根部焊道基本信息

雙相不銹鋼通常用于油田中容易腐蝕的些部件。在構(gòu)建一個(gè)超級(jí)雙相不銹鋼(SDSS)管道時(shí)，根部的焊道是最重要的。

由于服役過程中管道內(nèi)壁直接接觸腐蝕介質(zhì)，為了確保管道達(dá)到服役條件，獲得良好的力學(xué)性能和冶金性能，以及好的輪廓和表而形態(tài)，所以SDSS管道根部焊道至關(guān)重要的一環(huán)。

即使對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的焊工來說，SDSS根部焊道因其嚴(yán)格的焊接要求和工藝質(zhì)量，都是難以完成的。由于各種原因，性能都不能達(dá)到長(zhǎng)期使用的要求。

此外，在根部焊接時(shí)要求材料的奧氏體、鐵素體相必須達(dá)到平衡，以減少沉淀反應(yīng)的發(fā)生，使有害的焊縫和熱影響區(qū)(HAZ)組織增加，從而減少?zèng)_擊韌性 。

沒有工藝評(píng)定記錄 SPQR)，實(shí)現(xiàn)高度集成的SDSS節(jié)}道焊接暫時(shí)是不可能的。確定PQR，目的是開發(fā)一種焊接方法，控制焊后的焊縫及熱影響區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)，有效地保留管道合金的力學(xué)和冶金性能。例如，實(shí)現(xiàn)1:I的奧氏體、鐵素體含量分布，從而控制根部焊道和熱影響區(qū)微觀結(jié)構(gòu)。

在SDSS多道焊中，每個(gè)后續(xù)的焊道都會(huì)對(duì)之前焊道的冶金條件產(chǎn)生重大的不利影響。這是由于發(fā)生了有害的沉淀反應(yīng)，生成了其他物質(zhì)，包括氣相、σ相、碳化物、氮化物、鉻和其他金屬間化合物。在工藝評(píng)定的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)1:1的奧氏體、鐵素體含量分布，減少沉淀反應(yīng)的發(fā)生是至關(guān)重要的。主要措施包括:

①限制焊縫熱影響區(qū)和焊縫金屬重新加熱的周期數(shù)。

②采用多種工藝控制焊縫金屬鐵素體的含量，包括預(yù)熱、層間溫度和焊接熱輸入的控制 。

管道接頭的控制和焊縫的設(shè)計(jì)方法。如果要優(yōu)化根部焊道，實(shí)現(xiàn)熱量輸入一致，以及根部間隙的均勻性，那么控制好接頭是至關(guān)重要的。焊接時(shí)間的增加會(huì)使得焊縫在高溫中暴露的時(shí)間延長(zhǎng)，從而產(chǎn)生了其他的金屬間化合物。

焊接接頭的控制包括以下步驟:

①保證焊縫和根部間隙均勻，以確保熱量輸入一致。

②利用刀根邊緣的焊縫促進(jìn)根部焊道的熔合，從而減少熱輸人。

③焊縫要確保清潔，去除管內(nèi)徑的污染物和氧化膜。

④檢查焊縫接頭。

點(diǎn)焊是根部焊接不可或缺的 部分。為了確保得到良好的焊縫，并且保護(hù)工件不被氧化，我們?cè)跉錃猸h(huán)境下進(jìn)行焊接，氧含量<100 x 1 0-6 ( ppm)。

氣體環(huán)境說的是被焊接的管道之間充滿了膨脹的氣體。等道焊接用的是SDSS Zeron 100X,2594 ER/R填充金屬，不過要注意避免焊縫以外的弧光放電。焊接雙相合金時(shí)，由于電弧熄滅后會(huì)促進(jìn)過鐵氧體的形成，所以被焊接區(qū)域的深度最小為0.040in。

排除氣體是一個(gè)很關(guān)鍵的步驟，它可以促進(jìn)良好的焊縫成形，并提供抗氧化保護(hù)，排除焊縫氣體可保護(hù)內(nèi)部根焊縫和熱影響區(qū)的表面免受大氣污染。焊縫內(nèi)部，氧化水平從嚴(yán)重氧化一直到不氧化。

管道項(xiàng)目的保護(hù)氣裝置，將它直接插入到管道并定位在焊縫一邊，把某段管道給清洗出來而不是清理整個(gè)管道的截面。通過校準(zhǔn)氧氣傳感器，來分析氫氣環(huán)境中氧的含量。而且傳感器也會(huì)由檢查員持續(xù)監(jiān)控，氫氣的流速也是由焊機(jī)控制的。

管道焊機(jī)性能資格測(cè)試期間根部焊道焊接缺陷的確定。根部焊道焊接缺陷包括:填充不足、反口、未焊透。焊機(jī)測(cè)試期間，根部焊道焊接缺陷源于以下原因:

①正確的焊接技術(shù)。

②機(jī)啟動(dòng)和停止不當(dāng)。

③未能減少氬氣流量以及根部焊道的氣壓。

④焊接過早，環(huán)境中氧含量超過100ppm。

⑤焊接根部間隙< 1/8 in。

⑥焊管管道的上下偏差>1/16 in。

測(cè)試焊機(jī)性能的焊接試樣焊縫的射線檢測(cè)、力學(xué)與冶金性能測(cè)試，要按照權(quán)威的雙相不銹鋼焊接規(guī)范和ASME壓力容器規(guī)范來測(cè)定。

根部焊道焊縫的表面，有點(diǎn)凹凸不平。管道施工的管理代碼是ASME B31.4，液態(tài)碳?xì)浠衔锖推渌后w的管道運(yùn)輸系統(tǒng)。

為了得到合格的根部焊道，一般包括以下幾個(gè)步驟:

① GTAW的電弧調(diào)到最小。

② 保持電弧不變，一直沿某一方向運(yùn)動(dòng)。

③ 采用連續(xù)填充金屬的方法。

④ 做好焊前的準(zhǔn)備，包括適當(dāng)?shù)暮缚p設(shè)計(jì)、精密機(jī)械加工、統(tǒng)一開放的根部焊接區(qū)域、清潔表面、目視檢查，能夠準(zhǔn)確地控制排除氣體的環(huán)境，以及保證管道的平整。

⑤ 焊接過程中要有耐心，不使用過高的電 流。

SDSS資格評(píng)定也是管道項(xiàng)目的一部分。PQR基于一些基本、有害的顯微結(jié)構(gòu)的累積效果來評(píng)定。因此，有個(gè)參數(shù)表示的是在溫度限制條件下，焊縫熱影響區(qū)和焊縫金屬熱循環(huán)的最小總時(shí)間。并且建立了一個(gè)焊接熱輸人和焊接數(shù)量之間的關(guān)系，從而得到所需的力學(xué)和冶金性能。

通過控制焊縫金屬成分和焊接熱條件，來嚴(yán)格控制焊縫金屬的鐵素體含量。焊接熱條件的一個(gè)重要參數(shù)是焊接的冷卻速率。

隨著冷卻速率的增加，焊縫凝固時(shí)間減少，反之亦然。焊縫冷卻速度對(duì)焊縫金屬成分有深遠(yuǎn)的影響，與對(duì)焊接熱影響區(qū)的顯微組織也有很大聯(lián)系，需要嚴(yán)密控制。例如加快冷卻速度，可以促進(jìn)焊縫金屬鐵素體含量的提高 。

超級(jí)雙相不銹鋼管道根部焊道焊接要求很高，因?yàn)楣に囐|(zhì)量要滿足射線檢測(cè)、力學(xué)和冶金性能方面的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，為此需要注意以下幾個(gè)方面:

①雇傭高級(jí)別、有經(jīng)驗(yàn)的焊下。

②做好焊前的準(zhǔn)備。

③PRQ資格評(píng)定，確保焊后焊縫及熱影響區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)能夠有效地保證管道的力學(xué)和冶金性能 。

根部焊道可進(jìn)行雙絲焊，集成冷絲技術(shù)集成了高熔深和高生產(chǎn)力。高熔敷根部焊道技術(shù)根據(jù)不同應(yīng)用，可提高根部焊縫的焊接生產(chǎn)力達(dá)100%。

在不同的應(yīng)用中，自動(dòng)攻絲機(jī)熔敷率提高意味著焊接速度更快，生產(chǎn)效率更高。在很多應(yīng)用中使用更少的焊道完成工作。在50%熔敷率下，減少20%的焊劑消耗量。

還可以在很多方面節(jié)省，焊接時(shí)能量高度集中，能量消耗的減少給環(huán)境和成本帶來更多益處。熔敷率顯著提高的同時(shí)不需過多的能量輸入，這樣確保了能量消耗顯著減少。

MIG焊適用于焊接不銹鋼和鋁、銅等有色金屬。而對(duì)于低碳鋼來說是一種昂貴的焊接法。

脈沖MIG焊與脈沖MAG焊類似，可以在低電流區(qū)間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的噴射過渡。

短路過渡焊接法適用于全位置焊接，主要用于中、薄板及根部焊道的焊接。其飛濺較大和成形不好，目前從焊接電源和保護(hù)氣體等方面采取措施，已有較大的改善。