CN111843103B - 对开三通组对焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对开三通焊接技术领域，具体公开了一种对开三通组对焊接方法，包括以下步骤：将上护板与下护板套装在母管的外侧，形成两道直焊缝和两道环焊缝；两道环焊缝与每道直焊缝的相交分别形成A交叉点和B交叉点；对直焊缝和环焊缝处理；对两道直焊缝均分为多段并同时焊接；在两道直焊缝焊接完毕后，对两道环焊缝焊接；将每道环焊缝均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，其中B段环焊缝以顺时针方向焊接，A段环焊缝以逆时针方向焊接，A段环焊缝和B段环焊缝同时焊接。本发明利用直焊缝和环焊缝不同的焊接工序，避免造成应力集中与氢裂事故的发生；直焊缝的焊接坡口采用单边坡口型式，减少了大量焊接工作量。

Description

对开三通组对焊接方法
技术领域
本发明涉及对开三通焊接技术领域，特别涉及一种对开三通组对焊接方法。
背景技术
传统对开三通焊接工序方法不适用于口径为1420mm以上的大口径对开三通焊接，目前的焊接工艺采用单侧单人的焊接方法，该方法极易造成应力集中，从而发生氢裂现象。焊接应力是由于焊接加热产生不均匀温度场引起的，在各种应力下其焊缝轴线方向的应力容易发生应力集中，极易造成焊缝处出现应力集中与氢裂现象，进而导致对开三通焊接工作失败，从而造成施工进度缓慢，施工成本增加；同时在现有技术中对于直焊缝和环焊缝进行焊接时，焊工人数较少，这使得每个焊工的工作量较大，极易造成焊工过度疲劳，由于对于对开三通的焊接是带压焊接工作，焊工在疲劳的情况下进行焊接工作将使得安全系数大大降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种对开三通组对焊接方法，能够避免在大口径对开三通组队焊接时出现应力集中，从而导致氢裂事故的发生。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
对开三通组对焊接方法，将上护板与下护板套装在母管的外侧，形成两道直焊缝和两道环焊缝；其中，两道环焊缝与每道直焊缝的分别形成A交叉点和B交叉点；
对上护板与下护板所形成的直焊缝和环焊缝处理；
对上护板和下护板所形成的两道直焊缝均分为多段并同时焊接；
在两道直焊缝焊接完毕后，对两道环焊缝焊接；将每道环焊缝均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，其中B段环焊缝以顺时针方向焊接，A段环焊缝以逆时针方向焊接，A段环焊缝和B段环焊缝同时焊接。
进一步，为了使得直焊缝在焊接时，所形成的应力分散；两道直焊缝均分为多段并同时焊接，具体是是指：将每道直焊缝均分为三段，由三个焊工进行焊接；焊接时，两道直焊缝同时施焊；其中，两道直焊缝中间段焊接方向相反，且每道直焊缝中其他两段的焊接方向相反并向远离中间段的一侧焊接。
进一步，为了减小焊接工作量，所述直焊缝为单边坡口焊缝，单边坡口焊缝的角度为a，a＝40～50°。
进一步，为了加强直焊缝的焊接质量，直焊缝的焊接符合相关要求，在进行直焊缝焊接时，采用氩弧焊打底，电弧焊盖面。
进一步，为了使得环焊缝焊接时所产生的应力不集中；所述将每道环焊缝均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，具体是指：沿竖向将每道环焊缝均分为两段，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分四小段。
进一步，所述以顺时针方向焊接，具体是指：B段环焊缝以该段环焊缝远离对开三通法兰一侧的端部为起点，依次以顺时针方向焊接；
所述以逆时针方向焊接，具体是指：A段环焊缝以A交叉点为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接，焊接完成后，再以该段环焊缝远离对开三通法兰一侧的端部为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接。
进一步，为了减少焊缝的气孔和夹渣问题的发生概率；所述环焊缝采用多焊道堆焊的焊接方式，每焊层厚度为2.0～3.0mm。
进一步，所述对上护板与下护板所形成的直焊缝和环焊缝处理，具体是指：对直焊缝和环焊缝的边缘50mm内去除油污和氧化层。
本发明的有益效果是：
本发明对直焊缝和环焊缝采用多段同时反向焊接的方法，有效的避免造成应力集中造成氢裂事故的发生；
本发明中直焊缝为单边坡口焊缝，相比现有技术中采用双坡口焊缝，有效的减少了焊接工作量，进而减少了管道焊接期间发生事故的机率；
本发明中环焊缝均采用多焊道堆焊的焊接方式，减少了气孔和夹渣问题的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明中上护板与下护板所形成的直焊缝、上护板和下护板与母管所形成的环焊缝的结构示意图；
图2为本发明中直焊缝焊接的焊接工序示意图；
图3为本发明中环焊缝焊接的焊接工序示意图；
图4为本发明中环焊缝的焊接示意图；
图5为本发明中上护板与下护板所形成直焊缝的示意图；
附图说明
其中：1、上护板；2、下护板；3、法兰；4、母管；10、直焊缝；20、环焊缝。
具体实施方式
如图1-图5所示，对开三通组对焊接方法，具体包括以下步骤：
将上护板1与下护板2套装在母管4的外侧；其中，两道环焊缝20与两道直焊缝10分别形成A交叉点和B交叉点；
其中，为了使得直焊缝10的焊接质量更高且使得焊接更加方便，根据石油天然气行业标准《SY/T6150.1-2017》的相关规定,图4所示，上护板1、下护板2内侧分别于与母管4外侧的间隙为D，D≤2mm；图1所示，对开三通法兰3沿管道轴线方向的两端到管顶的距离X≤1mm；图1所示，对开三通法兰3中轴线与其所在位置管道轴线间距离为S，S≤1.5mm。
对上护板1与下护板2所形成的直焊缝10和环焊缝20处理，具体是指：对直焊缝10和环焊缝20的边缘50mm内去除油污和氧化层；
对上护板1和下护板2所形成的两道直焊缝10均分为多段并同时焊接；
在两道直焊缝10焊接完毕后，对上护板1、下护板2的两端分别与母管4所形成的两道环焊缝20焊接；将每道环焊缝20均分为两段,包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，其中B段环焊缝以顺时针方向焊接，A段环焊缝以逆时针方向焊接，A段环焊缝和B段环焊缝同时焊接。
进一步的，为了加强直焊缝10的焊接质量，直焊缝10的焊接符合相关要求，对上护板1和下护板2所形成的两道直焊缝10均分为多段并同时焊接；两道直焊缝10采用多名焊工同时施焊；将有效的将应力分散，消除现有技术中单侧焊接时热应力集中的问题，避免氢裂现象的发生。
所述两道直焊缝10均分为多段并同时焊接，具体是指：将每道直焊缝10均分为三段，由三名焊工分别焊接；焊接时，两道直焊缝10同时施焊；其中，两道直焊缝10中间段焊接方向相反，且每道直焊缝10中其他两段的焊接方向相反并向远离中间段的一侧焊接。
进一步的，所述直焊缝10为单边坡口焊缝，单边坡口焊缝的角度为a，a＝40～50°。
与现有技术相比，本发明将现有技术中的双边坡口焊缝采用单边坡口焊缝替代作为直焊缝10，有效的减少了焊接工作量；
将直焊缝10设置为单边坡口焊缝，且角度为40～50°；相比现有技术采用70°夹角双边坡口焊缝，直焊缝10的夹角变小，从而减小的焊工进行焊接时的焊接工作量；
单边坡口焊缝的角度加大到40～50°，在保证焊接性能的要求，比双边坡口所形成的70°夹角焊接工作量；减少了管道焊接期间发生事故的机率。
在一些实施例中，为了使得单边坡口成型更加方便，其角度为45°。
进一步的，在进行直焊缝10焊接时，采用氩弧焊打底，电弧焊盖面，其中，咬边深度≤0.5mm，咬边连续长度≤50mm，且直焊缝10两侧咬边总长度≤焊缝全长的10％；
咬边：是指由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。咬边将减少母材的有效截面积、在咬边处可能引起应力集中、特别是低合金高强钢的焊接，咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。
咬边深度：焊接时，烧熔本体的深度。
采用氩弧焊打底，电弧焊盖面的方式有效的保证焊缝根部质量，并且不会残留药皮焊渣之类的杂物且不容易有沙眼，防止外漏，焊接密封度高。
优选的，直焊缝采用单边V型坡口，焊条采用直径3.2mm，通过焊接电流计算公式I＝(35～55)d；其中，d为焊条直径，I为焊接电流；计算得到焊接电流为120～160A；并采用多焊道满焊的焊接方法，每焊层厚度为2.0～3.0mm。
优选的，直焊缝10采用多焊道满焊的方式实现焊接，从内向外每层焊满，每层焊接完成后进行清根处理，能够有效地提高焊接质量。
在一些实施例中，钝边厚度b，b＝0.5～2mm；
在一些实施例中，图2所示，图中A、B、C、D、E、F代表焊工，箭头指示方向为该名焊工在该段的焊接方向；其中一道直焊缝10包括中间段Z12、侧边段Z11、侧边段Z13；另外一道直焊缝10包括中间段Z22、侧边段Z21、侧边段Z23；
进一步的，两道直焊缝10采用多名焊工同时施焊，具体是指：将每道直焊缝10均分为三段，即中间段Z12、侧边段Z11、侧边段Z13、中间段Z22、侧边段Z21、侧边段Z23；两道直焊缝10分别由三个焊工进行焊接；焊接时，两道直焊缝10同时施焊；其中，两道直焊缝10中间段Z12和中间段Z22焊接的方向相反，且侧边段Z11和侧边段Z13、侧边段Z21和侧边段Z23的焊接方向相反，均向远离中间段一侧进行焊接。
这样设置有效的消除了焊接时的所产生变形应力；有效的加强了焊接质量，避免焊接时所产生的变形应力对于焊接质量的影响。
图2所示，在进行焊接时，A焊工向左侧焊接Z11时，B焊工将向右侧焊接Z12，C焊工向右侧焊接Z13，与此同时,另外一侧F焊工焊接的Z21焊接方向与A焊工相同，E焊工焊接的Z22的焊接方向与B焊工相反，D焊工焊接的Z23焊接方向与C焊工相同。
在直焊缝10焊接完毕后，对上护板1、下护板2分别与母管4所形成的两道环焊缝20焊接；具体如图3所示，沿竖向分别将每道环焊缝20均为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，具体是指：沿竖向将每道环焊缝20均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分四小段。
以顺时针方向焊接，具体是指：B段环焊缝以该段环焊缝远离对开三通法兰3一侧的端部为起点，依次以顺时针方向焊接；
以逆时针方向焊接，具体是指：A段环焊缝以A交叉点为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接，焊接完成后，再以该段环焊缝远离对开三通法兰3一侧的端部为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接。
在一些实施例中，如图3所示，A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4表示焊工代码以及焊接顺序，箭头方向为焊接方向。当对开三通法兰3的中轴线与环焊缝10圆心在同一直线上时，将对开三通两端的环焊缝20分别以对开三通法兰3的中轴线均分为两段，每段环焊缝20均分为四小段；其中B段环焊缝(即中轴线左侧部分的环焊缝20)以顺时针方向焊接，A段环焊缝(即中轴线右侧的环焊缝20)以逆时针方向焊接，焊接时，每小段环焊缝20由一个焊工完成，共计采用八名电工施焊；图3所示，A段环焊缝和B段环焊缝同时开始焊接；其中，B段环焊缝以远离对开三通法兰3一侧的端部为起点，依次以顺时针方向焊接，A段环焊缝则从A交叉点为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接，焊接完成后，再以该段环焊缝远离对开三通法兰3一侧的端部为起点，并由两名焊工依次以逆时针方向焊接。
环焊缝20采用以上焊接顺序能够有效地避免造成应力集中，从而造成裂事故的发生；即图3所示，法兰3中轴线右侧的焊接顺序为A1-A4,；法兰3中轴线左侧的焊接顺序为B1-B4；其中A1、B1同时施焊。
优选的，在环焊缝20焊接时采用直径2.5mm的焊条，通过焊接电流计算公式I＝(35～55)d；其中，d为焊条直径，I为焊接电流；计算得到焊接电流为为90～120A；
如图4所示，采用多焊道堆焊的焊接方式，其中图4中的A-J为焊接顺序，每焊层厚度为2.0～3.0mm，将有效的避免造成应力集中与氢裂事故的发生，同时堆焊焊接减少了气孔和夹渣问题的发生。
通过本发明中直焊缝10与环焊缝20的焊接工序，将有效的避免造成应力集中与氢裂现象的发生，从而导致对开三通焊接工作失败的情况出现。
优选的，直焊缝10和环焊缝20的焊接采用手工电弧焊。
针对本发明对开三通组对焊接，对采用直径为3.5mm焊条焊接后的直焊缝10和采用直径为2.5mm焊条焊接后的环焊缝20分别做无损检测，焊接质量符合要求。

Claims (8)

1.对开三通组对焊接方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
将上护板(1)与下护板(2)套装在母管(4)的外侧，形成两道直焊缝(10)和两道环焊缝(20)；其中，两道环焊缝(20)与每道直焊缝(10)的相交分别形成A交叉点和B交叉点；
对上护板(1)与下护板(2)所形成的直焊缝(10)和环焊缝(20)处理；
对上护板(1)和下护板(2)所形成的两道直焊缝(10)均分为多段并同时焊接；
在两道直焊缝(10)焊接完毕后，对两道环焊缝(20)焊接；将每道环焊缝(20)均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，其中B段环焊缝以顺时针方向焊接，A段环焊缝以逆时针方向焊接，A段环焊缝和B段环焊缝同时焊接。
2.根据权利要求1所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：所述两道直焊缝(10)均分为多段并同时焊接，具体是指：将每道直焊缝(10)均分为三段，由三名焊工分别焊接；焊接时，两道直焊缝(10)同时施焊；其中，两道直焊缝(10)中间段焊接方向相反，且每道直焊缝(10)中其他两段的焊接方向相反并向远离中间段的一侧焊接。
3.根据权利要求1所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：所述直焊缝(10)为单边坡口焊缝，单边坡口焊缝的角度为a，a＝40～50°。
4.根据权利要求1所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：在进行直焊缝(10)焊接时，采用氩弧焊打底，电弧焊盖面。
5.根据权利要求1-4任一项所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：所述将每道环焊缝(20)均分为两段，包括含有A交叉点的A段环焊缝和含有B交叉点的B段环焊缝，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分为多个小段，具体是指：沿竖向将每道环焊缝(20)均分为两段，并将A段环焊缝和B段环焊缝均分四小段。
6.根据权利要求5所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：
所述以顺时针方向焊接，具体是指：B段环焊缝以该段环焊缝远离对开三通法兰(3)一侧的端部为起点，依次以顺时针方向焊接；
所述以逆时针方向焊接，具体是指：A段环焊缝以A交叉点为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接，焊接完成后，再以该段环焊缝远离对开三通法兰(3)一侧的端部为起点，由两名焊工依次以逆时针方向焊接。
7.根据权利要求5所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：所述环焊缝(20)采用多焊道堆焊的焊接方式，每焊层厚度为2.0～3.0mm。
8.根据权利要求1所述的对开三通组对焊接方法，其特征在于：所述对上护板(1)与下护板(2)所形成的直焊缝(10)和环焊缝(20)处理，具体是指：对直焊缝(10)和环焊缝(20)的边缘50mm内去除油污和氧化层。
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