一种HASTELLOY管道焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种HASTELLOY管道焊接方法，焊接前使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理；焊接过程中采用高纯氩气；坡口选用大角度和小钝边的形式，焊接时采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。本发明专利技术有效防止焊缝增碳、氧、氢，使焊缝产生气孔和裂纹，并降低焊缝金属的力学性能；减少有害气体导致的焊缝气孔出现的数量及概率；有效的解决镍基合金的焊接熔池流动性、浸润性较差、熔深较浅，导致容易出现未熔合、未焊透的缺陷；有效预防镍基合金表面金属氧化层因为熔点较高，易造成焊接未熔合、夹杂等缺陷；防止了硫、磷、碳等杂质元素进入焊缝形成焊接热裂纹；提高了昂贵的镍基合金材料利用率；减少了人工时，提高了焊接效率及焊接质量。了焊接效率及焊接质量。了焊接效率及焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种HASTELLOY管道焊接方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种HASTELLOY管道焊接方法。

技术介绍

[0002]HASTELLOY B3管道特点：强度高，延展性好，具有良好的耐高温、耐腐蚀性等性能，在化学、石化、能源制造和污染控制领域中有着广泛的应用，尤其是在H2SO4、HCl、H3PO4、CH3COOH等工业中。随着传统化工的不断精细化，运行性能的不断扩大。HASTELLOY B3管道焊接的全过程需要我们的施工装备、施工技术、组织管理不断创新和改进。
[0003]管道安装中，焊接是其核心内容，焊接过程是一个在短时间内完成的复杂冶金过程，焊接接头(包括熔敷金属、熔合线及热影响区)的机械性能、金相组织及耐腐蚀性能总是难于达到母材的水平，焊缝始终都是一个薄弱的环节，问题经常发生在焊缝附近，因此正确选用焊接材料和制订合理的焊接工艺对于合金钢管道来说是一个很重要的问题。HASTELLOY B3合金钢比其他合金钢更难以焊接，由于材质的特殊性哈氏合金的导电率和导热系数要比低碳钢低得多，而电阻率和膨胀率都比低碳钢高得多，熔池流动性差，润湿性差，穿透力小，熔池浅。所以容易产生气孔、热裂纹、未焊透、未熔合、夹杂等缺陷。为确保施工和焊接质量，我公司拟依托该工程，对HASTELLOY B3管道焊接技术进行研究，以提高HASTELLOY B3管道现场焊接质量，提升我公司在BDO、PTMEG、PBAT行业及镍基合金施工领域的技术实力。
[0004]目前，HASTELLOY B3管道常用的焊接方法为钨极惰性气体保护焊，钨极采用铈钨极，其特点是阴极斑点小，无辐射，熔化率低，使用寿命长。焊后的耐蚀性能优于电弧焊和熔化极气体保护焊，焊接设备采用直流氩氟焊机，采用直流正接，辅助气体采用99.999％高纯度氩气。为了得到最佳工程质量，现阶段包括下料、坡口加工、焊前清理、焊接保护、焊后热处理、检测均存在不同程度技术要求。为保证焊接全过程技术方法最佳化，对施工装备、施工技术、组织管理提出更高要求。Hastelloy B3合金有较好的成形和焊接性能。在1230℃加热时，如有足够时间使部件总体均热，就可进行锻造和其他热加工。也能通过冷加工来成形，虽然有一定加工硬化发生，但所有常规的冷加工技术对它均适用。Hastelloy B3合金的优势在于在瞬间暴露于中温时，它仍能保持好的韧性。当短时暴露于700℃的温度时，其它哈氏合金非常容易脆化，而Hastelloy B3合金则表现出显著的抗脆化能力，并可使这种暴露长达几小时。这为合金被制作为复杂的部件提供了便利。
[0005]Hastelloy B3应用领域：可适用于B
‑
2合金所有的用途，即在化学、石化、能源制造和污染控制领域中有着广泛的应用，使得HASTELLOY B3管道焊接技术趋向成套化发展。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术公开了一种HASTELLOY管道焊接方法。
[0007]具体方案如下：
[0008]一种HASTELLOY管道焊接方法，焊前对HASTELLOY B3管坡口及其两侧各25mm以内
的内外表面清除水、油、脂、污后，应用不锈钢丝刷、铰刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷。清理工具应专用，并保持清洁，焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理。焊接过程中采用99.999％高纯氩气,以达到保护焊缝的目的。坡口应选用大角度和小钝边的形式，焊接时采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，焊前对HASTELLOY B3管坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除水、油、脂、污后，应用不锈钢丝刷、铰刀机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷；焊接前使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理；焊接过程中采用99.999％高纯氩气；坡口选用大角度和小钝边的形式，焊接时采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述坡口及其加工具体为：
[0011]1)焊件的坡口型式和尺寸的选用考虑易于保证焊接接头质量，填充金属量少，便于操作和减少焊接变形原则，针对镍基合金焊接熔池流动性、浸润性较差、熔深较浅、故其坡口角度、对口间隙要相应增大，钝边则相应减小；
[0012]2)坡口及两侧各25mm以内的内外表面清除污垢后，用不锈钢丝刷、铣刀机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷，清理工具应专用并保持清洁；
[0013]3)打磨时间断进行，速度和力度要适当，不得使坡口表面因过热变色，打磨后坡口呈现银白为合格；
[0014]4)不同壁厚的焊口组对时应为：L≥4(δ2
‑
δ1)。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，管道的组对包括：
[0016]1)壁厚相同的管子或管件组对时内壁平齐，对口错边量不应超过壁厚的10％，且不大于0.5mm；
[0017]2)对不同壁厚的管子或管件组对当错边量超过上述规定时，按下面规定进行加工；
[0018]a.管件对接焊缝组对时，内壁齐平，内壁错边量不超过管壁厚度的10％，且不大于2mm；
[0019]b对接焊缝组对时的错边量符合表1及下列规定；
[0020][0021]3)定位焊焊接工艺应与正式焊接工艺相同，当定位焊缝作为正式焊缝的组成部分时符合下列规定：
[0022]a.若用实芯焊丝钨极氩弧焊进行定位焊接，焊缝背面应进行充氮或充氩保护；
[0023]b.定位焊缝的长度宜为10～15mm，且不宜超过壁厚的2/3；
[0024]c.定位焊缝应对称均匀分布不宜少于3点，正式焊接前应将定位焊缝两端磨削成便于引弧的斜坡；
[0025]4)管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当管子公称直径小于100mm
时，允许偏差为1mm；当管子公称直径大于或等于100mm时，允许偏差为2mm；但全长允许偏差均为10mm。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，管段的组合及敞口的封闭具体为：
[0027]1)各管段短节预制完成后，标明管线号、焊口号、管线材质、焊工号及焊接日期、按设计要求及先关规定进行无损检测，需要表面探伤的进行表面探伤；
[0028]2)探伤合格后用压缩空气(P＝0.8～1.0Mpa)或氮气吹净管内浮尘、浮锈；
[0029]3)根据管道轴测图，将相应的阀门及其它法兰连接件在工作台上进行组对，仪表调节阀或其它自动阀为避免其损失，用相应的临时法兰代替连接。
[0030]作为本专利技术的进一步改进，管段敞口封闭具体为：法兰敞口用标准塑料盲板封口，管道预制完后检查管内清洁度，检查合格后将敞口用胶合板及胶带封口保护，待安装时拆除封口；组合管段尺寸检验具体为：由工程师、检验师对预制管段进行全面检查，材料是否符合设计，加工尺寸，外观是否符合要求；合格后转入保管库房或直接转入现场安装。
[0031]作为本专利技术的进一步改进，
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于，焊前对HASTELLOY B3管坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除水、油、脂、污后，应用不锈钢丝刷、铰刀机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷；焊接前使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理；焊接过程中采用99.999％高纯氩气；坡口选用大角度和小钝边的形式，焊接时采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。2.根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于，所述坡口及其加工具体为：1)焊件的坡口型式和尺寸的选用考虑易于保证焊接接头质量，填充金属量少，便于操作和减少焊接变形原则，针对镍基合金焊接熔池流动性、浸润性较差、熔深较浅、故其坡口角度、对口间隙要相应增大，钝边则相应减小；2)坡口及两侧各25mm以内的内外表面清除污垢后，用不锈钢丝刷、铣刀机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷，清理工具应专用并保持清洁；3)打磨时间断进行，速度和力度要适当，不得使坡口表面因过热变色，打磨后坡口呈现银白为合格；4)不同壁厚的焊口组对时应为：L≥4。3.根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于，管道的组对包括：1)壁厚相同的管子或管件组对时内壁平齐，对口错边量不应超过壁厚的10％，且不大于0.5mm；2)对不同壁厚的管子或管件组对当错边量超过上述规定时，按下面规定进行加工；a.管件对接焊缝组对时，内壁齐平，内壁错边量不超过管壁厚度的10％，且不大于2mm；b对接焊缝组对时的错边量符合表1及下列规定；3)定位焊焊接工艺应与正式焊接工艺相同，当定位焊缝作为正式焊缝的组成部分时符合下列规定：a.若用实芯焊丝钨极氩弧焊进行定位焊接，焊缝背面应进行充氮或充氩保护；b.定位焊缝的长度宜为10～15mm，且不宜超过壁厚的2/3；c.定位焊缝应对称均匀分布不宜少于3点，正式焊接前应将定位焊缝两端磨削成便于引弧的斜坡；4)管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm；当管子公称直径大于或等于100mm时，允许偏差为2mm；但全长允许偏差均为10mm。根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于：管段的组合及敞口
的封闭具体为：1)各管段短节预制完成后，标明管线号、焊口号、管线材质、焊工号及焊接日期、按设计要求及先关规定进行无损检测，需要表面探伤的进行表面探伤；2)探伤合格后用压缩空气或氮气吹净管内浮尘、浮锈；3)根据管道轴测图，将相应的阀门及其它法兰连接件在工作台上进行组对，仪表调节阀或其它自动阀为避免其损失，用相应的临时法兰代替连接。4.根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于：管段敞口封闭具体为：法兰敞口用标准塑料盲板封口，管道预制完后检查管内清洁度，检查合格后将敞口用胶合板及胶带封口保护，待安装时拆除封口；组合管段尺寸检验具体为：由工程师、检验师对预制管段进行全面检查，材料是否符合设计，加工尺寸，外观是否符合要求；合格后转入保管库房或直接转入现场安装。5.根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于：1)焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法，焊缝多层焊时，采用多道焊，道间温度小于100℃；底层焊道完成后，采用放大镜检查焊道表面；每一焊道完成后均彻底清除焊道表面的熔渣，并应消除各种表面缺陷；各层焊道的接头错开以提高焊接接头质量；2)钨极氩弧焊时推荐采用铈钨电极，电极直径应根据使用的焊接电流大小选择，电极端部为圆锥形：3)铈钨电极允许焊接电流见下表；铈钨电极直径(mm)11.52焊接电流(A)15～2040～120100～2204)钨极氩弧焊工艺参数参照下表选择；6.根据权利要求1所述的一种HASTELLOY管道焊接方法，其特征在于：(1)采用合理的焊接顺序，施焊方法或刚性固定，以减少焊接变形与应力；(2)钨极氩弧焊焊接过程中如钨极碰到了焊缝金属应立即停焊，去除污染，必要时须修磨钨极尖端后再焊；(3)焊件焊前配装定位，采用定位焊时采用与评定合格的正式焊接相同的工艺，而且使定位焊缝最后熔入永久焊缝中，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣及氧化变色等缺陷，发现缺陷应及时清除；(4)临时焊到容器上的非容器附件，采用与容器用材具有相同焊接性能的镍材与焊接工艺施焊，附件去除后留下的焊疤应打磨至与母材齐平，必要时进行渗透检测与修补；(5)焊接作业均在氩气保护下进行，采用焊矩喷嘴保护熔池，焊炬拖罩保护热态焊缝，背面充氩气保护焊缝及近缝区的内表面，保护措施充分可靠；
(6)焊炬喷嘴直径宜选用喷出的氩气应保持稳定层流；(7)焊炬拖罩型式根据焊件形状和尺寸决定，做到保护可靠，操作方便；(8)管内提前充氩，排净空气，并保持微弱正压和呈流动状态；(9)引弧时，焊炬应提前送气，并采用高频开关引弧；熄弧时应使用电流衰减装置和气体延时保护装置，弧坑必须填满且避免大气污染；(10)焊接过程中填充焊丝的加热端应始终保持在氩气的保护之下，熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中，在焊缝脱离保护时取出，焊丝如被污染，出现氧化变色时，污染部分予切除；(11)层间焊接时必须再次用电动磨光机进行层间彻底清理；(12)焊接结束或中断焊接前，在关掉高频开关以后，保持焊炬不动，慢慢熄灭电弧直至中断，之后让喷嘴与保护罩仍然在原焊接位置停留30s～60s，待焊件完全冷却下来后再撤离保护；(13)为保证管道的焊接质量，必须在预制及焊接现场做好洁净度控制，做好防风，防尘措施。7.根据权利要求1所述的一种HAS...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙钢，卢雄，刘兵，李桂善，张世杰，
申请(专利权)人：中国化学工程第十四建设有限公司，
类型：发明
国别省市：