（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710000）

A335-P22厚壁管道焊接及熱處理工藝

高寶寶

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710000）

A335-P22厚壁管道的焊接要想滿足多種復(fù)雜工程要求,需要制定多種焊接方法組合的焊接工藝。在探究和分析了A355-P22厚壁管材焊接特性后,想出了一套適合A335-P22厚壁管的焊接工藝。該工藝同時(shí)采用了多種焊接方法。

A335-P22；厚壁管道；焊接；熱處理

1 材質(zhì)介紹

厚壁管道材質(zhì)：A335-P22管材合金成分高，屬于低合金珠光體耐熱鋼，可焊性差，并且由于管壁厚、管徑大，拘束度大，易淬硬產(chǎn)生裂紋，固焊接工藝要求高。特點(diǎn)是工藝性能良好，對(duì)熱處理的加熱溫度不太敏感，焊接性能也較好，基友良好的塑性，具有良好的塑性，難腐蝕。最大的特點(diǎn)在焊接工藝中具有淬硬性和再熱裂紋傾向。

2 焊接工藝

2.1 鋼材的常溫化學(xué)成分性能和力學(xué)性能

按照化學(xué)成分進(jìn)行研究，鋼材中的含碳量較小，但是Cr、Mo等一些合金元素較多，所以在進(jìn)行焊接時(shí)候，如果能量多大，在熱源影響處的晶粒外體將明顯變粗，這將大大降低焊接之處的塑韌性，尤其是熱影響區(qū)的。在焊接過(guò)程中，對(duì)于焊接之地的熱影響區(qū)傾向于淬硬或者冷裂傾向，鋼材中的化學(xué)成分起著較為重要的作用，甚至可能導(dǎo)致焊接點(diǎn)性能過(guò)差。

但是如果在焊接過(guò)程中，所焊接之縫隙的氫含量擴(kuò)散之值過(guò)高的話，一般直接影響著焊接質(zhì)量，如接頭之處經(jīng)常會(huì)有冷紋之現(xiàn)象，這種焊接冷紋對(duì)于整個(gè)鋼材焊接過(guò)程有著及其重要的父母影響，所以為了避免此類問(wèn)題的出現(xiàn)，可在實(shí)際的焊接過(guò)程中，運(yùn)用低氫型焊條，再結(jié)合焊接線本身的能量，經(jīng)過(guò)預(yù)熱、后熱等，進(jìn)而避免上述情況的出現(xiàn)，即：淬硬、焊接冷紋。據(jù)上所述分析，根據(jù)焊接材料選用原則，電焊蓋面前預(yù)熱 適當(dāng)溫度及焊后升溫一定溫度進(jìn)行恒溫適當(dāng)時(shí)間消氫處理焊接采用氬弧焊打底、電焊蓋面，打底前預(yù)熱一定溫度，恒溫適當(dāng)時(shí)的工藝過(guò)程。

2.2 焊接設(shè)備和焊接材料的選用

選用林肯逆變式的焊機(jī)，此種焊機(jī)的優(yōu)勢(shì)較為突出，首先其運(yùn)作性能較為流利，在電流調(diào)節(jié)方面也為靈活。除此之外，技能的多樣性，電流在遠(yuǎn)調(diào)方面的良好功能，使得在焊接過(guò)程中如果遇到厚壁大管的焊接時(shí)候，也不會(huì)覺(jué)得很吃力，反而覺(jué)得較為輕松，較大地節(jié)省了焊工的勞動(dòng)力。

經(jīng)分析各焊接材料的主要化學(xué)成分、力學(xué)性能的等各項(xiàng)指標(biāo)，材料的化學(xué)成份和力學(xué)性能完全滿足A335-P22 鋼材的焊接要求有國(guó)產(chǎn)焊絲和電焊條。

3 焊接方法和過(guò)程

3.1 焊前預(yù)熱

加熱的方法采用電加熱方式進(jìn)行，升降溫速適當(dāng)，特殊情況也可以用火焰加熱，但火焰加熱要緩慢均勻，防止局部過(guò)熱的現(xiàn)象。焊接的全過(guò)程必須進(jìn)行溫度的監(jiān)測(cè)和控制。一定要確保加熱的準(zhǔn)確性。

3.2 焊前檢驗(yàn)

焊前對(duì)材料用光譜分析，并且要對(duì)著色進(jìn)行檢查，尤其是材料所焊縫之處里壁與外壁一定的范圍之內(nèi)或者坡口。

3.3 焊接方式

選用鎢極氬弧焊打底，手工電弧焊填充和蓋面的焊接方法。

3.4 關(guān)于坡口之處的清理工程

在進(jìn)行對(duì)口前，先將焊接之處內(nèi)外壁的部分打磨干凈，注意要選取適當(dāng)?shù)姆秶诖蚰ミ^(guò)程中直到顯露出一定的金屬澤度，從而保證焊接之處不會(huì)出現(xiàn)一些不利的因素，如：漆斑、油漬、水分、鐵銹、氧化物等。

3.5 氬弧焊打底

選用二人對(duì)稱焊接，當(dāng)預(yù)熱溫度一定溫度時(shí)，先恒溫適當(dāng)時(shí)間。氬弧焊槍使用指定規(guī)格的導(dǎo)氣嘴，鎢棒為鈰鎢棒，鎢棒兩頭磨尖。焊接時(shí)兩焊工分別在水平管道焊口的位置引弧焊接，垂直管道焊口兩焊工對(duì)稱引弧焊接。氬弧焊打底時(shí)以均速送絲，收弧時(shí)，一定要將焊弧引到坡口邊上慢慢收弧，以避免接頭溫度速降導(dǎo)致縮孔和產(chǎn)生紋傾向，在打底過(guò)程中兩焊工互相檢查焊縫根部的質(zhì)量，結(jié)束前留一處檢查孔，再檢查焊縫根部的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)采取即時(shí)處理的措施。

3.6 對(duì)口

采用楔形塊點(diǎn)焊固定。對(duì)口間隙要小才好，尤其是在進(jìn)行完兩層電弧焊之后，鍥形塊才能通過(guò)使用砂輪機(jī)磨掉所焊之點(diǎn)，注意此過(guò)程不能用手錘對(duì)楔形快進(jìn)行直接敲打，從而避免母材被拉斷，最后通過(guò)使用肉眼或者低倍放大鏡進(jìn)行觀察，確認(rèn)沒(méi)有缺陷，在繼續(xù)進(jìn)行焊接。

3.7 中間檢驗(yàn)

指的是厚度超過(guò)一定值的管道在焊到降低一定值時(shí)做的射線檢驗(yàn)。對(duì)于特定值的焊口，當(dāng)電焊填充焊到一定值時(shí)停止焊接，進(jìn)行溫度適中，時(shí)間適當(dāng)?shù)暮鬅?，最后冷卻下來(lái)進(jìn)行射線檢驗(yàn)，等射線檢驗(yàn)檢查到焊縫合格后，再重新預(yù)熱進(jìn)行手工電弧焊填充和蓋面。

3.8 電焊蓋面

氬弧焊打底完成后，檢查打底質(zhì)量，無(wú)紋等缺陷后，則可升溫至預(yù)定的合適溫度，恒溫適當(dāng)時(shí)間，再進(jìn)行電焊蓋面。層間溫度控制在一定范圍內(nèi)并且預(yù)熱溫度的下限。第一層焊接采用較細(xì)電焊條，其它層次的焊接則選用 較粗電焊條，電流選擇范圍一定要控制好。兩人對(duì)焊時(shí)，接頭要錯(cuò)開，運(yùn)條時(shí)，焊縫與坡口邊夾角處停留時(shí)間應(yīng)稍長(zhǎng)點(diǎn)，可躲開未熔合等缺陷的產(chǎn)生，引弧時(shí)在原收弧的稍前處引燃電弧再移至原收弧處，避免因引弧時(shí)電弧不穩(wěn)導(dǎo)致的氣孔。

4 焊后熱處理

熱處理設(shè)備用電腦溫控儀。焊后熱處理為高溫回火，其升降溫度控制在一定范圍內(nèi)，降溫過(guò)程中，溫度在一定值以下不拆保溫自由冷卻至室溫。在焊接過(guò)程中，以對(duì)稱形式位置位于焊縫中心兩側(cè)的，既是測(cè)溫點(diǎn)，一般要等于或大于兩點(diǎn)，在位于水平管道之時(shí)，將以上下對(duì)稱方式布置。在計(jì)量熱處理之時(shí)的保溫寬度，則從所焊之處的中心算起，通過(guò)加大寬度，從而達(dá)到減小焊接溫度的效果。熱處理加熱的寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)是管子壁厚的一定值。一般在進(jìn)行加溫時(shí)，要做到溫度均勻，即鋼材內(nèi)外壁與所焊縫之處的溫度要均勻，如果是恒溫的時(shí)候，對(duì)于處于加熱范圍內(nèi)任意兩測(cè)點(diǎn)間的溫度一定要控制在一定的范圍之內(nèi)。

5 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1 在焊接過(guò)程中，在處理完焊口之熱之后，焊接人員還應(yīng)該對(duì)所焊之處的硬度進(jìn)行及時(shí)地測(cè)定，所測(cè)定之處為焊接之處與焊接時(shí)候的熱區(qū)，而且在測(cè)定之時(shí)，每個(gè)所測(cè)之處要等于或者大于三個(gè)點(diǎn)。最終按照硬度測(cè)定平均值的標(biāo)準(zhǔn)，即不超過(guò)母材的布氏硬度一定范圍值則為合格。

5.2 鋼材焊接之處外形的構(gòu)造

焊接不僅僅是為了連接兩個(gè)不同的

物品，而是在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，能夠得到一個(gè)完美的外觀，所以無(wú)論是焊工自檢還是專檢，我們都應(yīng)該進(jìn)一步重視接頭之處的質(zhì)量、絎縫達(dá)到平整的要求，并且尺寸能夠達(dá)到規(guī)定。除此之外，避免咬邊缺陷的存在，盡量提高焊接時(shí)接頭應(yīng)力的能力。如果所焊之接頭外觀能夠達(dá)到要求，那么按照所規(guī)定之內(nèi)容進(jìn)行沒(méi)有損檢驗(yàn)。

5.3 焊口熱處理完畢后進(jìn)行超聲波的檢驗(yàn)

焊接過(guò)程中，必須根據(jù)工藝規(guī)范，做好焊接過(guò)程的控制，對(duì)溫度的把控，和作業(yè)時(shí)間的掌握都要集中精神來(lái)確保焊接工作的一步到位，以及對(duì)焊接的質(zhì)量才能進(jìn)一步提高，高度重視焊接質(zhì)量，然后對(duì)失敗的焊接進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)出正確的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，在不斷的實(shí)踐中，使得最終的工程能夠順利地進(jìn)行，并取得較好的成果。其焊接性也就較為特殊。尤其是大口徑厚壁管道在焊接過(guò)程中易出現(xiàn)一些焊接裂紋等等的缺陷，導(dǎo)致焊接的難度加大，但只要結(jié)合切實(shí)可行的焊接工藝措施，嚴(yán)格遵守焊接工藝的焊前預(yù)熱、焊接、焊后熱處理，就一定能得到優(yōu)良品質(zhì)的焊接接頭，在焊接工程中有重要意義。從而保證了焊接工程的質(zhì)量。為今后厚壁管道焊接施工都會(huì)起到重要作用。

[1]王濤． A335-P22厚壁管道的焊接工藝在施工中的應(yīng)用[J]．管道技術(shù)與設(shè)備,2013．[2]洪衛(wèi)．厚壁A335-P22鋼管材的焊接[J]．山西電力技術(shù),2000．

TG44

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