大口徑鎳基復合管的焊接

劉新

摘要：根據某石化公司原料氣隱患治理工程鎳基復合管道（20R+INCOLOY825復合管）焊接施工的成功經驗，介紹了大口徑鎳基復合管的焊接技術。解決了復合管道焊接過程鎳基合金具有可焊性差、導熱性差和焊接時易出現熱裂紋等技術難題，為以后此類大口徑鎳基復合管道的施工提供借鑒作用。

關鍵詞：大口徑；鎳基復合管；焊接；熱處理

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.21.131

1焊接工藝要求

根據原料氣管線安全隱患治理工程大口徑鎳合金復合管焊接工藝開發進展，結合工程涉酸、工期短、質量要求高、施工難度大等特點，制訂了合理的焊接工藝，從而獲得合格的滿足使用性能的焊接接頭。

1.1焊接工藝評定

在正式施焊前，按照《焊接工藝規程WPS》（WPS-pgjx-09）進行了焊接工藝評定，形成了合格的焊接工藝評定及作業指導書。

1.2焊接方法

（1）可以正常充氬保護情況下焊接工藝。

GTAW（手工）打底焊接+GMAW（脈沖半自動）填充、蓋面焊接。

（2）不能正常充氬保護情況下焊接工藝（如連頭固定焊口）。

SMAW打底焊接+GMAW（脈沖半自動）填充、蓋面焊接。

（3）預制焊接工藝。GTAW（手工）打底焊接+SAW（埋弧自動焊）填充、蓋面焊接。

（4）返修焊工藝。①可以正常充氬保護情況下返修焊接工藝。GTAW（手工）打底焊接+GMAW（脈沖半自動）填充、蓋面焊接。

②不能正常充氬保護情況下返修焊接工藝（如連頭固定焊口）。

SMAW打底焊接+SMAW填充、蓋面焊接。

1.3焊材的選用

打底牌號/規格：INCONEL625/2.4 焊材標準&型號：AWSA5.14&ERNiCrMo-3。

填充牌號/規格：INCONEL625/1.14焊材標準&型號：AWS A5.14&ERNiCrMo-3。

蓋面牌號/規格：INCONEL625/1.14焊材標準&型號：AWSA5.14&ERNiCrMo-3。

1.4坡口的加工方式

（1）管道坡口加工時應按規定的尺寸預制坡口，坡口加工應采用機械方法，嚴禁火焰切割等熱加工方法；

（2）管道坡口使用的加工工具須為不銹鋼或硬質合金類材料；

（3）管道嚴禁割斜口；

（4）加工好的管道須有專用的放置場所，嚴禁鐵離子污染等問題出現。

1.5管道組對、定位、點固焊接及鐵離子檢測

1.5.1管道的組對

（1）同一公稱壁厚的管口組對時，其錯邊量不應大于0.5mm；對錯邊量大于0.5mm的管道，應使用堆焊的方式處理。

（2）嚴禁用鐵錘敲打或用明火燒烤管子的方法來校正錯口。

（3）管道組對過程中應使用輔助對口卡具和其他工具進行輔助對口。

（4）條件不允許時不可強行進行組對，避免產生組對應力。

（5）對使用外對口夾具其他輔助工具對口的管道，焊接三層以后方可去除夾具。

1.5.2鐵離子檢測

對組對、點固、定位焊接完成管道的復層鎳基金屬坡口及管道內部鎳基金屬進行鐵離子檢測，合格后方可進行焊接。

1.6氬氣置換及檢驗方法

（1）管道焊接應對管道內部坡口、熱影響區部位金屬進行氬氣置換。

（2）管道內部受熱影響的鎳基金屬應處于充氬保護狀態，三層焊縫金屬焊接完成之前不得去除氣體置換裝置。

（3）在用氬氣對管道內部氣體置換后，需對氬氣純度進行檢查，氣體純度檢查可采用氧含量測定儀。

（4）當采用氧含量測定儀檢驗時，氧含量低于400ppm時，可進行焊接操作。

（5）焊接前，首先要進行試焊，通過觀察焊道色澤來判斷充氬置換和氣體保護的質量已經達到合格標準后，方可進行正式焊接。

1.7管線的預熱要求

當環境濕度超過90%，或冬季施工，當環境溫度低于0℃時，應對試件坡口內外100mm范圍進行烘烤，烘烤溫度不低于15℃。

1.8焊縫道間溫度控制

（1）最大道間溫度<60℃。

（2）其他要求：

①道間溫度測量位置：12點、3點、6點位置；

②道間溫度測量常用的工具：測溫筆、便攜式遠紅外測溫儀等其他測溫設備。

1.9焊縫的清理要求

（1）管線焊接完成后，應及時對焊縫兩側50mm范圍進行清理，清理多采用丙酮清洗或不銹鋼砂輪片打磨，不允許存在飛濺、電弧燒傷等表面缺陷。

（2）在進行多層焊接時，應及時清理上層焊道熔渣，否則不允下層焊道的焊接。

（3）焊縫表面不得低于母材表面，焊縫余高不得超過2.5mm；余高超過2.5mm時，應進行打磨處理。

1.10無損檢測

（1）鎳合金復合管復層側不得有咬邊缺陷，基層側焊縫的咬邊深度不應大于管壁厚的12.5%，且不大于0.5mm，咬邊長度不得大于該焊縫全長的10%，且不得大于25mm。

（2）鎳合金復合管前兩層焊接完成后應進行一次過程RT檢測，合格指標為Ⅰ級無缺。

2效果

本工程施工完畢，復合管線共焊接553道焊縫，拍片16849張，合格率98.6%，達到了施工質量要求。目前管線已投產運行，復合管道系統沒有出現質量問題，焊縫性能滿足要求，證明本文所論述的復合管道焊接工藝切實可行。

參考文獻

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