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0205高海拔寒冷地区不锈钢压力管道焊接工艺

作者:bet36体育网站已浏览: 173次 日期:2020-03-10

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浙江至德钢业有限公司以西藏旁多水利枢纽工程为实例,bet36体育网站主要研究了海拔4000m左右昼夜温差极大地区的不锈钢压力管道焊接工艺流程。指出了昼夜温差极大地区的不锈钢压力管道制作焊接的重点及其要点,详细指出了高寒地区,压力管道焊接的注意事项和措施,从而避免缺陷产生,满足压力钢管焊接质量的要求。西藏拉萨“旁多水利枢纽工程”位于西藏拉萨自治区林周县旁多乡下游,距离林周县直线距离约为25公里。西藏拉萨“旁多水利枢纽工程”主要以防洪灌溉为主,兼顾发电。在旁多乡当地有利地形,构建碾压式土坝将河截流形成库容12.3亿m3,通过隧洞将将水引至林周县用于当地的农田灌溉;同时从顺水流方向山体右侧山体岩石坚固处挖通隧道用于引水发电,发电机组总计四台4万kW总计16万kW。我公司主要负责隧道口连接厂房部位的“引水隧洞压力钢管制作安装工程”,引水隧洞需要安装压力钢管每条支洞压力钢管100m左右,总长近450m,采用钢筋混凝土衬砌。

一、旁多水利枢纽工程引水管道的焊接环境

该工程施工自然环境:海拔4000m,空气稀薄,含氧量低;气温低,冬季漫长;昼夜温差大,8月份温差在20℃左右;多大风,特别是下午,沿着峡谷沟河道方向特别大;常年有雪、冰雹气候,在旁多工地,大雪天气从冬季一直会持续到6月份;地区气候特干燥,但该压力钢管工程由于在洞内施工,常年有洞内滴水,湿度相对较大,冬季洞顶滴水冻融成“冰笋”状态。西藏旁多水利枢纽工程引水管道钢管材质为304不锈钢管,板厚从δ14mm~24mm。由于工期紧,整个冬季包括过年都不间断连续施工,压力钢管的焊接遇到高寒缺氧的特有困难:空气稀薄,含氧量低导致其电弧燃烧不充分,降低了其线能量值和电弧的稳定性;低温环境,需采取保证焊接的可靠温度措施;昼夜温差大,增加了冷裂纹倾向和变形。

二、西藏旁多水利枢纽工程焊接工艺

不锈钢压力管道制作之前,首先要进行焊接工艺的评定,根据实验结果指导焊接。西藏旁多水利枢纽工程引水管道钢管材质为304不锈钢管,板厚规格从δ14mm~24mm不等。由于304不锈钢管的焊接运用非常的成熟,在很多电站都有过类似的评定检测报告,在征得监理部同意情况下,用304不锈钢板做焊评,从而覆盖所有的不同板厚规格的压力管道,经监理批准实施。同时为了体现高海拔寒冷地区,影响最大参数之一“昼夜温差”的不利影响,所有焊接评定“焊接试板”全部在晚上20:00以后进行焊接。焊接工艺评定严格遵照《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范DL/T5017-2007》要求予以实施,同时严格按照设计技术要求予以实施。经焊接评定试验成果,焊接试块所检项目全部符合NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准中的304不锈钢管技术要求。图纸设计δ14~δ24坡口形式如上图所示,由于坡口设计考虑了如下因素:对称坡口,对称实施焊接,有利于变形控制;有利于多层多道焊接的实施,特别在在高寒地区,在保证焊接熔合的情况下,适当降低线能量,从而减少内应力,防止冷裂纹产生;预留2mm钝边和焊缝对接间隙,有益于保证焊接焊透的同时,不至于线能量过大击穿形成缺陷;焊缝内外两侧均可进行定位焊接,可以减少定位焊接对变形的影响。

三、压力钢管的焊接工艺控制

a.从事压力钢管一、二类焊缝焊接的焊工经培训、考试合格后持证上岗。

b.焊材入库后须按相应的标准检查焊条的产品、规格、型号及外观质量状况后才可使用。

c.焊接材料放置于通风情况良好、干燥的专设库房内,设专职人员进行焊条的出入库登记、保管、烘干、发放、回收。

d.焊条烘焙后在130℃左右的保温箱内保存;一旦发现焊条药皮有明显的裂纹和脱落的,立即停止使用。

e.现场使用的焊条应装入保温筒,焊条应该随取随用,避免隔夜吸潮。

f.焊工在使用焊条前,应检查批号及外观质量状况是否符合要求,避免焊条型号和材质不匹配产生质量缺陷。

g.焊接设备、设施应派专人负责管理,并有专业人员定期进行保养、维护及检修。

四、消除焊接残余应力处理

每道焊缝焊接之后,用装有圆弧半径不小于5mm的圆头铲钎在熔敷金属表面进行锤击消除应力,同时将焊缝表面药皮药渣清除干净。

1.定位焊的质量要求及工艺措施与正式焊缝相同,同时定位焊接注意对称定位施焊,从中间开始,分别向两边定位,有利于变形量的控制;

2.一、二类焊缝定位焊必须由持有效合格证书的焊工焊接;

3.定位焊缝有一定强度,定位焊位置应距焊缝端部100m以上,有利于环缝组对时可以自由微量变形,减少环缝错变量,厚度不超过6mm~8mm,长度大于100mm,间距400mm;定位焊缝应在后焊一侧的坡口内。

4.焊接前,焊工应认真检查定位焊的焊接质量,如有缺陷,均应用“碳弧气刨”清除。

1.风、雨雪、温度低于5度,或者相对湿度较大时应采取防护措施,旁多水利枢纽工程不锈钢压力管道制造在全封闭车间完成,安装在洞内完成,可以很好地解决这一问题。

2.正式焊接前,将坡口内部其附近两侧的液体、氧化皮等杂物清除干净。

3.严禁在非焊接部位的母材上引弧、试电流。纵缝焊接时采用引弧板和熄弧板,环缝焊接时在焊道内引弧和熄弧,或采用返回运条技术。

4.多层多道焊时,将每道的表面的焊渣仔细清理干净,同时检查每道焊缝的表面是否存在表面缺陷,自检合格后进入下到工序,每一焊层,接头位置错开25mm。

5.“V型坡口”或者“X型坡口”,首先应打底焊接,为了保证焊接效率,可采用二氧化碳气体保护焊接,打底焊接完成后,采用埋弧焊或者手工焊接填满焊缝至余高0mm~2.5mm后,焊道背面“碳弧气刨”清根后,用砂轮机将氧化皮打磨干净后再焊接。坡口焊缝打底焊道允许最大厚度为6.0mm。每层焊缝焊高控制在3mm~4mm。

6.焊缝组装局部间隙过大时,允许在坡口两侧或单侧作堆焊处理。堆焊要求为:严禁在间隙内填充钢筋等异物。堆焊后,应用砂轮机打磨平整、光滑,达到设计和规范规定尺寸,并保持原来坡口的形状。

7.严格按焊接工艺指导书制定的焊接工艺进行焊接,304不锈钢管焊接热输入小于40kJ/cm。一、二类焊缝焊接应作好记录。

六、高海拔地区焊接总体控制原则

1.认真做好焊接材料的烘焙、保温,焊工应“少领勤领”,随取随用的原则。焊前,冰、霜应彻底的清除干净。

2.低于-5℃时,需要将钢板预热至20℃以上才可以实施焊接。

3.每一道焊缝,尽可能在一天之内焊接完成,以减少高寒地区昼夜温差对钢管焊接的不利影响。同时可以采取措施封住钢管顶部,钢管内部放置热源(如电加热炉)等措施,提高钢管环境温度,消除高寒影响,从而减少焊缝温差骤降导致产生冷裂纹。

4.每道焊缝焊工编号和钢管编号要对应管理,并进行记录,最好是将焊工编号代码用“样冲”打在钢管焊缝上面,以利于跟踪检查。

5.现场管理人员要及时跟进,随时检查跟踪焊缝的焊接情况,严肃查处不按技术规范焊接的焊工,严重者,予以退场处理。

6.焊接24小时及时后探伤,发现问题,并和熟练工人探讨,不断总结经验并持续性的改进。

1.首先,焊工应提前进场,以适应高海拔寒冷气候,同时对焊工进行岗前培训,认真做好焊接技术交底工作。

2.弯管、锥管的下料由于是采用数控切割下料,在下料过程中,由于冷热交替变形会导致钢板位移,尺寸发生改变。为了有效控制钢板位移产生的尺寸偏差,在下料时,首先用卡具固定钢板防止钢板采用数控切割时位移。

3.高寒地区,温差大,焊接变形也大,需偶数个焊工同时对称实施焊接。为了有效控制纵缝处的“凹凸”问题,定位或者正式焊接前,先用1.5m的弧度板检测焊缝处的弧度,根据实际情况,决定是先焊接内侧还是外侧;下料时,坡口采用“X性坡口”下料。

4.现场安装环缝采用手工焊焊接,同时上架4~6名偶数焊工同时施焊,焊接电流、电压及其焊接速度同表保持基本一致,采用对称焊焊接,以减少内应力及其变形,焊接顺序如图所示。

5.拉萨旁多水利枢纽工程,管径较大为D5200mm,需要两个瓦片对接组织而成。在组装时,钢管竖立,两瓦片对称拼缝,调圆架调圆到达设计和规范要求后,进行对称定位焊接并进行焊接。

6.加劲环的变形控制:钢管沿管口方向竖立,加劲环水平方向垂直于管壁微角度向下,先焊接加劲环上部,利于反变形控制加劲环的垂直度。

浙江至德钢业有限公司通过对高海拔自然条件恶劣地区不锈钢压力管道制造安装过程中,有关压力钢管焊缝焊接质量的要求:首先是焊工和焊材的严格选定,同时需规范化操作和施工,通过对坡口形式选定,焊接电流、电压、焊接速度等参数的控制,以及焊缝的对称施焊等工艺控制,从而保证压力钢管焊缝焊接的质量,同时通过对焊缝编码,使焊缝的焊接质量可追溯,从而严格规范操作人员焊接,希望通过该项目的总结,对高海拔温差大同类地区不锈钢压力管道施工有一定的参考和借鉴。

本文标签:不锈钢压力管道

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