X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝第40卷第1O期2010年10月雹焊梭ElectricWeldingMachineVo1.40No.10Oct.2010X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝姚宗湘.蔣德平,呂偉f1.重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院,重慶401331;2.中國石油青海油田分公司,甘肅敦煌7362021AutomaticveriticaldownweldingtechnologyforX80pipelinesteelYAOZongxi

2、ang,JIANGDeping,LVWei(1.CollegeofMetallurgicalandMaterialsEngineer,ChongqingUniversityofScienceandTechnology,Chongqing401331,China;2.QinghaiOilfieldBranchCompanyofChinaPetroleum,Dunhuang736202,China)Abslract:Theweldabilityresearchandpositionalweldingtechnologyfeatureareanalysedinthispaperthoughthein

3、troduetiononchemicalcompositionandmechanicalpropertiesofX80pipelinestee1.ExperimentswereconductedonX80pipelinesteelwithdifferentweldingmaterials.Weldedjointswerealsodesigned.Weldingprocedureof中1219mmx22mmX80hasdrawnuptOcontrolhealinI)ut.Ithasbeensuccessfullyusedinfactoryandhasgotgoodweldingquality.K

4、eywords:pipelinesteel;X80;weldingprocedureU刖罱從我國油氣生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)以及西部大開發(fā)的戰(zhàn)略來看,長距離,大口徑,高壓力,耐腐蝕是我國油氣管道發(fā)展的必然趨勢.X80高鋼級管線鋼主要用于鋼材強(qiáng)度要求高的油氣輸送管線上,是目前國際上較高級別的管線鋼.它不僅強(qiáng)韌度高,焊接性能良好,材質(zhì)含雜質(zhì)少,而且相比X70鋼級來說,有質(zhì)的飛躍."西氣東輸"這條世界級的天燃?xì)飧删€管道的二線建設(shè)采用的就是先進(jìn)的X80級管線鋼,焊接方法主要是焊條電弧焊,半自動焊和自動焊_藝.在此主要介紹X80鋼全自動下向焊焊接工藝的研究.1X80鋼的化學(xué)成分及焊接性能1.1

5、化學(xué)成分及力學(xué)性能試驗采用的管線材料為根據(jù)API5I標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)收稿日期:200907一O1作者簡介:姚宗湘(1978一).女,河南南陽人,講師.碩士,主要從事焊接工藝方面的教學(xué)和研究工作.的X80螺旋埋弧焊鋼管,規(guī)格l219minx22nlnl,化學(xué)成分和力學(xué)性能分別如表1,表2所示.表1X80鋼管化學(xué)成分%表2X80鋼管力學(xué)性能屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率沖擊功W/J(-10)o-/MPa/MPa81%單值平均值55062066570527-28270,275,265270由表l可知,此鋼含碳量較低,但Mn,Mo和Nb的含量增加,從而保證了針狀鐵素體的形成和晶粒細(xì)化,使X80管線鋼在含碳量低的情況下

6、具有良好的強(qiáng)度和韌性.塒(S).003%,進(jìn)一步提高了X80管線鋼的抗H2S腐蝕能力f1】.1.2焊接性能X80管線鋼的含碳量較小,但南于合金元素含生產(chǎn)與應(yīng)用姚宗湘等:X80管線鋼全自動下向焊焊接工藝第10期量較大,其碳當(dāng)量仍然較高.碳當(dāng)量可以粗略地反映鋼材的淬硬傾向和焊接加1二的難易程度,應(yīng)適當(dāng)控制碳當(dāng)量.該鋼的冷裂紋敏感指數(shù)較低,因此具有良好的焊接性,熱裂紋不是該鋼種焊接的主要問題.由表2可知,與X70鋼相比,X80鋼的強(qiáng)度提高,硬度增加,理論上焊接冷裂紋的傾向會增大.2焊前準(zhǔn)備2.1焊接方法及設(shè)備在西氣東輸工程中,全自動氣體保護(hù)焊工藝的為保證焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性,焊接時應(yīng)選用高強(qiáng)度,高韌

7、性,低氫型的焊接材料,以降低焊縫金屬中殘余的N,O,H含量.為此,根焊和熱焊時選用的焊材牌號均為TS一6,直徑0.9mm,符合AWSA5.18ER70SG;填充焊和蓋面焊均采用1.0mmER80S-G實心焊絲,符合AWSA5.29.2.3坡口和接頭形式管材直徑1219mm,壁厚22mm.焊接位置為水平固定5G位管道向下立焊.采用雙V型坡口,內(nèi)焊機(jī)根焊鈍邊高度1.27±o.38mm,對口間隙5mm,如圖1所示.焊道設(shè)計如圖2所示.使用已日趨成熟.CO氣體保護(hù)短路過渡焊以其小電流,低電壓,細(xì)直徑實心焊絲,短路過渡為主要特點,向下焊時熔池體積小,可實現(xiàn)全位置焊接.此方法具有工作效率高,質(zhì)量

8、好,勞動強(qiáng)度低,技術(shù)易于掌握等優(yōu)點.根焊采用美國CRCEVANS設(shè)計的內(nèi)焊機(jī)硎配相適應(yīng)的直流焊接電源進(jìn)行焊接.該焊機(jī)可在野外作業(yè)過程中獲得更快的焊接速度和更高的精度.它使兩根管子的端部排成一條直線,把它們固定到位并將自動機(jī)械安放在焊道根部.熱焊采用CRCEVANS設(shè)計的全自動外焊機(jī)P260,并配以相適應(yīng)的直流焊接電源進(jìn)行焊接.填充和蓋面焊采用CRCEVANS設(shè)計的全自動外焊機(jī)P600,并配以相適應(yīng)的直流焊接電源進(jìn)行焊接.P600是雙焊炬全自動焊機(jī),是為提高生產(chǎn)率和降低成本而.應(yīng)用的當(dāng)今最先進(jìn)的外焊機(jī)設(shè)備之一.2.42.2焊接材料的選擇x表3焊接工藝參數(shù)根焊ER7(F-G0.9熱焊ER70S-G

9、0.9填充ER8-G1.0蓋面ERSOS-G1,ODCEP下向DCEP下向DCEP下向下向20o2l024O260l70-25012Olg020-2422-2819242l2538038034O45O2203oo70-7570-7535-5040-556-10(C02)25%+妒(Ar)75%6-10o(CODIO0%15-20妒(c02)l5%+(Ar)85%1520(C0l5%+(Ar)85%60looO60一l00O4060l20406ol203焊接過程(1)管子清理.先將管子內(nèi)外坡口邊緣兩側(cè)25mm內(nèi)的油污,銹,水分和氧化物采用機(jī)械法清理干凈,直至呈現(xiàn)出金屬光澤.(2)對口.采用內(nèi)對口

10、器進(jìn)行對口,相鄰管焊縫在對口處錯開,距離大于等于100mm.(3)預(yù)熱與層間溫度.為防止熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織,導(dǎo)致冷裂紋,采取焊前預(yù)熱.將坡口兩側(cè)50mm內(nèi)預(yù)熱到100oC200cI=.同時為防止焊接熱影響區(qū)軟化,焊接過程中使用較小的焊接熱輸入量,采用薄層多道的方法,控制層間溫度在60150.(4)焊接溫度低于5時,焊接作業(yè)宜在防風(fēng)棚內(nèi)進(jìn)行,應(yīng)采用保溫措施保證層間溫度;如果在組裝和焊接過程中焊口溫度冷卻至焊接工藝規(guī)程要g彩.?77.生產(chǎn)與應(yīng)用重琿梭第40卷求的最低溫度以下時,應(yīng)重新加熱到要求溫度;焊后采用緩冷措施.(5)焊接.根焊和熱焊時焊槍運(yùn)行方式為直拉,以保證坡口兩側(cè)熔合良好.熱焊道完成后

11、即可撤離內(nèi)焊機(jī)進(jìn)行填充和蓋面,填充和蓋面時焊槍運(yùn)行方式為橫擺.由于管徑較大,為減小受熱不均勻引起應(yīng)力的分布,每層焊道均由兩名焊工對稱施焊.4焊后清理及外觀檢驗4.1焊后清理層問清理采用動力角向砂輪磨光機(jī)和鋼絲刷打磨焊接接頭.焊接完成后,清除焊縫表面的熔渣,飛濺和污物.余高控制在0-2mm,如果焊縫余高超高時應(yīng)打磨至要求的范同,打磨余高應(yīng)與母材圓滑過渡,且不傷及母材.4.2焊接檢驗(1)根焊完成后,應(yīng)檢驗根焊道,不得有接頭熔合不良,裂紋等缺陷.(2)打磨缺陷處,重新確定預(yù)熱溫度后才能進(jìn)行補(bǔ)焊.根焊修補(bǔ)參數(shù)與CRCEVANS/IWM自動內(nèi)焊機(jī)正常焊接時相同.(3)錯邊不大于管壁厚的1/8,且小于3

12、mm.(4)焊縫余高控制在0-2mm.(5)咬邊深度小于等于0.5mm.當(dāng)咬邊深度小于0.3mm時為合格;咬邊深度0.3-0.5mm時,其單個長度不得超過30mm,累計長度不得大于焊縫全長的15%t21.(6)背面凹坑深度小于等于1.4mm,總長度小于等于68mill.(7)x射線探傷需達(dá)到級標(biāo)準(zhǔn).5結(jié)論按此工藝焊接的管道,根據(jù)Q/CNPC110-2005(xso管線鋼管線路焊接施工及驗收規(guī)范對試驗管口進(jìn)行了工藝評定,結(jié)果均為合格.該工藝已用于西氣東輸二線的焊接,經(jīng)自動超聲波檢測一次合格率為9r7%,再次證實此焊接工藝完全滿足施工要求.參考文獻(xiàn):【11高惠臨.管線鋼一組織,性能,焊接行為【M】

13、.西安:陜西科技出版社,I995.2】袁吉偉.西氣東輸二線工程XS0管線鋼焊接工藝研究【J】.金屬加工,2008(22):34-38.業(yè)業(yè)業(yè)婦業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)t坐e業(yè)業(yè)坐jle明.f各位作者:睪;為確保雜志質(zhì)量,尊重和保護(hù)作者和他人知識產(chǎn)權(quán),著作權(quán),根據(jù)國家期刊出版管理的相關(guān)規(guī)l嶄定,電焊機(jī)雜志特作以下申明.i1.作者應(yīng)保證是向本刊所投稿件的著作權(quán)人,不得抄襲,剽竊,盜用他人科研成果,文章和l信息.文章中引用和參考他人文章,著作和成果(包括網(wǎng)絡(luò)信息)時,按編輯出版規(guī)定,應(yīng)在文章中鼉薯以參考文獻(xiàn)方式明確標(biāo)識.如作者的文章涉及侵犯他人知識產(chǎn)權(quán),著作權(quán)等合法權(quán)益時,一切后l常果文責(zé)自負(fù).謦;2.作者所投稿件應(yīng)保證尚未在其他媒體(包括網(wǎng)絡(luò))出版或發(fā)表,也未向其他媒體投稿.1.jf3.電焊機(jī)雜志已被多家國內(nèi)外權(quán)威收錄機(jī)構(gòu),數(shù)據(jù)庫,專業(yè)網(wǎng)站列為來源刊,收錄和引肇;用.凡本刊錄用的文章,即視