淺談鋯材、哈氏合金管道安裝及焊接

1、淺談鋯材、哈氏合金管道安裝及焊接-精品資料 本文檔格式為WORD,感謝你的閱讀。 【摘 要】 為了保證鋯材、哈氏合金這種昂貴的進口材料的管道施工質(zhì)量，在鋯材、哈氏合金管道焊接、安裝工作中要嚴格按照工序施工，尤其是鋯材焊接時對空氣的溫度、濕度及清潔度都有嚴格的要求，只有嚴格按照工序施工焊接，才能保證焊口的質(zhì)量。 【關鍵詞】 鋯材 哈氏合金管道 安裝 焊接 1 簡介 2006年2月本人負責大慶油田化工集團一期工程20萬噸/年醋酸工程項目中的特材工藝管道安裝施工。本工程的特材管道材質(zhì)分為鋯材（Zr702）和哈氏合金的（B-3）、（C-276）兩類。特材管道共有1085米，其中鋯材管道有632米，哈氏

2、合金（B-3）管道有137米，哈氏合金（C-276）管道有316米?？偤缚跒?111道，總達因為7777個，其中鋯材管道焊口為1293道，達因為4664個，哈氏合金（B-3）管道焊口為183道，達因為956個，哈氏合金（C-276）管道焊口為635道，達因為2157個。 鋯材的特性是：鋯是一種耐蝕金屬材料，對氧、氮和氫具有活性，很容易與氧起反應并形成穩(wěn)定的氧化物，而且在高溫下對氮、氧、氫具有高的可溶性，少量溶解的氧、氮和氫可提高鋯的硬度并降低鋯的延性。鋯在高溫下還會與碳和碳化物起反應，過多的碳還會引起脆性。由于鋯對氧、氮和氫具活性，施焊時必須使用高純度的惰性氣體保護或在良好的真空室里進行焊接。

3、另外，為了避免使用金屬變脆或引起氣孔的碳化物和氧化物的溶解，鋯表面不得有油、油脂和污物。 哈氏合金又分哈氏B系列、哈氏C系列、哈氏G系列、哈氏H-9M系列及哈氏N系列等，我們施工的管道有哈氏HB3和哈氏C276兩種。哈氏HB3是一鎳基可鍛合金，在任何溫度下對所有濃度的鹽酸都有極好的抗腐蝕能力，也具有耐硫酸、氫氟酸、醋酸及磷酸的能力。這一合金對應力腐蝕裂紋、刀口腐蝕及熱影響區(qū)的侵襲都具有很強的陰抗能力。能阻止晶界碳化物在焊接熱影響區(qū)形成。因此適用于工作在特殊化學工藝狀態(tài)下的焊接構(gòu)件和管道。哈氏C276具有抗菌素點蝕、應力腐蝕裂紋和耐酸的能力。對各化學介質(zhì)，如強氧化劑、氯化鐵、氯化銅、加熱的不純凈

4、介質(zhì)（有機的和無機的），氯氣、甲酸和醋酸、醋酸酐、海水及鹽水溶液都有很好的抗腐蝕能力。 2 施工技術要求 由于鋯和哈氏合金對焊接條件的要求都較嚴格，尤其是鋯材焊接時對空氣的溫度、濕度及清潔度都有要求，所以要求施工在室內(nèi)進行，管件要放置在貨架上，管子下面要墊好枕木而且做好標識。下面分若干條說明特材管道的預制、安裝和焊接。 2.1 管道預制 （1）本工程的管道中，工藝閥與儀表控制閥數(shù)量較多，現(xiàn)場預制時可以此為預制端點，同時注意法蘭安裝方向。（2）管道分段預制應滿足以下要求：法蘭應置于容易擰緊螺栓的位置；管段上的焊口應離開吊裝點一定的距離（不小于50mm），便于施焊與檢驗，可經(jīng)實測結(jié)合單線圖的尺寸進

5、行調(diào)整；管道的開孔應在預制中完成；選擇易于現(xiàn)場調(diào)整的平面彎管做好封閉段。（3）每道工序應認真核對管子標記，并做好移植工作。（4）管道預制加工后，首先清理內(nèi)部，不得留有沙土及其他雜物，封閉兩端并妥善存放。 2.2 管道切割、坡口加工、組對 2.2.1 鋯材管道 （1）鋯管下料時最好采用機加工，如用弓形鋸床據(jù)斷，如管子直徑較大可采用帶鋸手工鋸切割，若管子較短時也可用車床車斷，不管是鋸是車速度都要慢，鋸床每分鐘往復次數(shù)70次左右，車床轉(zhuǎn)速為60RPM左右，而且要不斷向切口澆水降溫。一旦發(fā)現(xiàn)切口變色（淺藍色或藍色）說明此區(qū)域材質(zhì)已變必須去除掉。當然也可用氮氫混合氣等離子切割機切割，切割后去除氧化區(qū)，空

6、氣等離子切割機也能用，但切割后氧化區(qū)大的多，去除氧化區(qū)要耗費大量的人工和時間，因此管子切割最好不用等離子，但鋯板切割時就要采用等離子切割，用車床或鋸床就不行了。施工時有時沒有成品三通就需要現(xiàn)場開三通，就采用磁力鉆鉆孔，鉆好孔后再用銼刀修口。 （2）管子加工坡口時可采用管坡口機也可使用車床，鋯的特性比較軟，2以下的管子用銼刀銼也比較方便比較快，根據(jù)經(jīng)驗219（含219）以下的管子用臥式坡口機比較方便，273（含273）以上的管子手持式坡口機較方便；鋯板坡口的加工可用板坡口機，小塊板材也可用刨床刨坡口，用銼刀銼也可以，只不過耗費人工和時間多些。 （3）焊口在焊接前用銼刀把焊口及焊口兩側(cè)25mm以內(nèi)

7、的區(qū)域銼干凈去除氧化皮，焊口內(nèi)側(cè)也用圓銼把氧化皮去掉，并用丙酮或無水酒精清除焊口內(nèi)外油脂、灰塵、水份等污物。若在陰雨天氣焊口比較潮濕，要先用電熱風把焊口吹干。清理好的焊件要立即進行焊接或?qū)Υ竻^(qū)采取封蓋等防塵措施。焊件放置時間不宜超過8小時，否則要進行再次清理。鋯管臨焊前要用丙酮對坡口和焊絲再清洗一遍。 （4）焊口處理好后要立即點焊，點焊后的焊口要在8小時內(nèi)焊完，否則要重新鋸掉、處理、再點焊、焊接。施工時前做好操作臺，臺面要用不銹鋼做以免污染特材，操作臺上固定一個臺鉗用來夾住管子進行焊口處理和焊接，有些管子較長，前面用臺鉗夾住后面用滾輪托架托住以便管子轉(zhuǎn)動，滾輪托架的制作可根據(jù)操作臺的高低做可

8、調(diào)的，滾輪可用100的小朔膠輪，托架可用10#或者12#槽鋼或工字鋼做。預制好的管段在室內(nèi)試壓完后運到現(xiàn)場安裝，運現(xiàn)場前先用耐火玻璃絲布把管子包好以防止現(xiàn)場被污染。（5）不論點口或是正式焊接都要按正規(guī)程序做，先把焊件固定好，焊口兩側(cè)用堵板堵好，把保護罩放置于焊口，用高溫膠帶保護罩周圍及以外的焊縫密封好，如果管子較大遠離高溫區(qū)的地方也可用普通膠帶密封以節(jié)省費用，再往里通高純氬氣體，稍后再把焊把放置好開始焊接，焊接前焊絲也要用丙酮清洗干凈，焊絲每次拿出熔池后再用時必須把氧化端用虎鉗剪掉。 2.2.2 哈氏合金管道 哈氏合金的特點是硬度大，所以下料比較困難，一般只能用砂輪切割機切割，切割后打磨比較困

9、難，它的坡口處理可用砂輪機打磨也可用車床車或刨床刨（用于板材），但不論是車是刨其刀頭都要用特種鋼刀頭，如哈爾濱或上海工具廠生產(chǎn)的YT-15機加工刀頭。其焊前焊口處理和鋯材一樣樣磨好口后用丙酮清洗干凈，其焊接方法和不銹鋼差不多，不同的是每焊一段要及時冷卻，要嚴格控制好層間溫度，每一層焊完后要充分冷卻后才能焊第二道，所以焊接一道焊口所耗時間相當多。 2.3 管道支、吊架制作安裝 （1）管道支架的形式、加工尺寸等應符合設計要求。（2）鋼板、型鋼一般宜機械切割，切斷后應清除毛刺，支吊架的螺栓孔采用機械鉆孔，不得使用氧乙炔開孔。（3）支吊架應按設計要求制作，其組裝偏差不得大于3mm。（4）制作合格的支吊

10、架應及時噴砂防腐，沒有防腐不能安裝。（5）管道支吊架應保證其材質(zhì)的正確，坐標偏差不得大于10mm，標高不宜超過10mm。（6）支吊架安裝宜在管道安裝前進行，并在管道安裝時及時進行調(diào)整，支吊架應與管道緊密接觸，不得有空隙，不得使管子產(chǎn)生外力和位移。支吊架與特材管道接觸面之間要用石棉板隔離，以保護管道不被侵蝕。（7）管道安裝完畢后，應按設計文件規(guī)定逐個核對支、吊架的形式和位置。 2.4 管道的連接 （1）管道法蘭連接，法蘭平面應垂直管子中心，管子插入法蘭厚度2/3，安裝后法蘭應保持平等其偏差法蘭外徑的1.5，螺孔的偏差5%，保證螺栓自由穿入。（2）墊片安裝根據(jù)設計要求，周邊應整齊。（3）管道的焊接

11、連接，管道焊接前須除去坡口表面的氧化皮、及影響接頭質(zhì)量的表面層并將凸凹不平處打磨平整；同時應將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面不小于10mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷。焊件不得強行組對。管道焊縫組對時，內(nèi)壁應平齊，內(nèi)壁錯邊量不超過管壁厚度10%且不大于2mm。（4）焊縫焊完后應及時清除焊口表面的焊渣、飛濺物，并將焊縫表面清理干凈，然后進行焊縫檢驗。 2.5 焊接保護罩的制作 焊接鋯材和哈氏合金的焊工到位后開始做焊接保護罩，因為每道焊口都要保護，所以有多少種焊接形式就要做多少種焊接保護罩，做保護罩時要根據(jù)焊口形式和尺寸及焊把大小做，要留好焊把操作口，做好進氣口，有些小的保

12、護罩里面填充一些銅絲，以便氣體均勻分布，大的保護罩里面先填充銅絲再加一層篩網(wǎng)，所有保護罩都有要用銅做，外殼可以用0.8mm紫銅皮做，篩網(wǎng)靠近焊接點溫度較高要用0.5mm黃銅皮做，絲網(wǎng)同樣也要黃銅絲網(wǎng)，絲網(wǎng)最好選用80目以上的，接氣帶的銅管可用8的紫銅管。 2.6 焊接的主要技術措施 （1）焊前，要取得按ASME第卷進行的評定合格的焊接工藝評定，焊工要經(jīng)專門培訓并取得相應的技能資格證。（2）參與施焊人員衣著要干凈，施焊場所要保持干燥、干凈。（3）點焊的工藝與正式焊的相同，點焊高度不得超過管壁厚的2/3，點焊的焊肉不得有裂紋、氣孔及不允許存在的氧化變色等缺陷，否則要打磨消除。（4）焊接位置為立向上

13、焊，要盡可能水平轉(zhuǎn)動焊。（5）焊前一般不要求預熱，但當母材溫度低于是15時，要預熱到18以上。層間溫度要控制在100以下。焊后不要求熱處理。（6）鋯管焊接時，焊槍內(nèi)、管內(nèi)和保護拖罩內(nèi)均用純度達到99.999%的氬氣進行保護；哈氏合金焊接時焊槍內(nèi)和管內(nèi)可純度達到99.99%的氬氣進行保護；對于哈氏合金的焊接，當焊肉厚度超過6.4mm時可以停止對管內(nèi)送氣，打底焊時要注意管內(nèi)氬氣壓力，防止焊縫產(chǎn)生內(nèi)凹缺陷；當瓶裝氬氣壓力小于1Mpa時不得使用。（7）要用獨立的氣路提供焊槍、拖罩和管內(nèi)的氬氣，氬氣要保持均勻、非紊流并不相互干擾。氣路中要確保沒有殘余水分和任何泄漏，送氣管要用專用的塑料管，不得采用橡膠管

14、或其它吸潮材料管。鎢極類型采用鈰鎢棒、直徑為2.4mm，噴嘴直徑采用18mm 或20mm。（8）焊接時要注意起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時要將弧坑填滿，多層焊的層間接頭要錯開，層間溫度不超過100。（9）鋯管焊接時，引弧前要提前送氣，熄弧后要滯后停氣，要嚴格控制氬氣保護下的焊縫溫度不超過300，并用丙酮擦拭，以加快冷卻至300以下后停止送氣。（10）對于哈氏合金的焊接，在保證焊透和熔合良好的條件下要盡量采用小工藝規(guī)范進行焊接。施焊過程中，要避免焊槍橫向擺動。手工電弧焊擺動要小于焊條直徑的3倍。每道焊接完畢，要對焊道表面上的焊接弧坑、裂紋、氣孔、咬邊等缺陷進行打磨消除，并用不銹鋼絲和丙酮清除焊道表面

15、上的氧化膜。（11）鋯管焊接過程中，焊絲加熱端要始終保持在氬氣保護區(qū)內(nèi)，如接觸空氣變色，要將焊絲變色部份切除。（12）鋯管焊接過程中，當焊道表面出現(xiàn)變色時，要立即停止焊接，查明原因，采取措施，并經(jīng)檢驗合格后方可進行焊接。輕微的表面變色可用不銹鋼絲和丙酮清除，對污染嚴重的焊道必須鏟除干凈并進行修復后方可繼續(xù)焊接。（13）焊接過程中，若鎢棒碰觸熔池或焊絲，要停止焊接，鏟除污染的焊肉，磨修或更換鎢棒。（14）哈氏C-276管電弧焊焊接時，焊條在使用前要進行烘干，烘烤溫度為250300，恒溫2小時，然后放在120150的保溫箱內(nèi)隨用隨取。焊條回烘次數(shù)不得超過一次。（15）具體的焊接工藝參數(shù)應根據(jù)評定合

16、格的PQR來制定，詳見焊接工藝卡。 3 結(jié)語 以上是我對鋯材及哈氏合金管道安裝及焊接的粗淺看法，由于本人工作經(jīng)驗不足及知識面較窄，對鋯材及哈氏合金管道安裝及焊接工作的認識還不夠全面、深入，所以在以后的工作中，還需要多學習、多實踐、多積累、多總結(jié)，不斷提高自己的專業(yè)技術水平，為現(xiàn)場施工服務好。請各位領導和專家多提寶貴意見，以便我在今后的工作中更好的學習和成長。 閱讀相關文檔:推拖飛機專用設備的牽引原理及故障排除 關于鍋爐檢測技術運用的探討 汽車儀表自動化振動臺架的研制及應用 關于SS3型機車車頂絕緣子閃絡的原因分析及解決措施 減速頂滑動油缸密封蓋修復工藝及設備 CAD&CAM技術在夾具設計及加工中的應用 一種基于紅外吸收原理的瓦斯氣體檢測系統(tǒng)研制 射線照相檢測輻射