CN101642843A - 一种法兰堆焊方法 - Google Patents

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饶建红
张政
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Abstract

本发明提供了一种法兰堆焊方法，其特征在于，具体步骤为：第一步：将法兰表面进行粗加工，预留加工余量；将焊条烘干，清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；第二步：用电加热设备将法兰表面预热；第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量15－20L/Min，电流直流正极性，电流范围150－200A，电压范围12－15V，焊接速度140－220mm/min，送丝速度1600－2000mm/min；第四步：将堆焊好的法兰在610－720℃退火2.5－4小时。本发明的优点是：与普通的法兰堆焊相比，本发明工艺堆焊效率高，质量控制稳定，而且稀释率低，因而抗腐蚀性能得到了很大程度的提高。

Description

一种法兰堆焊方法
技术领域
本发明涉及碳钢、合金钢及不锈钢法兰的内孔及密封面堆焊方法，主要用于石油、天然气等化工行业含有腐蚀性介质的传输管道中法兰的防腐控制，属于防腐工艺技术领域。
背景技术
管道作为物料输送的一种特种设备广泛应用于机械、石油、化工、冶金等行业，对现代化工业生产和人民生活起着很重要的作用，而法兰做为管道系统中应用最广泛的密封元件，对整个管道系统的安全运作至关重要。法兰是一种可拆连接件，其作用是借助连接螺栓压紧密封垫片，使垫片在螺栓压紧力的作用下发生弹性或塑性变形，以便填塞住法兰密封面间的间隙而达到密封的目的。然而，随着现代工业的不断发展，管道系统的工作条件往往变得异常复杂和苛刻，法兰常常处在高温高压、承受较大载荷、以及氧化、腐蚀的工况下，这就要求法兰具有良好的耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。否则，在介质的传输过程当中，特别是石油、天然气等含有H2S及其他腐蚀性气体的介质，极易引起法兰的腐蚀而发生介质的泄露，严重危害人民的生命财产安全。过去通常的做法是采用高耐腐蚀合金(CRA)来制造法兰，这样虽然起到了一定的防腐作用，但是耐腐蚀合金价格昂贵，既大大提高了生产成本，也在很大程度上造成了材料的大量浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰堆焊方法，通过在法兰内孔壁及密封面堆焊一层耐腐蚀合金(CRA)来提高法兰的抗腐蚀性能，既能提高产品的使用性能，又能降低生产成本。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种法兰堆焊方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将法兰表面进行粗加工，依照堆焊层厚度预留加工余量3-5mm；将焊条烘干，清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；
第二步：用电加热设备将法兰表面预热到75-150℃，预热时间为0.5-1h，层间温度150-250℃；
第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量15-20L/Min，电流直流正极性(DCEN)，钨极直径为2.4-3.2mm，端头形状为尖状，电流范围150-200A，电压范围12-15V，焊接速度140-220mm/min，送丝速度1600-2000mm/min；
第四步：将堆焊好的法兰在610-720℃退火2.5-4小时。
本发明的优点是：普通的法兰堆焊通常采用人工堆焊的方法，效率低，质量不易控制；本发明将采用自动钨极氩弧焊，提高了堆焊的效率，稀释率低，因而大大提高了法兰的抗腐蚀性能。
附图说明
图1为堆焊后的法兰示意图。
具体实施方式
以下结合具体实例对法兰的堆焊工艺做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，为堆焊后的法兰示意图，法兰本体1材质为A350 LF2，在其内孔壁及密封面堆焊耐腐蚀合金层2，材质为镍合金ERNiCrMo-3(Inconel 625)。
其法兰堆焊方法为：
第一步：将法兰表面进行粗加工，预留加工余量3mm，以保证焊层经加工后能够达到指定的尺寸要求；堆焊表面不能有裂纹，夹渣，折叠等有害缺陷，如有上述缺陷需经焊补清除、再粗车后方可堆焊；将焊条烘干，用丙酮清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；
第二步：用氧炔焰将法兰表面预热到75℃，预热时间为0.5h，层间温度150℃；
第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，根据WPS的要求，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量15L/Min，电流直流正极性(DCEN)，钨极直径为2.4mm，端头形状为尖状，电流范围150A，电压范围12V，焊接速度140mm/min，送丝速度1600mm/min；
第四步：将堆焊好的法兰放入炉中在610℃去应力退火2.5小时。
实施例2
如图1所示，为堆焊后的法兰示意图，法兰本体1材质为A350 LF2，在其内孔壁及密封面堆焊耐腐蚀合金层2，材质为镍合金ERNiCrMo-3(Inconel 625)。
其法兰堆焊方法为：
第一步：将法兰表面进行粗加工，预留加工余量5mm，以保证焊层经加工后能够达到指定的尺寸要求；堆焊表面不能有裂纹，夹渣，折叠等有害缺陷，如有上述缺陷需经焊补清除、再粗车后方可堆焊；将焊条烘干，再用上海试剂一厂生产的丁酮(型号：Q/GHSA-233-1999)清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；
第二步：用氧炔焰将法兰表面预热到150℃，预热时间为1h，层间温度250℃；
第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，根据WPS的要求，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量20L/Min，电流直流正极性(DCEN)，钨极直径为3.2mm，端头形状为尖状，电流范围200A，电压范围15V，焊接速度220mm/min，送丝速度2000mm/min；
第四步：将堆焊好的法兰放入炉中在610℃去应力退火2.5小时。
实施例3
如图1所示，为堆焊后的法兰示意图，法兰本体1材质为AISI 4130，在其内孔壁及密封面堆焊耐腐蚀合金层2，材质为镍合金ERNiCrMo-3(Inconel 625)。
其法兰堆焊方法为：
第一步：将法兰表面进行粗加工，预留加工余量3mm，以保证焊层经加工后能够达到指定的尺寸要求；堆焊表面不能有裂纹，夹渣，折叠等有害缺陷，如有上述缺陷需经焊补清除、再粗车后方可堆焊；将焊条烘干，再用上海试剂一厂生产的丁酮(型号：Q/GHSA-233-1999)清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；
第二步：用氧炔焰将法兰表面预热到150℃，预热时间为0.5h，层间温度200℃；
第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，根据WPS的要求，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量17L/Min，电流直流正极性(DCEN)，钨极直径为3.2mm，端头形状为尖状，电流范围180A，电压范围15V，焊接速度180mm/min，送丝速度1800mm/min；
第四步：将堆焊好的法兰放入炉中在720℃退火4小时。
本发明工艺较之普通的法兰堆焊，有以下优点：
  堆焊方法   稀释率   质量控制   全面成型   效率   抗腐蚀性能
  普通法兰堆焊   手工电弧焊   10％以上   不稳定   一般   低   一般
  本发明工艺   自动钨极氩弧焊   5％以上   稳定   较好   同   优

Claims (1)

1、一种法兰堆焊方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将法兰表面进行粗加工，依照堆焊层厚度预留加工余量3-5mm；将焊条烘干，清除焊条表面的铁锈、油污以及氧化物；
第二步：用电加热设备将法兰表面预热到75-150℃，预热时间为0.5-1h，层间温度150-250℃；
第三步：采用钨极氩弧焊方法对法兰进行堆焊，其焊接条件为：保护气体为纯度99.99％的氩气，保护气体流量15-20L/Min，电流直流正极性(DCEN)，钨极直径为2.4-3.2mm，端头形状为尖状，电流范围150-200A，电压范围12-15V，焊接速度140-220mm/min，送丝速度1600-2000mm/min；
第四步：将堆焊好的法兰在610-720℃退火2.5-4小时。
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