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输送石油天然气的塔机专用管的焊接方法

作者:山东龙金特钢有限公司 日期:2020/5/15 16:45:28

  管道运输是一种安全、经济和不间断的大规模的石油天然气的输送方式, 管道广泛用于石油天然气输送和化工等工业领域中,许多管道因腐蚀性要求 需要采用耐蚀性材料。双相不锈钢于20世纪30年代开始在工程中应用,但 由于材料、焊接等问题,一直没有大规模应用。直到20世纪70年代,随着 冶金技术进步和发现氮元素对双相不锈钢的重要作用,开发了第二代新型的 含氮双相不锈钢,材料的焊接性改善,才使双相不锈钢开始在国外大量在工 业中应用,20世纪90年代开始在国内也开始逐步大量使用。22Cr是第二代 双相不锈钢其中一种,用途***为广泛,主要的合金元素是Cr、Ni、Mo和N, 其重量百分比为~22%的铬、~5%的镍、~3%的钼和~0.15%的氮,其显微 组织为约50%的铁素体和约50%的奥氏体,具有优良的力学性能和耐蚀性能, 在石油天然气输送、海洋工程、化学工业等行业具有广阔的应用前景,石油 和天然气工业目前采用双相不锈钢材料铺设的油气输送管线长度已超过850 公里,其中约400公里属于海上油田,绝大部分为22Cr。22Cr双相不锈钢的 成分、组织和性能有很多特点,必须掌握才能更好、安全地使用。焊接是金 属管道连接的主要形式,也是主要的工作,许多特点和关键技术需要在工程 应用中引起重视。

  对塔机专用管的焊接关键,提出了一套技术 方案,采用该技术方案,制定详细的施工工艺,保证管道施工质量。

  该技术方案包括:

  (1)采用单面V形坡口对接焊缝,坡口角度α:管子壁厚t小于等于6mm 的为75±5°,管子壁厚t大于6mm为65±5°,坡口钝边p:1.0±0.5;组 对间隙b:3.0±0.5mm;焊接位置为实际工程中遇到的各种位置。

  (2)采用保护装置或可溶于水的纸在焊缝两侧形成密封小室,小室内部通 99.995%的纯Ar,或98~99%Ar+1~2%N2的混合体,或90~95%N2+5-10% H2混合气作为焊缝背面的保护气体,用精度为10ppm的测氧仪测量,当氧含 量低于50ppm(0.005%)时进行打底焊。打底焊完后进行填充和盖面焊,内部保 护气一直通到焊缝厚度达到6mm以上才可取消。

  (3)打底焊和热焊(第二层)采用的焊接方法为钨极惰性气体保护电弧焊 (简称TIG),焊枪所通的保护气体为Ar+1-2%N2%的混合气体,保护气流量 为8~15l/min。

  (4)对壁厚小于等于6mm的管子,全用TIG焊焊满,对壁厚大于6mm的 管子,其余焊层用手工电弧焊(简称SMAW)填充和盖面焊。


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