CN111037045B - 一种管道的套管接头焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道焊接技术领域，公开了一种管道的套管接头焊接工艺，包括如下步骤：S1：清除管壁内外油污；S2：清除套管内壁起皮；S3：将套管套接在管道端部外，套管与管道之间间隙为2‑3mm；S4：对管道与套管之间的缝隙进行多层焊接形成多层与管道共轴心线的焊缝；S5：多层焊缝形成后，在焊缝上焊接盖面层，盖面层覆盖焊缝与管道端部；S6：熄弧的过程中，弧坑处填满焊丝；防止了低熔点液态薄膜的产生，减小了焊接拉应力，控制了有害物质的渗入，多层焊接可有效衰减焊接后残余拉应力，缓减冷却速度，防止热裂纹产生，缓慢熄弧，用焊丝填满弧坑，进一步防止热裂纹产生。

Description

一种管道的套管接头焊接工艺
技术领域
本发明涉及管道焊接技术领域，尤其是涉及一种管道的套管接头焊接工艺。
背景技术
管道接头焊接是管道焊接中常见的工序，很多情况下会使用材料为1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢作为管件与套管材料进行管道接头焊接，其具有导热系数小、线膨胀系数大的特点，焊接时能产生较大的热应力。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：若管道接头焊接的部位出现裂纹，则会出现管道泄漏的危害。出现裂纹的原因如下：焊接前杂质清理不彻底、焊接过程中电流过大以及冷却速度过快。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种避免管道接头焊接裂纹的管道的套管接头焊接工艺。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案。
一种管道的套管接头焊接工艺，包括如下步骤：
S1：清除管壁内外油污；
S2：清除套管内壁起皮；
S3：将套管套接在管道端部外，套管与管道之间间隙为2-3mm；
S4：对管道与套管之间的缝隙进行多层焊接形成多层与管道共轴心线的焊缝；
S5：多层焊缝形成后，在焊缝上焊接盖面层，盖面层覆盖焊缝与管道端部；
S6：熄弧的过程中，弧坑处填满焊丝。
通过采用上述技术方案，防止了低熔点液态薄膜的产生，减小了焊接拉应力，控制了有害物质的渗入，多层焊接可有效衰减焊接后残余拉应力，缓减冷却速度，防止热裂纹产生，缓慢熄弧，用焊丝填满弧坑，进一步防止热裂纹产生。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S4中的焊接过程参数如下：
第一层：焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min-8cm/min，氩气流量8L/min-10L/min；
其它层：焊接电流130A，电弧电压15V，焊接速度5cm/min-6cm/min，氩气流量10L/min-12L/min。
通过采用上述技术方案，减小了焊接电流，减缓冷却速度，让热应力缓慢释放。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S6后还有补焊步骤S7：先清除裂纹焊缝金属，采用设定小电流焊接方法对裂纹进行多道补焊，设定小电流焊接方法的焊接过程参数为焊接电流90A-110A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min-8cm/min，氩气流量8L/min-10L/min。
通过采用上述技术方案，采用小电流、多道补焊方式使应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：多道补焊中，在上一道补焊后的温度降至50℃-60℃范围内时再进行下一道补焊。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：多层焊缝的焊接方向均相同。
通过采用上述技术方案，使焊缝各个部位的冷却时间相同，热量散发均匀。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：第一层焊缝的焊接方向与其它层焊缝的焊接方向相反。
通过采用上述技术方案，第一层的焊缝与第二层焊缝之间，在第二层焊缝先焊接的部位由于余热时间更长，焊接更牢固，而且让第一层的中间焊接的部位能够受到第二层焊缝先焊接的余热，降低冷却速度，让热应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：相邻层焊缝的焊接方向均相反。
通过采用上述技术方案，相邻层的焊缝之间，在下一层焊缝先焊接的部位由于余热时间更长，焊接更牢固，而且让上一层的中间焊接的部位能够受到下一层焊缝先焊接的余热，降低冷却速度，让热应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：焊接时在套管外套一层保温管，保温管具有金属外层、非金属保温中间层以及金属内层，所述金属内层与所述金属外层之间不接触。
通过采用上述技术方案，保温管能够起到隔热的效果，金属内层能够让套管上的热量均匀，而非金属保温中间层既能保证保温效果，又能保证保温管的形状不会松散，同时当保温管放置在地面上后，金属内层与套管均能在位置上对重力具有适用性，不会难以操作。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
(1)通过在焊接前清洗，避免产生低熔点液态薄膜，减小了焊接拉应力，控制了有害物质的渗入，在管道与套管之间形成多层焊缝，衰减焊接后残余拉应力，缓减冷却速度，焊接好一条焊缝后再缓慢熄弧，用焊丝填满弧坑，防止热裂纹产生；
(2)通过使用多层的保温管，保温管中的非金属保温中间层既能保证保温效果，又能保证保温管的形状不会松散。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明管道轴向的焊缝示意图；
图3为本发明保温管的轴向截面示意图。
附图标记：1、管道；2、套管；3、保温管；31、金属外层；32、非金属保温中间层；33、金属内层；4、盖面层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一。
参照图1，为本发明公开的一种管道的套管接头焊接工艺，包括如下步骤：
S1：清除管壁内外油污。清除管道1的管壁内外的油污、灰尘等杂质，尤其是弯管时留下的油污需要彻底清理，否则焊缝内会留有气泡、杂质、裂纹，让焊缝不达标。
S2：清除套管2内壁起皮。用角磨砂轮清除套管2内壁起皮现象，如果不能彻底清除起皮的部位，则要更换套管2，防止低熔点共晶物的产生。
S3：将套管2套接在管道1端部外，套管2与管道1之间间隙为2mm。如图2与图3所示，焊接时在套管2外套一层保温管3，保温管3具有金属外层31、非金属保温中间层32以及金属内层33，金属内层33与金属外层31之间不接触。保温管3能够起到隔热的效果，金属内层33与套管2直接接触而导热，能够让套管2上的热量均匀，非金属保温中间层32可采用阻燃塑料条压制而成，既能保证保温效果，又能保证保温管3的形状不会松散，可让金属内层33与金属外层31之间的位置相对固定，然后将大量的阻燃塑料条塞进金属内层33与金属外层31之间，并压实。当保温管3放置在地面上后，金属内层33与套管2均能在位置上对重力具有适用性，即金属内层33与套管2可以在其自身重力的作用下在金属外层31内略微下沉以适应焊接姿态。
S4：对管道1与套管2之间的缝隙进行多层焊接形成多层与管道1共轴心线的焊缝。步骤S4中的焊接过程参数如下：第一层：焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min，氩气流量8L/min；其它层：焊接电流130A，电弧电压15V，焊接速度5cm/min，氩气流量10L/min。
S5：多层焊缝形成后，在焊缝上焊接盖面层4，盖面层4覆盖焊缝与管道1端部。
S6：熄弧的过程中，弧坑处填满焊丝。收弧速度不要太快，缓慢息弧。
S7：先清除裂纹焊缝金属，采用设定小电流焊接方法对裂纹进行多道补焊，设定小电流焊接方法的焊接过程参数为焊接电流90A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min，氩气流量8L/min。多道补焊中，在上一道补焊后的温度降至50℃范围内时再进行下一道补焊。多层焊缝的焊接方向均相同，使焊缝各个部位的冷却时间相同，热量散发均匀。其中，补焊前要彻底清除裂纹周围的焊缝金属，否则无法完成补焊工作，且新的裂纹会沿着残余裂纹线不断扩展和延伸。清理完毕后，采用小电流、多道补焊的方式，减缓焊缝冷却速度，让焊缝内部的热应力有缓慢释放的过程。保温管3不覆盖套管2的端部，套管2焊接完成且等待套管2冷却后，从套管2上取下保温管3。
本实施例的实施原理为：清理管道1上的油污与杂质能防止低熔点液态薄膜的产生，减小了焊接拉应力，控制了有害物质的渗入。在管道1与套管2之间形成多层焊接可有效衰减焊接后残余拉应力，缓减冷却速度，防止热裂纹产生。特别注意的是，息弧时要缓慢熄弧，并使用焊丝填满弧坑，进一步防止热裂纹产生。在形成多道焊缝的过程中，与传统的焊接过程参数相比减小了焊接电流，减缓了冷却速度，让多道焊缝内的热应力得到缓慢释放。若是出现裂纹，则采用小电流、多道补焊方式，进一步使应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。在补焊时，可以让第一层焊缝的焊接方向与其它层焊缝的焊接方向相反。第一层的焊缝与第二层焊缝之间，在第二层焊缝先焊接的部位由于余热时间更长，焊接更牢固，而且让第一层的中间焊接的部位能够受到第二层焊缝先焊接的余热，降低冷却速度，让热应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。也可以让相邻层焊缝的焊接方向均相反。相邻层的焊缝之间，在下一层焊缝先焊接的部位由于余热时间更长，焊接更牢固，而且让上一层的中间焊接的部位能够受到下一层焊缝先焊接的余热，降低冷却速度，让热应力有个缓慢释放的过程，避免裂纹出现。
实施例二：
一种管道的套管接头焊接工艺，与实施例一的区别在于，套管2与管道1之间间隙为2.5mm。步骤S4中的焊接过程参数如下：第一层：焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度7cm/min，氩气流量9L/min；其它层：焊接电流130A，电弧电压15V，焊接速度5.5cm/min，氩气流量11L/min。S7：先清除裂纹焊缝金属，采用设定小电流焊接方法对裂纹进行多道补焊，设定小电流焊接方法的焊接过程参数为焊接电流100A，电弧电压12V，焊接速度7cm/min，氩气流量9L/min。多道补焊中，在上一道补焊后的温度降至55℃范围内时再进行下一道补焊。
实施例三：
一种管道的套管接头焊接工艺，与实施例一的区别在于，套管2与管道1之间间隙为3mm。步骤S4中的焊接过程参数如下：第一层：焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度8cm/min，氩气流量10L/min；其它层：焊接电流130A，电弧电压15V，焊接速度6cm/min，氩气流量12L/min。S7：先清除裂纹焊缝金属，采用设定小电流焊接方法对裂纹进行多道补焊，设定小电流焊接方法的焊接过程参数为焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度8cm/min，氩气流量10L/min。多道补焊中，在上一道补焊后的温度降至60℃范围内时再进行下一道补焊。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管道的套管接头焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：清除管壁内外油污；
S2：清除套管（2）内壁起皮；
S3：将套管（2）套接在管道（1）端部外，套管（2）与管道（1）之间间隙为2-3mm；
S4：对管道（1）与套管（2）之间的缝隙进行多层焊接形成多层与管道（1）共轴心线的焊缝；
焊接过程参数如下：
第一层：焊接电流110A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min-8cm/min，氩气流量8L/min-10L/min；
其它层：焊接电流130A，电弧电压15V，焊接速度5cm/min-6cm/min，氩气流量10L/min-12L/min;
S5：多层焊缝形成后，在焊缝上焊接盖面层（4），盖面层（4）覆盖焊缝与管道（1）端部；
S6：熄弧的过程中，弧坑处填满焊丝；
S7：先清除裂纹焊缝金属，采用设定小电流焊接方法对裂纹进行多道补焊，多道补焊中，在上一道补焊后的温度降至50℃-60℃范围内时再进行下一道补焊，设定小电流焊接方法的焊接过程参数为焊接电流90A-110A，电弧电压12V，焊接速度6cm/min-8cm/min，氩气流量8L/min-10L/min。
2.根据权利要求1所述的管道的套管接头焊接工艺，其特征在于，多层焊缝的焊接方向均相同。
3.根据权利要求1所述的管道的套管接头焊接工艺，其特征在于，第一层焊缝的焊接方向与其它层焊缝的焊接方向相反。
4.根据权利要求1所述的管道的套管接头焊接工艺，其特征在于，相邻层焊缝的焊接方向均相反。
5.根据权利要求1所述的管道的套管接头焊接工艺，其特征在于，焊接时在套管（2）外套一层保温管（3），保温管（3）具有金属外层（31）、非金属保温中间层（32）以及金属内层（33），所述金属内层（33）与所述金属外层（31）之间不接触。
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