word 东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21824673
- 上传时间:2023-02-01
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:19.49KB
word 东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求Word格式文档下载.docx
《word 东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《word 东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求Word格式文档下载.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
10t/a输油能力的目标,对
其进行了管网改造.为指导大修现场进行腐蚀管道
补强作业,选取Q345管材(~72o×
8.9mm)的钢管
试样,进行了腐蚀管道补强焊接工艺试验,给出了焊
接工艺参数和技术要求.东北管网的运行条件见
表1.
表1东北管网的运行条件
注*焊接时可降压至2MPa以下.
二,在役管道腐蚀坑焊接
补强技术要求
在役管道的焊接主要存在两个问题,一是烧穿,
在带压管道上施焊时,如果焊接熔池下方未熔化金
属强度不能承受内部热应力,就会发生烧穿现象;
二
是流体从管壁带走热量,加速了焊接部位的冷却速
度,从而导致氢致裂纹.如果壁厚大于6.4mm,采
用低氢焊条(EXX18型)和正常的焊接工艺,就不可
*065000,河北省廊坊市金光道51号;
电话:
(0316)2170719
能发生烧穿.如果管壁较薄(小于6.4mm),必须限
制热输入以降低烧穿的危险n.但是,较低的热输
入不足以补充流体从管壁带走的热量,导致焊缝冷
却速度过快,从而发生氢致裂纹.因此,焊接工艺参
数的选择必须兼顾管道安全和防止材料性能恶化.
文献[2]指出,采用低氢焊条焊接在役管道,管
道内表面的最大温度(982℃)为防止烧穿的最大极
限温度.通常认为.,对于合金钢,1316℃的平均
峰值温度代表粗晶区(CGHAZ),954℃代表细晶区
(FGHAZ).对于在役管道焊接,Edison焊接研究
所”的研究表明,采用直径为3.2mm的焊条,在
油气储运
ll0A的焊接电流下,热输入值为0.87kJ/mm时,
管道的最小可焊厚度为4.0mm.采用2.4mm的
焊条,在热输入值为0.59kJ/ram时,最小焊接壁厚
为3.2mm(管道内压为5.5MPa).
SY/T6554--2003在用设备的焊接或热分接
程序标准明确规定㈣,在说明书中应对工件的最小
母材厚度的要求加以说明.4.8mm是多数焊接和
热分接所推荐的最小母材厚度.为预防烧穿,实际
的母材最小厚度是强度所需厚度的函数,即为强度
所需的厚度加上一个安全厚度,一般为2.4mm.
上述文献和标准说明,对于在役管道焊接,必须
通过控制焊接工艺参数,以防烧穿和产生裂纹.因
此,对于在线管道焊接,需要进行焊接工艺试验,确
定实际的工艺参数,特别是直接在腐蚀坑上堆焊焊
接金属.
1,腐蚀坑堆焊补强工艺试验
(1)试验条件和工艺参数
将试样展平加工出不同深度的坑槽来模拟管道
的腐蚀坑.焊接方法为手工焊条电弧焊,焊机为
YD一400AT2HGF型IGBT控制直流弧焊机,焊接
材料为J507(E5015)庐3.2低氢焊条.
表2为腐蚀坑补焊焊接工艺参数.点腐蚀补焊
试验分为三组,焊接方式均为平焊.第一组为腐蚀
坑深度不同,焊接工艺相同(热输入值相同);
第二组
和第三组分别为腐蚀坑深度相同(4.0mm和5.0
mm),而焊接工艺不同.
对于点腐蚀坑补焊,持续焊接时间不超过60S,
以避免管壁长时间受热,超过982.C而烧穿.如果
还需要继续填补焊接,则要等到焊缝金属冷却到
150℃以下,并清除焊渣后方可进行.
面腐蚀分为两组.第一组和第二组分别为腐蚀
坑深度相同(4.0mm和5.0mm),而焊接工艺不
同,焊接方式为平焊.同时,对腐蚀坑深度为5.0
mm的面腐蚀,在立焊位置进行了试验.
面腐蚀采用多道焊接填补,每层焊道间温度低
于150℃,并将每层焊道的焊接熔渣清除干净.
表2腐蚀坑补强焊接工艺参数
(2)试验结果
通过测定熔合线附近细晶区(FGHAZ)到试样
背面的距离(£)来预测试样是否有烧穿的可能性,若
£&
lt;
4.0mm,则认为有烧穿危险.表3为不同工
第26卷第8期潘红丽等:
艺和不同腐蚀深度下熔合线到试样背面的最小
距离.
表3不同工艺和不同腐蚀深度下的最小距离
细晶区至试样细晶区至试样
试样编号背面距离t试样编号背面距离t
(ram)(ram)
PC1—14.6PC3—33.7
PC1—23.7FC1—14.9
PC1—32.8FC1—24.6
PC2—14.4FC1—34.6
PC2—24.5FC2—13.7
PC2—34.5FC2—24.1
PC3—14.4FC2—33.2
PC3—23.9FC2—43.1
从表3可以看出,在焊接电流为105A,焊接电
压为26~30V的正常焊接条件下,对于壁厚为8.9
mm的试样,当腐蚀坑深度超过4.0mm时,就会烧
穿;
如果腐蚀坑深度不超过4.0mm,则不会发生烧
穿.因此,采用直径为3.2mm的低氢焊条,在正常
的焊接规范下(焊接电流为105A),可以焊接的腐
蚀坑母材的最小剩余厚度为4.9mm.如果腐蚀坑
的深度达到5.0mm(此时母材剩余厚度为3.9mm),
则要求采用的焊接电流必须低于105A,这样
才可避免烧穿.对于面腐蚀,由于要采用多道焊接,
因此必须采用小电流焊接(不超过105A),并控制
焊层间的温度小于150℃.试验结果表明,在立焊
位置发生烧穿的可能性高于其它位置.
在试验中,没有流体和运行压力对防止烧穿最
小壁厚的影响,国外有研究表明,在有流体或流速增
加时,焊接烧穿的可能性降低;
在低流速时,管道内
表面温度与没有流体时的温度差别很小.虽然降低
压力是为了防止烧穿的强制安全措施,但流体压力
对烧穿的发生几乎没有影响,因为受热面积很小,管
壁上的应力在加热区即腐蚀坑附近重新分布,因此,
在低流速和低运行压力情况下,可以不考虑流速和
压力对烧穿的影响.
在役管道焊接的氢致裂纹产生与热影响区
(HAZ)硬度有关,APIStd.1104标准中要求HAZ
硬度不超过350HV..通过对焊缝金属和热影响
区进行硬度试验,可以预测是否发生氢致裂纹.硬
度试验位置见图1,试验结果见表4.
表4HAZ硬度试验结果
图1HAZ硬度试验位置
?
42?
从表4可以看出,焊缝上的硬度值比HAZ的
硬度值高,但没有超过标准要求.试验结果表明,焊
接线能量越小,焊缝的硬度越高;
母材的剩余壁厚越
小,HAz的硬度也相对较高.在没有流体的情况
下,HAZ的硬度值难以超过350HV..试验中未
考虑流速对硬度的影响,文献[2]研究表明,粗晶区
(CGHAZ)的硬度值最高.虽然随着流速增加,管
道内表面的散热系数也增加,但硬度最高值增加却
很小.对于X65管道钢,在气体流速为20m/s时,
其HAz的最高硬度为257HV.,比在没有流体情
况下的硬度高6.可以认为,在安全壁厚进行腐
蚀坑补焊时,因热量散失而诱发的氢致裂纹可能性
相对较小.
2,腐蚀坑补弧板焊接焊缝最小间距
如果腐蚀坑深度过大,就不能采用直接堆焊焊
缝金属;
腐蚀坑面积太大,直接堆焊效率太低,而且
采用连续多道堆焊易导致温度过高,有烧穿危险,这
时可以采用补弧板焊接,但是如果补板焊缝之间,以
及补板焊缝与环焊缝和螺旋焊缝之间焊缝密集,形
成不合理的焊接接头,就可能导致应力集中产生脆
断倾向.根据文献[6]要求,为了避免焊缝密集而导
致产生应力集中,焊缝最小间距应大于3丁(T为管
道公称壁厚),见图2.一般手工电弧焊的单侧
HAZ的总宽度为6.0~8.5mm,埋弧自动焊单侧
HAZ宽度为2.3~4.0mm.因此,为了避开两焊
缝问HAZ的重叠而产生不良影响,补弧板焊缝间
距,补弧板与螺旋焊缝和环焊缝的间距应大于20
图2焊缝最小间距
三,结论
(1)低流速流体和流体压力对烧穿和硬度影响
较小.
(2)对于点腐蚀坑堆焊,采用直径为3.2mm的
低氢焊条,在正常的焊接规范下(焊接电流105A),
持续焊接时间不超过60s时,可以焊接的腐蚀坑母
材的最小剩余厚度为4.9mm.如果一次未完成堆
焊,还需要继续填补焊接,则需要将焊缝金属冷却到
150.C以下,并清除焊渣后方可进行.
(3)对于面腐蚀坑进行多道堆焊填补,采用小电
流焊接(不超过105A),可以焊接的腐蚀坑母材的
最小剩余厚度为4.9mm.每焊道层间温度要低于
150℃,并将每层焊道的焊接熔渣清除干净.
(4)在立焊位置发生烧穿的可能性比其它位置
大,更需要严格控制焊接热输入.
(5)采用补弧板进行腐蚀坑补强,补板间最小距
离,补板与环焊缝和螺旋焊缝的距离应大于3倍壁
厚,并且大于20mm.
参考文献
1,APIStansard1104,WeldingofPipelineandRelatedFacilities.
2,BANGIW,SoNYP.oHKHeta1:
NumericalSimulationof
SleeveRepairWeldingofIn—ServiceGasPipeline.Welding
Journat,2002(12).
3,LundinCD,GillTPS,QiaoCYPetal:
Weldabilityoflow—
carbonmicro—alloyedsteelsformarinestructures,Welding
ResearchCouncilBulletin,1990(359).
4,BruceWA,HoldrenRL,MohrWCetal:
RepairofPipeline
bvDirectDepositionofWeldMeta1——FurtherStudies.PRC/
International,ProjectPR一185—9515,November1996.
5,SY/T6554—2003,在用设备的焊接或热分接程序
6,田锡唐:
焊接结构,机械工业出版社(北京),1981.
7,周振丰张文锇:
焊接冶金与金属焊接性,机械工业出版社(北
京),1988.
薯誓尊一一0_翟.粤
l__l≮≯lll蔓llllll专_羹ll_lll0
(收稿日期:
2006—1019)
(编辑:
吕彦)
灏国罄
蓥
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- word 东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求 东北 管网 腐蚀 焊接 技术 要求