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系統(tǒng)法蘭焊接是配管制作中的難點。如果焊接工藝不對很容易發(fā)生法蘭變形凸起的情況。焊接時環(huán)境溫度過低、焊接區(qū)與非焊接區(qū)及焊層間溫差大會造成法蘭壁應力分布不均引起焊接質量差。采取相應措施(如感應加熱等)保證焊接區(qū)與非焊接區(qū)間溫差不大,焊層間溫差保持不超過200℃,可有效地解決法蘭變形問題。)管路焊接后要進行焊縫質量檢查。為避免燒穿及內凹現(xiàn)象的發(fā)生,焊接時發(fā)現(xiàn)熔池溫度過高可采用斷弧焊進行焊接過渡。檢查項目包括:焊縫周圍有無裂紋、夾雜物、氣孔及過大咬肉、飛濺等現(xiàn)象;焊道是否整齊、有無錯位、內外表面是否突起、外表面在加工過程中有無損傷或削弱管壁強度的部位等。對高壓或超高壓管路,利用探傷來檢查焊口質量是一種常用的方法。探傷的方法有很多,常用的有x-射線探傷、超聲波探傷等,但都有一定的局限性。比如x-射線探傷對于管徑小于65a及壁厚大于18mm的焊口就不能準確判定,超聲波探傷同樣存在相似的問題,而且超聲波探傷不能對焊口的缺陷定量分析。采用兩種探傷方式相結合,有利于檢查出不合格焊口。
歸納目前管道焊接的施工工藝主要有下述幾種:
1. 用纖維素下向焊條手工焊,當有硫化1氫腐蝕較嚴重的管線或在寒冷環(huán)境中運行的管線,采用低氫型立下向焊條焊接。電阻焊電源檢測設備傳統(tǒng)的電阻焊電源檢測設備主要是大電流測試儀,一般只檢測焊接電流的大小和通電時間的長短,檢測的焊接電流也只分為交流電流和次級整流的直流電流兩種形式。 由于手工焊的靈活性以及焊接設備的要求不高等原因,目前室外管線的焊接,手工電弧焊的工作量仍占40—50%,例如近年來我國陜西至北京的管線工程就從伯樂公司購買了各種纖維素焊條1千多噸,預測今后幾年我國油氣管線的年需焊條量位3—5 kt,并還有增加的趨勢。
2. 立下向纖維素焊條打底焊,CO2氣保焊填充面
由于CO2焊生產率高、成本低,該方法近年來不斷得到推廣和應用,但對油氣管道焊,要實現(xiàn)全位置焊接必須在較小的電流范圍內,用短路過渡形式完成,而短路過渡方式用于打底焊易出現(xiàn)未焊透等缺陷,因此采用立下向纖維素焊條打底實現(xiàn)單面焊,背面成型,然后再用的CO2氣保焊填充面,這種工藝應用較普遍。在不銹鋼管道弧焊時,為能保證焊縫背面的焊接質量,必須采取有效的防護措施。
3. 自保護藥芯焊絲半自動焊
自保護藥芯焊絲半自動焊特別適用于戶外有風的場合,它不使用CO2靠藥芯產生的氣體保護,抗風性好,可用于管道的高熔敷率的全位置焊,目前以林肯公司生產的自保護藥芯焊絲為各國所認同,其品牌有:NR-207、NR-204-H、NR-208-H等多種,可適用于X70、X80等管道的立下向焊。但該方法也存在打底焊時焊根易出現(xiàn)未熔合的缺陷。該模擬機由函數(shù)發(fā)生器輸出動態(tài)參數(shù),用一組高速非線性大功率電子開關電路來描述、仿1真動態(tài)電弧,工控機對焊接電源的輸出響應進行數(shù)據(jù)采集和處理,與系統(tǒng)配套的焊接分析儀將自動生成統(tǒng)計圖表和檢測結果的數(shù)據(jù)文件。
4. 焊機的CO2氣體保護半自動或全自動焊
由于對CO2氣保焊短路過渡過程控制技術深入研究的結果,目前國外相繼生產了對焊接電流和電壓波形進行適時控制或對輸出特性進行電能控制的電源,前述的美國林肯公司的STT表面張力過渡焊接技術就屬于波形控制的范疇?;诤附釉O備性能的提高,使得管道實現(xiàn)半自動及全自動CO2氣保焊得以很好實現(xiàn),這就大大提高了焊接效率和焊接質量。(5)制定相應的技術標準和制造標準,尤其是注重將其上升為國家標準,促成產品研發(fā)的標準化、規(guī)范化。
此外,在工廠內進行管道焊接也采用自動TIG焊,該方法質量好,但生產效率低。
國內長輸管道下向焊用焊接材料的發(fā)展建議
近20年,國內外均處于管道建設的高峰期,管道下向焊將是未來很長時間備受關注的方法,國內各研發(fā)機構針對下向焊用焊材的研發(fā)、推廣應用及增強自主創(chuàng)新能力方面,我就個人觀點提以下幾條建議:
(1)應加大資金投入、加強政府支持力度、增強自主創(chuàng)新能力,順應wT0市場規(guī)則對國內管道下向焊用焊材研發(fā)與推廣的制約要求,并促成管道下向焊用焊材的產業(yè)化。
(2)拓寬產品研發(fā)的多樣性、寬泛性并形成系列化,尤其應注重自保護藥芯焊絲、氣保焊焊絲,以及特種焊接方法、特種材料用高1效焊材的研發(fā),緊跟市場需求。
(3)在產品的研發(fā)過程中應重視產品的環(huán)保效應。
(4)重視產品的包裝效應,加大宣傳力度,強化品牌意識,在叫響品牌的同時加強知識產權的保護力度。
(5)制定相應的技術標準和制造標準,尤其是注重將其上升為國家標準,促成產品研發(fā)的標準化、規(guī)范化。
(6)整合研發(fā)人力資源,采用關、停、轉、并的政策,整合出幾個大的焊材制造廠并重點加以扶持推廣。