制動機構(gòu)以及液壓傳動對管器和保護氣體氣瓶。4）防護柵：是由管子制成的柵欄狀結(jié)構(gòu)，以便在支承座上固定電動和液壓設(shè)備，并保護對中機構(gòu)不受管子沖擊。5）托桿：在由分段的管子組成的對管器托桿中布置電纜導(dǎo)線，托桿有快速接頭，以便管內(nèi)焊接裝置和布置在托桿端部的控制盤上接電纜。6）管外焊接裝置：沿著焊接坡口，在管子外壁裝有導(dǎo)軌，焊接小車就裝夾在導(dǎo)軌上，左右各一部。第七節(jié)長輸管道的焊接7）管內(nèi)焊接裝置：供電機組安裝在TT-4型拖拉機底盤上，該拖拉機備有液壓傳動起重臂，并帶有遮蔽焊工工作地點的帳篷。（4）管道氣體保護焊工藝I）根焊。第七節(jié)長輸管道的焊接2）熱焊道。3）填充焊、蓋面焊。4）用X60鋼制成直徑1420mm、壁厚16.5mm和19.5mm的管子，若用Ceq=0.4%的鋼材制成時，為防止在蓋面焊縫的熱影響區(qū)中產(chǎn)生淬火現(xiàn)象，最好采用220~250°溫度預(yù)熱。（5）其他有關(guān)事項1）管道下向焊焊接時以合格的焊接工藝評定依據(jù)，編制詳細的焊接作業(yè)指導(dǎo)書。2）煤接設(shè)備的選型必須適應(yīng)于下向焊接的焊接電源要求。3）焊前預(yù)熱的預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)材質(zhì)選定，其預(yù)熱溫度一般控制在100~150°C。4）定位焊應(yīng)在管道坡口內(nèi)進行，它是正式焊縫的組成部分，應(yīng)注意保證定位焊縫質(zhì)量，并將焊縫兩端打磨成緩坡狀，以利接頭。5）現(xiàn)場焊接時，應(yīng)在焊接區(qū)域內(nèi)做好防風(fēng)、防雨的有效措施，防止不利氣候條件影響焊接質(zhì)量。6）焊縫檢驗。第七節(jié)長輸管道的焊接2.STT半自動根焊＋自動氣體保護焊（1）設(shè)備要求1）STT半自動根焊機＋APW-II自動焊機。2）美國林肯公司的STT逆變電源，配用STTR-10送絲機。（2）焊接材料自動焊用焊接材料見表11-28。第七節(jié)長輸管道的焊接（3）坡口形式采用復(fù)合坡口，如圖11-31所示，減少煤絲填充量，提高焊接速度。第七節(jié)長輸管道的焊接（4）焊接參數(shù)STT焊焊接參數(shù)見表11-29。第八節(jié)管道工廠化預(yù)制一、管道預(yù)制的優(yōu)越性二、管道的預(yù)制要求1）管道的預(yù)制應(yīng)根據(jù)工程的管線系統(tǒng)單線圖施行，嚴格遵照圖樣規(guī)定的技術(shù)要求。2）管道預(yù)制應(yīng)按單線圖所示的數(shù)量、規(guī)格、材質(zhì)選配管道組成件，并按圖示順序進行標識。3）管道的焊接一般采用可批量生產(chǎn)的流水生產(chǎn)線，可大大提高焊接生產(chǎn)