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焊接三通的制作技术

作者:法兰厂 来源:原创 日期:2016-7-13 22:14:40 人气:753

   1.焊接三通的结构特点

    焊接三通通常分为承插式和跨接式两种。

    承插式:直通管开口大于旁通管外径,以水平焊为主。常用于压力表、温度计管嘴安装或变径比较大的三通制作。

    跨接式:直通管开口等于或小于旁通管内径,以横焊为主。适用于同径三通以及其它三通制作(当直通管远大于旁通管直径时,又称为管座式)。

    2.焊接三通的接头缺陷分析

    (1)焊接质量   常见焊接缺陷主要为未焊透、气孔和夹渣。未焊透的原因是:①装配间隙小或者坡口角度小。②焊接电流过小。③操作方法有误。未焊透导致焊缝强度降低,在油气管线中会引起介质堆积和产生电极腐蚀,使角焊缝及其热影响区减薄穿孔造成泄漏(本厂炼油厂催化装置1988年热渣油线泄漏着火,其原因即是焊缝未焊透处产生电极腐蚀穿孔所致)。

    气孔和夹渣的原因是:①焊接工艺参数选择不当,电流过大或过小。②清渣不干净。③焊条质量差.保护性能不好。④焊缝冷却过快。气孔和夹渣是焊口泄瀚的主要原因(新安装的管线竣工试压时发生的焊口泄漏,基本上是由气孔和夹渣引起的)。

    (2)装配质量  ①开口尺寸不均匀致使局部坡口间隙过大,增大的局部集中应力导致接头产生裂纹。当用某些淬硬倾向大的钢种焊接三通时,其危害性更大。②缩径现象,跨接式三通的主管开口直径比支管内径小许多时,或者承插式三通的支管插入主管内过长时,致使管线局部有效截面积减小(炼厂催化油浆系统的管线中,由于缩径,三通口处油浆杂质堆积结焦,致使该处管线有效面积减少25%-40%)。③尖马鞍口现象,同径三通焊制时开口不当会形成尖马鞍口,从而使接口处应力集中而出现裂纹。

    3.焊接三通的制作技术要求

      (1)接头形式与尺寸  不同线焊接三通时,其接头形式应当有所区别。插入式适用于变径比比较大的三通,可减少旁通管口的缩径现象。而变径比比较小的三通则应采用跨接式的接头形式,以减少一直通管开口面积,保持直通管刚性。

    通常,焊接三通接头的坡口尺寸按照GB J235-82《工业管道工程施工及验收规范》、SHJ501-85《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收·规范》,以及GB985-82《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》执行。坡口形式见图2,尺寸见表1(此表基本摘自SHJ501一85)。当S<4mm时可以不开坡口,但其间隙C及口径误差H可参考此表。为防止缩径,必须严格控制H值,尤其是对于重油管线。

    对于大口径同径三通,放样下料时必须消除接口马鞍尖,使其圆滑过渡,以避免局部应力集中。

    (2)坡口加工   坡口加工一般用氧-乙炔焰切割,对于一些不能用氧-乙炔焰切割的材料(如不锈钢等),则采用等离子弧切割。切割后应用砂轮机修磨坡口,以去除碳化层并提高坡口形状精度。而对淬硬性很强的钢材(如Gr5Mo等),则应采用机械方法加工坡口。现已有不少专用的小型坡口加工机械问世。

    (3)焊接    焊接三通的接头看似角焊缝,但与角接头相比,既有相同点又有不同处,工件材质及厚度的影响因素基本相同,但接头形式的影响却不同。因此,其焊接工艺参数选择的基点也就不一样。由于焊接三通的管壁S主>S文,跨接式三通焊接时,焊条指向支管为主,因此焊接线能量应小些,而承插式接头焊接时,焊条以偏向主管为主,故焊接线能量则可以大一些。

    焊接三通的焊接工艺参数与普遍角接头焊接工艺参数的差异在于打底焊。焊接三通的接头焊接一般采取单面焊双面成形法,打底层质量不但对接头内部质量,而且对中间层及盖面层焊接操作和质量都有影响。打底焊的工艺参数视接头形式而定。一般说来,插入式的打底焊与平焊打底焊接近,而跨接式的.则与横焊打底焊相似。

     由于钨极氩弧焊具有热量集中,熔池冶金保护性能好等优点,用于手工焊打底时,可以大量减少接头背面缺陷,提高接头焊接质示,目前国内工业管道安装施工中已推广采用。尤其是制作输送腐蚀介质的管线三通时,采用手工钨极氩弧焊打底更是必要。

    焊接三通的焊接工艺必须经工艺评定合格,未经评定或不合格的工艺不能用于生产产。操作时要往意焊条与工件的夹角,尤其是盖面层焊接,焊条要偏向工件较厚的一面,以减少咬边。

    (4)焊后热处理   对于一些淬硬倾向较大的钢种(如Cr-Mo钢),厚度大于25 mm的普低钢(如18Mn),及厚度大于40 mm的碳钢均应进行焊后热处理,以消除焊接应力避免裂纹。安装现场焊接三通时,由于受条件限制可用局部热处理方法。目前,局部热处理大多采用远红外线陶瓷加热器加热(可以用绳形加热器或专用对开式三通加热器),用K-30型加热控制器控制整个焊后热处理过程。热处理工艺参数建议参照有关钢种的焊后热处理参数,对于某些碳钢厚工件,也可采用控制焊接线能量,控制层间温度,以及焊后保温暖冷等来减少焊接应力,以避免产生焊接裂纹。

    焊后热处理应当避免使用氧-乙炔火焰加热,以防止出现渗碳现象。

    (5)质量检验  焊接三通接头的检验分为表面质量检验和内部质量检验。表面质量检验方法与标准参见SHJ501一82,GBJ235-82和GB10854-89《钢结构焊缝外形尺寸》等。而内部质量检验时若用常规方法,许多缺陷均不能发现。目前国外研侧了一种角焊缝专用超声波探伤仪,配有各种规格的特殊探头,可以检验不同形式、规格的角焊缝,可用于检验焊接三通的各种缺陷。

    4.建议

    焊接三通目前缺少统一的制作标准,建议有关技术管理部门组织编制。标准中应包括焊接三通的适用范围、材料选用、接头形式和坡口尺寸选用、坡口加工要求、焊接规范选用要求、焊后热处理工艺参数以及质量机验标准等。全国设计、建设和施工单位都执行统一标淮,以确保焊接三通的质量。