淺談鈦合金管道的焊接質(zhì)量控制!
摘要:鈦管道鈦以及鈦合金以其優(yōu)良的耐酸腐蝕性能被人們所看重,越來越多地被用來制造成設(shè)置裝備擺設(shè)和工藝管道,應(yīng)用到帶有強(qiáng)酸物料的反應(yīng)器、輸送管道上。但鈦及鈦合金由于在高溫下易與多種元素和化合物發(fā)生反應(yīng)而脆化,分外是焊接過程中,一經(jīng)吸收了空氣中的氧、氮等元素,溶解在鈦材金屬中會(huì)使合金明顯變硬,低落鈦金屬的延展性而使其變脆,造成管道斷裂和設(shè)置裝備擺設(shè)破壞。所以研討鈦以及鈦合金的焊接對(duì)于應(yīng)用它們的消費(fèi)裝置的設(shè)置裝備擺設(shè)和維護(hù)有著緊張意義。
隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的生長(zhǎng),越來越多的新技能被應(yīng)用到石油加工上,同時(shí)一些強(qiáng)酸或強(qiáng)腐蝕性物料由于它們的強(qiáng)氧化性和較好的催化性能被應(yīng)用到石油化工反應(yīng)中,但一旦泄露,會(huì)造成很緊張的后果,所以如何來制造這些強(qiáng)酸強(qiáng)腐蝕性物料的容器及輸送它們的管道成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。鈦以及鈦合金鈦管道以其優(yōu)良的耐酸腐蝕性能被人們所看重,越來越多地被用來制造成設(shè)置裝備擺設(shè)和工藝管道,應(yīng)用到帶有強(qiáng)酸物料的反應(yīng)器、輸送管道上。但鈦及鈦合金由于在高溫下易與多種元素和化合物發(fā)生反應(yīng)而脆化,分外是焊接過程中,一經(jīng)吸收了空氣中的氧、氮等元素,溶解在鈦材金屬中會(huì)使合金明顯變硬,低落鈦金屬的延展性而使其變脆,造成管道斷裂和設(shè)置裝備擺設(shè)破壞。所以研討鈦以及鈦合金的焊接對(duì)于應(yīng)用它們的消費(fèi)裝置的設(shè)置裝備擺設(shè)和維護(hù)有著緊張意義。本文結(jié)合某項(xiàng)目醋酸裝置鈦合金管道的安裝,淺談鈦合金管道的焊接質(zhì)量控制。
影響焊接質(zhì)量的主要要素分析
1.1鈦管道成型焊區(qū)高溫?zé)峒皻怏w掩護(hù)的影響
在常溫下,鈦合金性能較穩(wěn)固,高溫下,分外是在施焊過程中,鈦合金與氧、氫、氮反應(yīng)的速率極快,根占有關(guān)資料先容,鈦管道鈦合金在施焊過程中,溫度在300℃以上時(shí)能快速吸氫、溫度在600℃以上時(shí)能快速吸氧、溫度在700℃以上時(shí)能快速吸氮,而在空氣中的氧化為敏感。試驗(yàn)證明:當(dāng)鈦合金在焊接時(shí),如果熔池中侵入氧氣、氮?dú)獾葻o害氣體,則被焊部位的塑性、韌性和表面顏色等都有顯著的轉(zhuǎn)變;其機(jī)器性能明顯下降;過熱偏向增高。經(jīng)對(duì)焊接舉行彎曲實(shí)驗(yàn),焊肉發(fā)生斷裂征象,其四周10mm左右處的母材也出現(xiàn)了較顯著的渣裂征象。因此,在舉行鈦合金焊接時(shí),對(duì)熔池、熔滴及高溫區(qū),不管是正面照舊反面,都應(yīng)舉行全面、可靠的氣體掩護(hù)。接納氣體掩護(hù)步伐的目標(biāo):一是防備焊區(qū)四周的無害氣體進(jìn)入熔池;二是控制成型后焊肉區(qū)的高溫?zé)岙a(chǎn)生。如果焊接區(qū)域得不到氣體的有效掩護(hù),必將招致焊接質(zhì)量的下降,緊張時(shí)將招致產(chǎn)物的報(bào)廢。
1.2雜質(zhì)氣體、元素的影響
鈦合金的焊接缺陷產(chǎn)生是比較罕見的,如氣孔、裂紋等。產(chǎn)生這些缺陷的原因主要受氫、鐵、碳等氣體、元素的影響。實(shí)驗(yàn)證明氫、鐵、碳等氣體、元素在焊接時(shí)與鈦合金的溶解度大小有關(guān),它們主要泉源于濕潤(rùn)的空氣、環(huán)境;掩護(hù)氣體的純度;焊件及焊絲表面上的水分、油污等。此中產(chǎn)生“氣孔”的原因主要是來自油污及掩護(hù)氣體中的雜質(zhì)中;產(chǎn)生“裂紋”的原因主要是來自水分及油污中。焊接缺陷的產(chǎn)生除了影響焊件的密封性質(zhì)量要求外,同時(shí)還低落了接頭的強(qiáng)度、韌性、委頓等機(jī)器性能,對(duì)產(chǎn)物質(zhì)量有較大的影響。所以,焊接時(shí)應(yīng)加以控制。
2鈦管道對(duì)焊接質(zhì)量的控制
2.1焊件及焊材的焊前清理
焊接缺陷的產(chǎn)生與焊件、焊絲表面干凈度有很大干系,因此焊前應(yīng)將管接頭端邊沿不少于40mm處范疇內(nèi)及焊絲表面的油污、水、氧化膜及其他贓物清理干凈。管端邊沿的清理可用0.3mm粗電動(dòng)或手動(dòng)不銹鋼絲刷刷至金屬光亮色,焊絲表面可用80目~100目金剛石紗布舉行打磨至金屬光亮色。以上經(jīng)處置懲罰的管端及焊絲表面,都應(yīng)用潔凈的白綢布蘸丙酮擦凈。
2.2焊接溫度及氣體掩護(hù)
鈦管接頭在焊接時(shí),為了防備整個(gè)焊接區(qū)域在高溫下不被無害氣體及元素凈化,必需對(duì)焊區(qū)及成型焊肉舉行須要的焊接溫度控制。控制溫度的主要要領(lǐng):一是對(duì)表面成型焊肉區(qū),加掩護(hù)氣體拖罩;二是將被焊接頭管內(nèi),滿盈掩護(hù)氣體;掩護(hù)氣體的純度值應(yīng)即是或大于99.99%;掩護(hù)氣體的流量應(yīng)饜足焊接技能要求規(guī)定值,終極要使掩護(hù)氣體的掩護(hù)效果,達(dá)到焊接質(zhì)量上的溫控要求;焊接過程中,及時(shí)舉行層間問題丈量,接納層間間歇施焊,包管層間溫度不超過100℃。
2.3焊接要領(lǐng)及要求
2.1按技能要求合理選擇焊接接頭型式、焊接參數(shù)及氣體掩護(hù)方式等;
2.2施工人員和焊工佩戴潔凈的白細(xì)紗布手套;
2.3用絲粗為0.30mm不銹鋼絲刷,將對(duì)接焊縫處刷至銀白金屬色,然后用干凈白綢布蘸少許丙酮將焊接區(qū)域擦凈,經(jīng)處置懲罰的焊區(qū)嚴(yán)禁用手觸摸和接觸鐵制物品;
2.4鈦管道焊接事情盡大概在室內(nèi)舉行,環(huán)境風(fēng)速應(yīng)不大于0.5m/s,并不該有鞫訊風(fēng);
2.5焊接設(shè)置裝備擺設(shè)一樣平常選用“手工鎢極氬弧焊機(jī)”其性能饜足焊接參數(shù)要求;
2.6對(duì)接管定位點(diǎn)焊時(shí),其對(duì)接間隙一樣平常為0.5mm左右;
2.7舉行對(duì)接管的焊接時(shí),為了使焊縫成型質(zhì)量達(dá)到單面焊雙面成型要求,焊縫的成型應(yīng)舉行兩次焊接事情:一次為封底焊接,另一次為成型焊接,并按要求舉行相應(yīng)的氣體掩護(hù);
2.8氣體掩護(hù)拖罩與焊具的間隔應(yīng)以短為佳,與管壁接觸的間隙力求??;
2.9施焊引弧時(shí)應(yīng)先通氣10s~15s,息弧時(shí)不能頓時(shí)抬起焊具,應(yīng)連續(xù)供氣掩護(hù)焊區(qū),直到溫度降至100℃以下;
2.10焊接時(shí),焊具不該左右擺動(dòng),焊絲熔化端不得移出氣體掩護(hù)區(qū);
2.11每道焊縫應(yīng)盡大概一次焊完,必需接焊的焊縫,在焊前應(yīng)將接口處清理干凈,焊肉搭接長(zhǎng)度在10mm~15mm之間。
2.4鈦管道焊縫及熱影響區(qū)及格標(biāo)準(zhǔn)
2.4.1焊縫余高:當(dāng)壁厚小于5mm時(shí),為0-1.5mm;當(dāng)壁厚大于5mm時(shí),為1.0-2.0mm;
2.4.2焊縫表面不得有咬邊、夾鎢征象;
2.4.3每道焊道的色澤查抄應(yīng)在焊后清理之前舉行,及格標(biāo)準(zhǔn)見表;
鈦材焊道色澤查抄及格標(biāo)準(zhǔn)
2.5鈦管道焊后處置懲罰及檢測(cè)
鈦管接頭的焊接質(zhì)量起首要舉行焊接區(qū)域的表面顏色查驗(yàn),掩護(hù)效果在“精良”以上為及格。對(duì)掩護(hù)效果不理想的接頭,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境舉行須要的質(zhì)量處置懲罰。一樣平常環(huán)境下,氧化效果較輕時(shí)可用不銹鋼絲刷將氧化部位刷至金屬光亮色(銀白色)或舉行酸洗處置懲罰,以包管內(nèi)部金屬不被連續(xù)氧化。外觀查抄及格的焊縫需舉行100%射線探傷,檢測(cè)及格方能舉行后續(xù)安裝事情。
3焊接過程中控制重點(diǎn)
3.1有效控制焊接層間溫度,制止鈦合金與氮、氫、氧氣體及鐵、碳元素間的吸收和溶解。
3.2焊接用的掩護(hù)氣體盡大概地接納高純度氬氣,掩護(hù)效果應(yīng)精良,其流量值在規(guī)定范疇內(nèi)。3.3焊接區(qū)域及焊絲的表面應(yīng)舉行氧化皮、油脂等污物的去除,焊件接頭應(yīng)盡大概一次(在8h內(nèi))完成施焊事情。
3.4現(xiàn)場(chǎng)焊縫的焊接,要盡量饜足鈦材焊接的環(huán)境要求。
4 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明,在舉行鈦管接頭焊接時(shí),只要在各個(gè)關(guān)鍵上加以精良控制,才能確保焊接質(zhì)量饜足使用要求。有了焊接質(zhì)量的包管,鈦材能夠在更多的特別環(huán)境條件下使用。