X80 鋼焊接的一些技術要點

  管道輸送作為經(jīng)濟、安全、有效的油氣運輸手段,在國民經(jīng)濟中占有重要地位。X80鋼是近年來發(fā)展起來的一種超低碳、微合金高強鋼,是天然氣輸送上一種性能優(yōu)良的管線鋼材料。近年來我國天然氣需求量大幅度增長,天然氣輸送用管線鋼從較低等級的X60迅速提高到X80,對X80鋼的需求和應用迅速擴大。與此相關,如何保證和改善X80鋼管道焊接的質量也引起人們重視。

  針對X80鋼的性能和成分,國內研究出了X80鋼的焊接工藝:

  1、采用堿性焊條手工焊根焊+自保護藥芯焊絲半自動焊填充、蓋面工藝;
  2、采用半自動焊根焊+自保護藥芯焊絲半自動焊填充、蓋面工藝;
  3、采用全自動焊工藝。三種方法中全自動焊工藝施工效率最高。

  中石化河南油建工程公司與中石化河南油田分公司通過對規(guī)格為Ф1016mm*18.4mm的X80鋼直縫鋼管采用短弧控制技術(RMD)根焊下向焊和全自動上向焊填充、蓋面焊工藝的研究,確定了焊接工藝基本參數(shù),形成了一套合理的焊接工藝,焊接質量完全合格。他們的工作,明確了X80鋼焊接中的注意事項,為現(xiàn)場施工提供了技術保證。

  一、坡口設計

  開坡口的目的是為了保證焊透和提高工件連接強度,合理調節(jié)焊縫金屬中母材金屬所占的比例。由于填充金屬中有益合金元素含量較高,坡口的設計增加了焊縫中填充金屬的比例,有利于改善焊接質量。留鈍邊是為了防止燒穿,留根部間隙是為了保證焊透。根據(jù)西氣東輸?shù)慕?jīng)驗,坡口形式采用V型,單邊坡口角度為22.5°-23.5°,對口間隙為2.4-4.0mm,鈍邊為0.8-2.4mm。

  二、嚴格管件清理

  焊接前應將坡口內外兩側25mm范圍內的鐵銹、水分、油污等清理干凈,打磨出金屬光澤,并將管端10mm范圍內的螺旋焊縫或直縫余高打磨平滑,以保證焊縫的圓滑過渡。每一層焊接完成后應立即進行清理,確定無雜質、無缺陷后方可進行下一層焊道的焊接。

  三、采用對口器

  選用內對口器對管口進行組對,采用厚度為2.0-3.5mm的鐵片對對口間隙進行控制,相鄰管段的管螺旋焊縫在對口處錯開的距離要不小于100mm;組對完成后,焊前將坡口兩側50mm內按要求預熱100~200°后方可進行下一步的焊接操作。為防止焊接過程中出現(xiàn)裂紋,對口器要在根道完全焊接完畢后才能撤除。

  四、嚴格控制溫度

  焊接過程中必須嚴格控制預熱溫度和層間溫度。為了防止熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織導致冷裂紋,層與層之間的焊接不應相隔太久,在距管口25mm處的圓周上均勻測溫。當環(huán)境溫度低于5°時,焊接作業(yè)須在防風棚內進行,并采用保溫措施。在焊接過程中,如果焊口溫度冷卻至焊接工藝要求的最低焊接溫度以下時,應對焊口重新加熱。

  對焊接結果的檢測表明,試樣的抗拉強度均高于X80鋼的抗拉強度要求(620MPa),且均斷于母材,斷裂類型為延性斷裂;彎曲試驗和刻槽錘斷試驗全部合格;沖擊功平均值均大于80J。