管道焊縫檢驗概述(doc13頁)

1、管道焊縫檢驗概述（doc 13頁）前言本設(shè)計主要對石油管道的焊接工藝以及焊縫的檢驗進行了詳細的編制和分 析；它適用于厚壁大直徑管體工件，有助于管體的焊縫檢測和探討。該書的撰 寫是按照指導(dǎo)老師劉志敏老師的任務(wù)書嚴格進行的，制作過程中，通過輔導(dǎo)老 師的指導(dǎo)和查閱大量的資料輔助完成。該書主要從石油管道的材料分析，管道的鋪設(shè)環(huán)境等多方方面因素考慮，對 管道的焊接工藝過程進行鑒定討論。焊后，通過多種無損探傷的方法如射線探 傷、磁粉探傷以及探傷機器人等高科技設(shè)備，對焊縫（環(huán)焊縫）進行分析檢驗, 以達到石油在運輸過程中的安全、環(huán)保、經(jīng)濟。由于作者能力水平嚴重匱乏，該書的完成存在不少缺欠，可能在學(xué)術(shù)觀點上 和

2、親愛的讀者有些分歧，請您諒解！真心的希望此作品能夠幫到你此致高立華設(shè)計要求大直徑厚壁的石油管道中間的環(huán)焊縫是通過氫弧焊焊接，通過可行的方法對 焊縫進行檢驗設(shè)計目的確保石油在運輸過程中的安全可靠，避免環(huán)境壓力，提高經(jīng)濟效益，促進社 會和諧適用范圍此設(shè)計只適用于大直徑厚壁的管件工件，若進行其他不符合范圍的操作，后 果自負-石油管道材料分析判定結(jié)合具體的管道工程，由于其輸送介質(zhì)和周圍環(huán)境等實際情況的不同，對 焊接材料的要求就有所不同，要針對不同的情況參照相關(guān)的標準。一般情況下 管道焊接時，焊接材料的選擇要遵循如下原則：強度方面，焊接所形成的整個 接頭的強度要高于管體母材的強度，而在根焊焊接時，可以采

3、用比母材強度級 別稍低的焊接材料進行焊接，以釋放焊接應(yīng)力并避免焊接裂紋的產(chǎn)生；韌性方 面，除了要符合相關(guān)規(guī)定外，還要考慮具體運輸介質(zhì)和環(huán)境條件等因素的影響。 無縫鋼管是采用穿孔熱軋等熱加工方法制造的不帶焊縫的鋼管。必要時, 熱加工后的管子還可以進一步冷加工至所要求的形狀、尺寸和性能。目前，無 縫鋼管（DN15600）是石油化工生產(chǎn)裝置中應(yīng)用最多的管子。 對于油品、油氣介質(zhì)，但其設(shè)計溫度超過350攝氏度或壓力大于10.0兆 帕?xí)r，宜選用GB9948或GB6479標準的鋼管； 值得注意的是質(zhì)量好的鋼管價格也比較高，因此在選用鋼管材料的時候, 應(yīng)依據(jù)使用條件綜合考慮，既要可靠又要經(jīng)濟。 同時，材料代

4、用時還應(yīng)考慮如下因素：1 .材料對工作介質(zhì)的相容性。如應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕等；2 .代用材料的設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力是否達到原設(shè)計的要求；3 .代用材料是否會產(chǎn)生如改變焊接材料、焊接工藝等；4 .代用材料是否會產(chǎn)生諸如改變熱處理狀態(tài)、無損檢測及焊接試板等要 求。二石油管道的焊接一一氫弧焊焊的介紹1基弧焊的焊接原理1.1鋁極氫弧焊就是把氧氣做為保護氣體的焊接。借助產(chǎn)生在鋁電極與焊體之 間的電弧，加熱和熔化焊材本身（在添加填充金屬時也被熔化），而后形成焊縫 金屬。筲電極，熔池，電弧以及被電弧加熱的連接縫區(qū)域，受氧氣流的保護而 不被大氣污染。2焊槍鶴極室弧焊槍（也稱焊炬）除了夾持筲電極，輸送焊接電流外，

5、還要噴射保護 氣體。大電流焊槍長時間焊接還需使用水冷焊槍。因此，焊槍的正確使用及保 護是相當重要的。3氣路氣路由氧氣瓶減壓閥、流量計、軟管及電磁氣網(wǎng)（在焊機內(nèi)）等組成。減壓閥用 以減壓和調(diào)節(jié)保護氣體的壓力。流量計是標定和調(diào)節(jié)保護氣體流量，筑弧焊機 通常采用組合一體式的減壓流量計，這樣使用方便、可靠。4敏氣純度氨弧焊時材質(zhì)對基氣純度的要求金屬材料 珞銀不銹鋼太難熔金屬敏氣純度 3。）>99.7>99.985規(guī)范參數(shù)鐺極氨弧焊的規(guī)范參數(shù)主要由電流、電壓、焊速、氨氣流量，其值與被焊材料 種類、板厚及接頭型式有關(guān)。其余參數(shù)如筲極伸出噴嘴的長度，一般取1-2倍 鴇極直徑，鋁電極與焊件距離(弧

6、長)一般取1.5倍以下瞥電極直徑，噴嘴大 小等則在焊接電流值確定后再選定。一般不銹鋼就弧焊規(guī)范如下:電流種類板厚卷邊對接對接加填充焊絲焊絲直 徑及極性mm焊接電流(A)氫氣流量(L/min)焊接電流(A)氧氣流量(L/min)0.530-50435-40401.00.830-50435-40401.0直流正接(焊炬接焊機輸1.035-60440-7040)1.6出一)1.545-804-550-854-50)1.62.0751205-6801305-602.03.01101406-71201506-702.06.鴇極氤弧焊特有的工藝缺陷及防止措施缺陷產(chǎn)生原因(1)鈣極直接夾鴇接觸焊件(2)鈣極

7、烙化氣保護效果差氨氣純度不高防止措施(1)采用高頻引孤(2)減少焊接電流或增加鐺極直徑(3)調(diào)換有裂紋的色極(1)采用純度為99.99%)的氧氣(2)有足夠的提前送氣和滯后停氣時間(3)做好焊前清理工作(4)正確選擇保護氣流量(5)增大噴嘴尺寸，電極伸出長度等(1)焊件上有油污(2)筲電極污染電弧不穩(wěn) (3)鴇電極直徑過大(4)弧長過長(5)筲電極端頭未磨好(1)保護不好，鈣電極氧化(2)槍與焊機極性接反但極損耗 (3)夾頭過熱(4)鈣電極直徑過小(5)停焊時鴇電極被氟化7 .焊前清理(1)做好焊前清理工作(2)去除污染部分(3)使用正確尺寸的筲電極及夾頭(4)調(diào)整噴嘴距離(5)重新磨制鴇極端

8、圓錐角大小(1)清理噴嘴，縮短噴嘴距離，適當增加氮氣流量(2)更改焊槍與焊機輸出的連接(3)增大夾頭直徑(4)調(diào)大銬極直徑(5)磨光鐺電極，調(diào)換夾頭鴇極就弧焊對焊件和填充金屬表面的污染相當敏感，因此焊前須清除焊件表面 的油脂，涂層，加工用的潤滑劑及氧化膜等。8 .安全技術(shù)鴇極筑弧焊操作者，必須戴好頭面罩、手套、穿好工作服、工作鞋，以避免電 弧光中的紫外線和紅外線灼傷。斯泰爾鐺極氮弧焊機均裝有高頻引弧器，小功率的高頻高壓電雖不會電擊操作 者，但當絕緣性能不良時，高頻電會灼傷操作者手的表皮，且很難治愈，所以 焊接手把的絕緣性能一定要經(jīng)常檢查。鴇極就弧焊接時，應(yīng)加強焊接區(qū)的通風(fēng)。在不能進行通風(fēng)的局部

9、空間施焊時， 應(yīng)戴供給新鮮空氣面罩或防毒面具。根據(jù)任務(wù)書的要求，管道是由工作人員焊接完成的，所以在這里我們不不做過 多說明，我們得到了焊接成品，接下來對焊縫進行檢驗三檢驗前的焊縫分析1焊接缺陷的危害焊接缺陷對產(chǎn)品構(gòu)件，尤其是壓力容器和壓力管道在使用中帶來了的隱患和危 害是不能低估的 由于缺陷的存在，減少了焊縫的承載面積，削弱了靜力拉伸強度。 由于缺陷形成缺口，缺口尖端會發(fā)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)象，容易產(chǎn)生裂紋并 擴展。 缺陷可能穿透管壁，發(fā)生泄漏，影響致密性，留下隱患。 對一些結(jié)構(gòu)件輕者在很大程度上降低產(chǎn)品的力學(xué)性能和縮短產(chǎn)品的使用壽命; 重者，還能產(chǎn)生脆斷，導(dǎo)致危及生命財產(chǎn)安全的災(zāi)難性事故，給國

10、民經(jīng)濟帶來 巨大的損失。2焊接缺陷的分類 焊縫表面缺陷和焊縫內(nèi)部缺陷 常見缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋以及咬邊、焊瘤、燒穿、凹 坑等。3防止缺陷的措施防止氣孔焊前將坡口兩側(cè)2030mm范圍內(nèi)的油污、銹、水分清除干凈。 嚴格按照說明書規(guī)定的溫度和時間烘干焊條。 正確選擇焊接工藝參數(shù)，正確操作。 要預(yù)熱。 盡量采用短弧焊接，野外焊接施工要有防風(fēng)設(shè)施。 不允許使用失效的焊條，如焊芯腐蝕，藥皮裂開，脫落，偏心度過大等。防止夾渣 選擇合適的焊接規(guī)范，使熔池存在的時間不要太短，防止熔池金屬凝固過快。 多層焊接時，要注意消除前層焊縫的熔渣。 操作時要注意保護熔池，防止客氣侵入熔池。 焊接速度不宜過

11、快，保證熔池內(nèi)的熔渣有充分的時間上浮。 焊接電流不要太小。防止未熔合 增加焊線能量。 將坡口邊緣充分熔透。 焊接規(guī)范正確，操作得當，焊接速度快慢均勻，焊條擺動到位。 將坡口表面或坡口底部邊緣污物處理干凈。未焊透原因 焊接電流過小，焊接速度過快。 坡口角度太小。 根部鈍邊太厚。 坡口間隙太小。 焊條角度不當。 電弧太長。防止措施 合理選用坡口型式 裝配間隙要得當 采用正確的焊接工藝防止熱裂紋.限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，主要限制硫含量，提 高鎰含量。 提高焊條或焊劑的堿度，降低雜質(zhì)含量，改變偏析程度。 改進焊接機構(gòu)型式，采用合理的焊接順序，提高焊接收縮時的自由度。 焊接終了斷

12、弧時，弧坑冷卻速度快，因偏析在弧坑處形成熱裂紋。采用與母 材相同的引出板。防止冷裂紋 焊前預(yù)熱，焊后緩慢冷卻。 焊后及時進行低溫退火，去氫處理，消除焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力，使氫及時擴散 到外界去。堅強焊接時的保護和被焊處的處理。 選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲，焊材按規(guī)定烘干，清 理坡口。 選用合理的焊接規(guī)范，采用合理的焊接順序，改善焊件的應(yīng)力狀態(tài)。四討論、分析焊縫檢驗的方式焊縫檢驗方法：1,外觀檢查2致密性試驗和水壓強度試驗.3,焊縫射線照相.4,超聲 波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關(guān)于返修規(guī)定:具體情況具體對待,總之要力爭減 少返修次數(shù)在廠房建設(shè)及設(shè)備安裝中大量使用鋼結(jié)構(gòu)，

13、鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量十分 重要，無損檢測是保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要方法。無損檢測的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波 探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用 任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方 法則可以通過各種各樣的儀器或設(shè)備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的 工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。至于用什么方法來進 行無損檢測，這需根據(jù)工件的情況和檢測的目的來確定。由于我們要進行的是對石油管道焊縫的檢驗，根據(jù)對管道的用途，產(chǎn)品材料， 工作環(huán)境，使用壽命，經(jīng)濟性等因素的考慮，因此，下面要具體分析哪

14、些檢驗 方法適合對該產(chǎn)品的檢驗：1超聲波探傷那么什么又叫超聲波呢？聲波頻率超過人耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲波叫 超聲波。用于探傷的超聲波，頻率為0425兆赫茲，其中用得最多的是15兆 赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞，這種方法早已被人們所采用。例如，用手 拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫(yī)生敲敲病人的胸部，檢驗內(nèi)臟是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法，比 聲響法要客觀和準確，而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有 探測距離大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場探傷，檢測速度快， 而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測費用較低等特點，目前建

15、筑業(yè) 市場，管道架設(shè)等主要采用此種方法進行檢測。因此，此種方法還是比較適合 石油管道焊縫的探傷操作的。2水壓實驗水壓試驗適用于檢驗焊縫的致密性和強度，其試驗方法有兩種：一種是用于開 口容器的致密性試驗，在常壓下用水將容器灌滿或部分灌水，不附加壓力，檢 驗焊縫的致密性；另一種是用水將容器灌滿，并封閉容器上所有孔，用水泵把 容器內(nèi)的水壓提高進行強度試驗，通常試驗壓力為工作壓力的倍，并在此壓力 下持續(xù)一段時間，然后把壓力降至容器的工作壓力，進行致密試驗。用小錘距 焊縫處，沿焊縫方向輕輕敲擊，若發(fā)現(xiàn)焊縫上有水滴或細水紋出現(xiàn)，則說明焊縫不致密。由于水壓實驗具有一定的局限性，它只能檢測細小的裂紋等，適合一

16、些強度要 求比較底的產(chǎn)品，滿足不了像石油管道這種高強度，在現(xiàn)役中承擔很大責任的 設(shè)施3氣壓實驗氣壓試驗是將壓縮空氣通入密閉容器內(nèi)，在焊縫表面涂抹肥皂水，當焊 縫有穿透性缺陷時，容器內(nèi)的氣體就會從這些缺陷中逸出，使肥皂水起泡，此 處即為缺陷所在。在氣壓試驗中還有一種氨氣試驗，該試驗方法是向密閉容器 中通入含有10%氨的氣體，在容器外壁焊縫處貼上一條比焊縫略寬的硝酸汞溶液 試紙，如果容器焊縫某處有泄漏，則該處試紙中硝酸汞溶液與氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呈現(xiàn)黑色斑點，以顯示該處有穿透性缺陷。 氣壓試驗通常用于一些管子或小型受壓容器檢驗。氣壓實驗它只能檢測焊縫中 一些穿透性的缺陷，對于材料內(nèi)部的隱形缺陷還是受限，

17、因此也不適合石油管 道的檢測4煤油實驗煤油試驗是在焊縫的一面涂抹上白堊粉水溶液，在焊縫的另一面涂煤油，若焊 縫中存在細微的裂紋或穿透性氣孔等缺陷，煤油會滲過縫隙在白堊粉上形成明 顯的油斑，從而確定焊縫缺陷的位置。試驗時，為了能正確地確定缺陷的大小和位置，應(yīng)在涂煤油后立即觀察，當出 現(xiàn)油斑時，要及時標出缺陷區(qū)，否則隨著時間的延長油斑擴大，造成判斷誤差 加大。如果經(jīng)過5min仍未發(fā)現(xiàn)油斑點，則焊縫致密性為合格。煤油試驗用于常 壓容器的致密性試驗。和水壓、氣壓雷同，因此不可取5射線探傷是利用射線穿透物體來發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部缺陷的探傷方法。射線能使膠片感光 或激發(fā)某些材料發(fā)出熒光。射線在穿透物體過程中按一定

18、的規(guī)律衰減，利 用衰減程度與射線感光或激發(fā)熒光的關(guān)系可檢查物體內(nèi)部的缺陷。射線探傷分為X射線探傷、Y射線探傷、高能射線探傷和中子射線探 傷。射線對人體是有害的。探傷作業(yè)時，應(yīng)遵守有關(guān)安全操作規(guī)程，應(yīng)采取必 要的防護措施。X射線探傷裝置的工作電壓高達數(shù)萬伏乃至數(shù)十萬伏，作 業(yè)時應(yīng)注意高壓的危險。射線探傷(x、Y)方法(RT)工業(yè)上常見的無損檢測的方法之一。指使用電磁波對金屬工件進行檢 測，同X線透視類似。射線穿過材料到達底片，會使底片均勻感光；如果 遇到裂縫、洞孔以及氣泡和夾渣等缺陷，將會在底片上顯示出暗影區(qū)來。 這種方法能檢測出缺陷的大小和形狀，還能測定材料的厚度。x射線是由x射線管加高壓電激發(fā)而成，