CN114247960A - 造雪系统内钢管焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢管焊接领域，公开了造雪系统内钢管焊接工艺，包括以下步骤，S1：对待焊接的焊条进行预处理A；S2：用预处理A的焊条对待焊接钢管的焊接端进行坡口加工；S3：为坡口加工后的钢管组对进行预处理B；S4：将坡口加工后的钢管进行坡口组对形成对口；S5：用预处理A的焊条对所述对口采用氩弧焊定位打底；S6：用预处理A的焊条对所述对口采用电弧焊填充、盖面；S7：用预处理A的焊条对焊缝检验及修补；本发明通过预处理A、坡口加工、预处理B和定位打底等之间的配合，可以有效保证致冬雪环境下的焊接质量，大大减少焊缝表面产生的裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透，提高钢管焊接后的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及钢管焊接技术领域，特别涉及一种造雪系统内钢管焊接工艺。
背景技术
焊接钢管是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后再焊接成的、表面有接缝的钢管，焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢。
现有技术中的钢管焊接工艺无法很好的适用于冬雪环境下的焊接加工，导致冬雪环境下的焊接质量无法得到保证，其焊缝容易产生裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透等问题，存在一定的使用局限性。
因此，有必要提供一种造雪系统内钢管焊接工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造雪系统内钢管焊接工艺，以解决上述背景技术中无法很好的适用于冬雪环境下的焊接加工，导致冬雪环境下的焊接质量无法得到保证等问题。
基于上述思路，本发明提供如下技术方案：造雪系统内钢管焊接工艺，包括以下步骤，
S1：对待焊接的焊条进行预处理A；
S2：用预处理A的焊条对待焊接钢管的焊接端进行坡口加工；
S3：为坡口加工后的钢管组对进行预处理B；
S4：将坡口加工后的钢管进行坡口组对形成对口；
S5：用预处理A的焊条对所述对口采用氩弧焊定位打底；
S6：用预处理A的焊条对所述对口采用电弧焊填充、盖面；
S7：用预处理A的焊条对焊缝检验及修补。
作为本发明的进一步方案：所述预处理A为烘干和保温，焊条在380℃下烘干1.5小时，烘干后的焊条放在100℃的恒温箱内，且使用时的焊条放在保温筒内。
作为本发明的进一步方案：所述坡口统一加工成V型坡口。
作为本发明的进一步方案：所述V形坡口的组对间隙为0～2mm时，钝边0～2mm，坡口角度为60°～65°；
所述V形坡口的组对间隙为0～3mm时，钝边0～3mm，坡口角度为55°～60。；
所述V形坡口的组对间隙为1～3mm时，钝边0～2mm，坡口角度为45°～60°；
组对时内壁错边量不超过钢管厚度的10％，且不大于2mm。
作为本发明的进一步方案：所述预处理B为将坡口表面及其两侧20mm范围内氧化物、油污、毛刺和其它有害杂质彻底清理干净，且将待焊接钢管放置稳固。
作为本发明的进一步方案：所述氩弧焊的定位焊缝长度为10～20mm，高度为2～4mm；
当待焊接钢管规格DN≤100mm时，3点均布；
当待焊接钢管规格DN≥150mm时，4点以上沿焊缝均布。
作为本发明的进一步方案：当待焊接钢管为4.5～6mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充一遍，电弧焊盖面一遍；
当待焊接钢管为7～12mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充两遍，电弧焊盖面一遍；
当待焊接钢管为14～21mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充四遍，电弧焊盖面一遍。
作为本发明的进一步方案：所述检验为射线检验或超声检测，当修补时补焊的焊缝长度不得小于30mm。
作为本发明的进一步方案：所述当待焊接钢管规格DN≥150mm时，同一钢管段上两对接焊缝中心距不小于150mm；
当待焊接钢管规格＜150mm时，同一钢管段上两对接焊缝中心距不小于100mm。
作为本发明的进一步方案：当焊接环境温度低于0℃时，对焊接部位进行预热，焊件在始焊处100mm范围内预热到15℃以上；
当环境温度低于-10℃施焊时，管道焊接搭设防护棚，同时采用暖风机提高环境温度到0℃，并对管道进行加热，每道焊缝应一次完成，焊接的最高预热温度和层间温度不大于250℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过预处理A、坡口加工、预处理B和定位打底等之间的配合，可以有效保证致冬雪环境下的焊接质量，大大减少焊缝表面产生的裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透，提高钢管焊接后的使用寿命，整体的实用性更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明V形坡口的坡口形式图；
图2为本发明插入式焊接坡口的坡口形式图；
图3为本发明对接钢管图。
图中：a：坡口角度；c：间隙；p：钝边；δ：厚度；X：第一钢管；Y：第二钢管。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明实施例提供一种造雪系统内钢管焊接工艺：包括以下步骤，
一、焊条预处理A
1.1、焊接材料的保管
焊材由项目部指定保管员负责管理。库内应保持空气流通良好设置温湿计，室内温度保持在10—25℃，相对湿度不大于60％，焊接材料放在货架上，离地和墙的距离不少于300㎜。焊接材料堆放时，应按入库时间、种类、牌号、批次、规格分类堆放，每应有明显标识，避免混乱。在保管和搬运焊接材料堆放时，应注意轻拿轻放，不得乱摔乱碰，以避免包装破坏或药皮脱落。
1.2、焊接材料的领用和回收
由专人负责焊材的发放、回收及烘干。施工队组长应在焊接材料领用前根据设计要求的型号、规格、数量，提前一天通知以便提前烘干。当天未用完的焊丝，应取出进行密闭包装，避免焊丝生锈。现场施焊时，焊条应放入保温筒内，随焊随取，若发现焊条药皮有脱落、裂纹、偏心等缺陷，不得用于焊接。施焊过程中，一旦发现药皮发红，该段焊条应予以作废。焊工施焊结束，应将剩余焊条交库房处理。回收焊条应单独存放，重新烘干并在下次发放时优先发放。
1.3、焊条烘干
焊条烘干时间和温度：焊条在使用前，应按焊条说明书规定严格烘干，无特殊请求时，J427(E4315)焊条380℃烘干1.5小时，烘干后的焊条应放在100℃的恒温箱内，焊工领取使用的焊条应装在保温筒内。
烘干焊条时，禁止将焊条突然放入高温炉内或者突然取出冷却，防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱皮现象。焊条烘干时，焊条不应整捆堆放，应铺放成层状，每层焊条堆放不能太厚，避免焊条烘干时受热不均和潮气不易排出。不同牌号的焊条应分别在不同的烘干箱中进行，以免混料。同牌号不同规格的焊条放入烘干箱内必须分层分开烘干。
二、钢管坡口加工
管道坡口加工：采用ISY-351坡口机，对焊缝和坡口统一加工成V型坡口，具体如下表。组对前检查坡口质量，表面不得有裂纹、分层等缺陷，坡口表面及边缘合不小于15mm范围内的油污、毛刺、泥土等应清除干净。
三、焊接环境
焊接施工前必须认真对照焊接工艺要求，判断当日天气和施焊环境温度、湿度和风速等条件是否符合正常的焊接环境要求，如不符合，当采取有效措施符合正常焊接作业要求后方可以进行焊接作业。
3.1、环境温度
焊接环境温度低于0℃时，对焊接部位进行预热，焊件在始焊处100mm范围内预热到15℃以上，加热装置和设备主要为LCD-G履带式管子加热器、LCD-Q对开式加热器等。当环境温度低于-10℃施焊时，管道焊接必须搭设防护棚，防护棚采用钢管及阻燃棉蓬布搭设，以提高焊接环境温度、防风沙。同时采用暖风机提高环境温度到0℃，并对管道进行加热，每道焊缝应一次完成，以确保焊接的最高预热温度和层间温度不大于250℃。耐热钢管道及加热炉管焊接完成后应进行加热，加热带包括焊缝、热影响区及相邻母材，焊缝每侧加热宽度不小于焊缝宽度的3倍，加热带以外100mm范围内采用石棉被(或玻璃棉或杂毛毡)包裹缓冷，一般管道保温持续时间为30～40分钟。
3.2、风力影响
当采用焊条电弧焊焊接，风速等于或大于8m/s；气体保护焊焊接,风速等于或大于2m/s时，在管子焊接时，将管子两端采用易拆卸的封堵封死，一端用塑料帽，一端用帆布帘，防止管内产生穿堂风，影响焊接质量。搭设简易防风棚，采用钢管做骨架外罩帆布，防风、防雨。
3.3、雨、雪天气
下雨、下雪，当小雨或下雪时，可搭设简易防护棚进行施工。中雨、中雪及以上天气，停止施工。
3.4、湿度影响
相对湿度大于90％时，停止施工。作业班长要注意观察天气情况，根据天气情况及时进行调整。
四、焊口组对及预处理B
4.1、焊机和焊接工艺参数调试
焊接设备启动前，焊工应亲自检查设备、指示仪表、电流调节器位置和电源极性，检查焊机参数是否稳定，调节是否灵活，性能是否满足焊接工艺要求。
正式焊接前，应在试板上进行焊接规范调试，检查焊机地线与钢管表面接触是否牢固，必须用地线卡具引接地线，卡具触点应放在坡口内，避免产生管壁表面电弧损伤，严禁在管壁和坡口内试调焊接电流。
4.2、管道坡口加工及组对
4.2.1、坡口加工焊接前，焊工检查管口的坡口、钝边、间隙和错边量等，合格后方可焊接。除设计另有要求外，为防止焊接裂纹和减小内应力，应避免强行组对。两个相邻的环形对接焊缝之间的距离最少为150mm。
4.2.2、管道组对
(1)焊口组对前，要将坡口表面及其两侧20mm范围内氧化物、油污、毛刺和其它有害杂质彻底清理干净。短管预制口要用塑料盖或其他方式堵上，防止杂物进入。
(2)组对时内壁错边量不应超过母材厚度的10％，且不大于2mm。
(3)焊件应放置稳固，以避免焊缝在焊接过程中产生附加应力。焊缝的设置，应避开应力集中区，并便于焊接。公称直径≥150mm时，同一直管段上两对接焊缝中心距不小于150mm；公称直径＜150mm时，同一直管段上两对接焊缝中心距不小于100mm。除采用定型弯头外，管道对接环焊缝中心与弯管起点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm。管道对接环焊缝距支吊架边缘之间的距离不应小于50mm。不能在焊缝及其边缘上开孔，若确实无法避让时，对开孔直径1.5倍范围内焊缝进行射线或超声检测，确认合格后方可开孔。
五、钢管焊接
5.1、定位打底
焊缝定位焊采用氩弧焊，定位焊时焊接材料、焊接工艺、焊工等应与正式施焊相同。定位焊缝长度10～20mm，高度2～4mm，DN≤100mm时，3点均布；DN≥150mm时，4点以上沿焊缝均布。定位焊完后，检查焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新点焊，正式焊接焊到定位焊处时将点固焊缝磨掉，清除临时点固物时，不应损伤母材，并将残留焊疤清除干净、打磨修平。
所有管子或管件的对口应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10％且不应大于2mm。本工程对接管道母材外径相等，内壁尺寸不等，母材厚度均≤10mm，故采用图3方式加工:X为第一钢管厚度，Y第二钢管厚度，Y-X≤10mm。
5.2、电弧焊填充、盖面
管道焊接采用氩电联焊，氩弧焊打底，焊条电弧焊填充、盖面。焊接分遍如下：
(1)使用氩气的纯度应在99.99％以上，氩弧焊打底焊道起弧点保证熔透，焊道内成型应均匀一致，达到单面焊双面成形的要求，并保证无裂纹、未焊透、未融合等缺陷。打底焊时，必须将根部点焊点磨削成易于焊接的形状，以便能完全熔合。
(2)焊接引弧应在坡口内进行，严禁在坡口外的任何地方引弧，并注意起弧、收弧的质量，收弧时应将弧坑填满，焊条起弧接头处要用砂轮打磨，形成圆滑过渡，以减少缺陷，并方便再次引弧焊接。焊道的起弧或收弧处应根据规范要求相互错开。
(3)管道预制时，焊接位置应尽量采用平焊和转动焊。施焊时，管子应保持平稳，不得受到冲击或震动，以免影响焊接操作。
(4)若发现偏吹、粘条或其它不正常现象时，应立即停止焊接，更换焊条及修磨接头后施焊。开始根焊后，严禁强力矫正。
(5)每个接头焊接前必须修磨，修磨时不得伤及管外表面和坡口形状。必须在前一焊层全部完成后，才允许开始下一焊层的焊接。每个焊口要连续一次焊完。
(6)每层焊完后，应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和缺陷清除干净，每层焊道层间温度要达到焊接工艺评定规定的要求。特殊情况下，当日不能焊接完成的焊口必须完成50％钢管壁厚，未完成的接头应采取保温、缓冷、等防止产生裂纹的措施，并应用干燥、防水、隔热的材料覆盖好，再焊时经检查确认无裂纹后继续施焊。
(7)对管材厚度较大的管子需要多层焊时，填充焊层填充至距离管外表面l～2mm处为宜，但不得损坏表面坡口形状。焊口完成后，焊工将接头表面的飞溅物、焊渣等清除干净，并对焊缝进行外观检查。外观检查应符合本工程规定的标准，若缺陷超标，趁焊口温度未降，及时修补。
(8)支管连接的角焊缝，根部必须完全熔透并成型良好，焊缝宽度应以每边超过坡口边缘1～2mm为宜。支管焊接完成后做加强板，加强板尺寸为D+100mm，与主管和支管贴合良好。补强圈与支管全焊透，角焊缝厚度不应小于填角焊缝有效厚度。鞍型补强件与支管连接的角焊缝厚度，不小于两者中较小的名义厚度的0.7倍。补强件外缘与主管连接的角焊缝厚度大于等于补强件名义厚度的0.5倍。
(9)焊接时应采用合理的施焊方法和施焊顺序。焊接大于等于300mm管道时，需要两个电焊工从两侧同时焊接。第一层焊缝和盖面层焊缝不应采用锤击消除残余应力。
(10)每个焊完焊口按规定的标记型式作焊缝标记，焊缝标记位于焊口顺介质下游500mm处，包括以下内容：管道编号、焊口号、焊工号、施焊日期等内容，焊缝标记采用白色油漆喷印或其它有效方法标识于管道外表面。焊接完成后及时并填写施焊记录并更新到单线图文件数据库中。
(11)焊条头、剩下的焊丝段、清理焊道的焊渣等污物应有专人认真收集，集中妥善处理。
六、管道焊缝检验及修补措施
6.1、外观检验
管线焊缝表面不得有裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透、根部≤1+0.10b；角焊缝厚度满足要求，焊角应对称。插入式焊接支管接头应全焊透，角焊缝厚度不应小于填角焊缝有效厚度。环形焊缝宽度一般为壁厚加3～6mm；焊缝余高2-3mm。
6.2、无损检验
无损检测在外观检测合格后进行，管道名义厚度≤30mm时，对接焊缝采用射线检验。当现场条件受限经过设计和建设单位同意后，可以改为超声检测。射线检测不低于AB级，超声检测不得低于B级。当检验发现焊缝不合格时，应予以返修，返修后再行检验。同一施工批次，同一工人出现两道及以上不合格焊缝，该焊工重新培训考试。
6.3、焊缝缺陷的修补及返修措施
6.3.1、焊接过程中发现的缺陷和外观检查不合格的非裂纹缺陷要进行修补，修补时严格按修补工艺规程进行修补，修补之前要彻底清除缺陷，并按要求进行预热。补焊的焊缝长度不得小于30mm。相邻两修补处的距离小于50mm时，应按一处缺欠进行修补。所有修补焊缝都要进行质量检查，并合格。
6.3.2、对于管道表面偶然出现的引弧点，经现场监督允许后，方可进行修补。修补处应按规范的要求进行渗透检测，修补后的管壁厚应在允许的公差范围之内。
6.3.3、焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。若返修工艺不同于原始焊道的焊接工艺，或返修是在原来的返修位置进行时，必须使用评定合格的返修工艺规程。对一般返修焊接要求如下：
(1)缺陷的返修焊接工艺规程按业主提供的焊接工艺评定制定。缺陷的返修应经过质检员的批准。返修时应严格按照返修工艺规程进行。返修焊接在焊工班长和有返修经验的技术人员指导下进行。
(2)返修工作由具有返修资格的焊工承担，焊道起弧处与焊道起焊处相距15—20mm，收弧时将弧坑填满，严禁在坡口外的钢管表面起弧；根据探伤人员作出的缺陷位置标记，将缺陷清除干净，在清除过程中，仔细观察，发现缺陷后，对照探伤结果的缺陷性质、数量，检查是否所有缺陷都清除干净，当无法确定时，补焊前增加工艺性无损检测。
(3)返修前，彻底清除缺陷，并修磨出便于焊接的坡口形状。缺陷清除后，补焊前，必须将刨槽内及其周围25mm范围内，清除一切影响焊接质量的有害物质：如铁屑、熔渣、灰尘等，刨槽形状应圆滑过渡，并有利于补焊。
(4)返修焊接及检测有详细的原始记录和焊口标记。返修后的焊缝表面与原焊道一致，相差较大者要采用角向磨光机修磨。
Claims (10)
1.造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤，
S1：对待焊接的焊条进行预处理A；
S2：用预处理A的焊条对待焊接钢管的焊接端进行坡口加工；
S3：为坡口加工后的钢管组对进行预处理B；
S4：将坡口加工后的钢管进行坡口组对形成对口；
S5：用预处理A的焊条对所述对口采用氩弧焊定位打底；
S6：用预处理A的焊条对所述对口采用电弧焊填充、盖面；
S7：用预处理A的焊条对焊缝检验及修补。
2.根据权利要求1所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述预处理A为烘干和保温，焊条在380℃下烘干1.5小时，烘干后的焊条放在100℃的恒温箱内，且使用时的焊条放在保温筒内。
3.根据权利要求1所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述坡口统一加工成V型坡口。
4.根据权利要求3所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述V形坡口的组对间隙为0～2mm时，钝边0～2mm，坡口角度为60°～65°；
所述V形坡口的组对间隙为0～3mm时，钝边0～3mm，坡口角度为55°～60°；
所述V形坡口的组对间隙为1～3mm时，钝边0～2mm，坡口角度为45°～60°；
组对时内壁错边量不超过钢管厚度的10％，且不大于2mm。
5.根据权利要求1所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述预处理B为将坡口表面及其两侧20mm范围内氧化物、油污、毛刺和其它有害杂质彻底清理干净，且将待焊接钢管放置稳固。
6.根据权利要求3所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述氩弧焊的定位焊缝长度为10～20mm，高度为2～4mm；
当待焊接钢管规格DN≤100mm时，3个焊点均布；
当待焊接钢管规格DN≥150mm时，4个焊点以上且沿焊缝均布。
7.根据权利要求1所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，当待焊接钢管为4.5～6mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充一遍，电弧焊盖面一遍；
当待焊接钢管为7～12mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充两遍，电弧焊盖面一遍；
当待焊接钢管为14～21mm时，氩弧焊打底一遍，电弧焊填充四遍，电弧焊盖面一遍。
8.根据权利要求1任意一项所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述检验为射线检验或超声检测，当修补时补焊的焊缝长度不得小于30mm。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，所述当待焊接钢管规格DN≥150mm时，同一钢管段上两对接焊缝中心距不小于150mm；
当待焊接钢管规格＜150mm时，同一钢管段上两对接焊缝中心距不小于100mm。
10.根据权利要求9所述的造雪系统内钢管焊接工艺，其特征在于，当焊接环境温度低于0℃时，对焊接部位进行预热，焊件在始焊处100mm范围内预热到15℃以上；
当环境温度低于-10℃施焊时，管道焊接搭设防护棚，同时采用暖风机提高环境温度到0℃，并对管道进行加热，每道焊缝应一次完成，焊接的最高预热温度和层间温度不大于250℃。
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