CN115502518A - 一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，包括以下步骤：钢管预处理、表面涂层处理、吊装穿管和焊接。钢管预处理依次包括原材料验收、切管、坡口打磨、内衬不锈钢带焊接和喷砂除锈。本发明增强管道的抗腐蚀能力且防止渗漏，降低后期维护成本；改善传统涂塑钢管连接成本高、抗压强度低的缺陷。

Description

一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺

技术领域

本发明涉及涂塑钢管技术领域，尤其涉及一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺。

背景技术

涂塑钢管是以普通碳素钢管作为基管，管道内外壁都涂覆有化学稳定性优良的热塑性塑料。它是经过防腐工艺加工处理后的专用化工复合管道，可以有效防止化工流体介质中含有的酸碱盐对管道的腐蚀现象。以前化工用管经不起腐蚀，后期维护成本非常高，而该产品则改进了其不足，可以提高使用寿命，一般化工管道埋地的较多，以前的管道经受不起像埋地这样苛刻的使用环境，因此加快了前几代化工管道的老化，甚至发生渗漏现象，而化工用涂塑钢管则改变了这一现状。传统的涂塑钢管一般采用沟槽或法兰连接，但是这两种连接方式的成本较高且有渗漏现象发生，其中采用焊接连接虽然可以降低成本，防止渗漏现象的发生，但是焊接会破坏内涂层难以修补。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，增强管道的抗腐蚀能力且防止渗漏，降低后期维护成本；改善传统涂塑钢管连接成本高、抗压强度低的缺陷。

具体方案如下：

一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：钢管预处理、表面涂层处理、吊装穿管和焊接。

作为本发明的进一步改进，所述钢管预处理依次包括原材料验收、切管、坡口打磨、内衬不锈钢带焊接和喷砂除锈。

作为本发明的进一步改进，所述原材料验收具体为：对进场基管验收，要求对钢管、配件、不锈钢带的数量、厚度、长度、不圆度、材料表面等进行验收，要求钢管厂家资料以及材料的检验报告、质保书等随货到达。

作为本发明的进一步改进，所述切管具体为：根据图纸要求尺寸，对钢管进行切管，切口表面平整，尺寸正确，并且无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁削现象；管子切口端面倾斜偏差不大于管子外径的1％，且不得大于3mm。

作为本发明的进一步改进，所述坡口打磨具体为：用砂轮机打磨坡口，坡口角度为60°±5°。

作为本发明的进一步改进，所述内衬不锈钢带焊接具体为：

1)在距管口120mm范围内用打磨机进行手工除锈，要求达到St3级，防止不锈钢焊接完成后与碳钢层间有杂质；

2)选用的不锈钢带材质为316L，宽度为12cm，厚度为1.2mm；内衬不锈钢执行标准《不锈钢冷轧和钢带》(GB/T3280-2007)，焊接配件根据基管材质执行相应标准《钢板制对焊无缝管件》(12459-2017)；

3)管子或管件和不锈钢带在端口进行内靠式焊接，焊机采用逆变直流反接式，利用榔头或其它工具，将不锈钢带贴合内衬的钢管再进行焊接，不锈钢带与钢管必须紧紧贴合在一起，不锈钢带的接口采用对接式焊接，使不锈钢带与钢管之间的夹层尽量薄，以保证射线检测合格率；实际焊接时用ER316L焊丝氩弧焊将卷制的两个不锈钢带对接焊，然后用ER309焊丝氩弧焊焊接碳钢与不锈钢结合处，焊完不锈钢带要用抛光机把端口毛刺、焊渣处理干净。

作为本发明的进一步改进，所述喷砂除锈具体为：

1)通过大功率电机带动喷(抛)射叶片高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷砂处理，彻底清除铁锈、氧化物和污物，钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下，达到所需要的均匀粗糙度。

2)喷砂除锈后，不仅能扩大管子表面的物理吸附作用，而且能增强防腐层与管子表面的机械黏附作用；

3)除锈后，进行吹扫，吹扫完毕除锈等级达到GB 8923中规定的近白级Sa2.5级(基材表面无可见油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹仅是点状或条纹状的轻微色斑)。锚纹深度在60～100μm之间；灰尘度达到GB/T 18570.3规定的2级；钢管表面盐分达到按照GB/T 18570.9中规定的不超过20㎎/㎡。

作为本发明的进一步改进，所述表面涂层处理具体包括：

1)静电喷涂；设定空压机压力值、喷涂电压、喷涂距离、喷枪行进速度、工件旋转速度等，控制单位面积上粉量和上粉速度，确保形成均匀厚度涂敷层；

2)固化冷却；回炉固化，温度180℃—200℃，保持15分钟以上，再采用自然冷却法使钢管表面温度冷却至40℃以下。

作为本发明的进一步改进，所述吊装穿管具体为：钢管进入管廊的吊装方式采取从登高弯处吊装斜穿入廊，利用手拉葫芦和穿管器滚动的方式把管道在管廊中运输到相应的位置，管道就位后设置管托并取下穿管器，避免管道在穿管时外防腐层被破坏，在管廊框架横梁上固定穿管器之前用三防布保护梁体，以防吊装或滚动管道时对钢结构油漆表面损坏。

作为本发明的进一步改进，所述焊接的技术要求包括：

1)焊接方法：全部采用氩电联焊；

2)焊条的选用：按母材的性能、施工条件及现场条件等因素确定；

3)焊接前，坡口两侧至少100mm的范围表面清扫干净，除去油污、氧化物、漆渍等杂物；

4)严禁在坡口之外的母材表面引弧或试验电流，并防止电弧擦伤母材；

5)在施焊全过程中，按规定的焊接工艺进行焊接，工序间有交接手续；并由取得相应合格证的焊工施焊；

5)焊接一次合格率≥96％；

6)管道焊缝位置的规定

a.当d≥150mm时，直管段上两对接焊口的中心距大于等于150mm，当d＜150mm时，大于等于管子外径；

b.环焊缝距支、吊架净距大于等于50mm；

7)钨极氩弧焊引弧，采用高频引弧、电子脉冲引弧或采用引弧板引弧，禁止采用钨极直接碰击坡口表面引弧，防止产生夹钨缺陷；

8)收弧时缓慢提起焊把(焊枪)，注意填满弧坑，防止产生弧坑裂纹、缩孔(弧坑气孔)缺陷，发现弧坑裂纹和缩孔缺陷立即清除；接头时快速，在2－3秒内更换好焊条，从而防止未接上或接头过高；

9)根层焊缝厚度不小于3mm，但不大于4mm；根层焊接时，注意观查熔池，保持熔池缺口稳定，防止焊瘤、未焊透缺陷；

10)填充层焊接厚度不小于2mm，但不大于3mm；填充第一层焊接时，注意控制焊接线能量，防止根层焊缝烧穿；

11)薄壁管盖面层焊接采用摆动焊，运条方式为：8字形、上月牙形；盖面焊接特别注意缓慢熄弧(钨极氩弧焊延迟熄弧)，填满弧坑，防止焊缝表面气孔和表面裂纹产生；

12)焊接工作完成后，焊工必须立即将焊缝表面的焊渣清理干净，并清除焊缝及附近表面的飞溅物，使用钢丝刷清理接头表面的杂物；

13)焊工所用焊条必须放在保温筒内，做到随用随取，不得乱丢乱放；

14)管道焊接完成后，管口及时封堵，及时清理和检查焊缝表面，并在距焊缝20～30mm处用记号笔写明管线号、焊口号、焊工号、材质、焊接日期，并做好施焊记录。

作为本发明的进一步改进，所述表面涂层处理和吊装穿管间还设有检验入库工序，具体包括：

1)成品检验；取样品送去检测中心，对产品的内涂环氧粉末及外涂PE粉末厚度、附着力等参数进行检验，对产品进行外观检测，内外表面是否光滑，不锈钢带贴合度是否符合标准，喷涂要求是否达标等；

2)标记入库；把产品的管径、壁厚、长度等相关参数喷涂在管道外表面处，入库分类摆放整齐，以便预制安装时取用。

本发明的有益效果在于：在钢管两端采用特殊的焊接预制工艺，使碳钢与不锈钢有效结合，避免钢管在焊接施工中涂层的损坏；由于钢管两端复合不锈钢板，焊接连接时采用了新的组焊工艺以适应钢管两端的特殊制作工艺，保证焊接质量，不仅促进了施工和管理水平的提高，对于降低材料与施工成本、保证工程质量也有着重大意义；管廊上穿管采用穿管器能减少管道与管廊的摩擦，避免防腐层被破坏，保证工程质量。

附图说明

图1为双金属连接管件剖面示意图(非比例)。

图2为碳钢管与不锈钢带焊缝位置示意图。

附图标记列表：

1-PE层，2-环氧树脂层，3、碳钢管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，包括以下步骤：钢管预处理、表面涂层处理、吊装穿管和焊接。

在本实施例中，所述钢管预处理依次包括原材料验收、切管、坡口打磨、内衬不锈钢带焊接和喷砂除锈。

在本实施例中，所述原材料验收具体为：对进场基管验收，要求对钢管、配件、不锈钢带的数量、厚度、长度、不圆度、材料表面等进行验收，要求钢管厂家资料以及材料的检验报告、质保书等随货到达。

在本实施例中，所述切管具体为：根据图纸要求尺寸，对钢管进行切管，切口表面平整，尺寸正确，并且无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁削现象；管子切口端面倾斜偏差不大于管子外径的1％，且不得大于3mm。

在本实施例中，所述坡口打磨具体为：用砂轮机打磨坡口，坡口角度为60°±5°。

在本实施例中，所述内衬不锈钢带焊接具体为：

1)在距管口120mm范围内用打磨机进行手工除锈，要求达到St3级，防止不锈钢焊接完成后与碳钢层间有杂质；

2)选用的不锈钢带材质为316L，宽度为12cm，厚度为1.2mm；内衬不锈钢执行标准《不锈钢冷轧和钢带》(GB/T3280-2007)，焊接配件根据基管材质执行相应标准《钢板制对焊无缝管件》(12459-2017)；

3)管子或管件和不锈钢带在端口进行内靠式焊接，焊机采用逆变直流反接式，利用榔头或其它工具，将不锈钢带贴合内衬的钢管再进行焊接，不锈钢带与钢管必须紧紧贴合在一起，不锈钢带的接口采用对接式焊接，使不锈钢带与钢管之间的夹层尽量薄，以保证射线检测合格率；实际焊接时用ER316L焊丝氩弧焊将卷制的两个不锈钢带对接焊，然后用ER309焊丝氩弧焊焊接碳钢与不锈钢结合处，焊完不锈钢带要用抛光机把端口毛刺、焊渣处理干净。

在本实施例中，所述喷砂除锈具体为：

1)通过大功率电机带动喷(抛)射叶片高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷砂处理，彻底清除铁锈、氧化物和污物，钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下，达到所需要的均匀粗糙度。

2)喷砂除锈后，不仅能扩大管子表面的物理吸附作用，而且能增强防腐层与管子表面的机械黏附作用；

3)除锈后，进行吹扫，吹扫完毕除锈等级达到GB 8923中规定的近白级Sa2.5级(基材表面无可见油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹仅是点状或条纹状的轻微色斑)。锚纹深度在60～100μm之间；灰尘度达到GB/T 18570.3规定的2级；钢管表面盐分达到按照GB/T 18570.9中规定的不超过20㎎/㎡。

在本实施例中，所述表面涂层处理具体包括：

1)静电喷涂；设定空压机压力值、喷涂电压、喷涂距离、喷枪行进速度、工件旋转速度等，控制单位面积上粉量和上粉速度，确保形成均匀厚度涂敷层；

2)固化冷却；回炉固化，温度180℃—200℃，保持15分钟以上，再采用自然冷却法使钢管表面温度冷却至40℃以下。

在本实施例中，所述吊装穿管具体为：钢管进入管廊的吊装方式采取从登高弯处吊装斜穿入廊，利用手拉葫芦和穿管器滚动的方式把管道在管廊中运输到相应的位置，管道就位后设置管托并取下穿管器，避免管道在穿管时外防腐层被破坏，在管廊框架横梁上固定穿管器之前用三防布保护梁体，以防吊装或滚动管道时对钢结构油漆表面损坏。

在本实施例中，所述焊接的技术要求包括：

1)焊接方法：全部采用氩电联焊；

2)焊条的选用：按母材的性能、施工条件及现场条件等因素确定；

3)焊接前，坡口两侧至少100mm的范围表面清扫干净，除去油污、氧化物、漆渍等杂物；

4)严禁在坡口之外的母材表面引弧或试验电流，并防止电弧擦伤母材；

5)在施焊全过程中，按规定的焊接工艺进行焊接，工序间有交接手续；并由取得相应合格证的焊工施焊；

5)焊接一次合格率≥96％；

6)管道焊缝位置的规定

a.当d≥150mm时，直管段上两对接焊口的中心距大于等于150mm，当d＜150mm时，大于等于管子外径；

b.环焊缝距支、吊架净距大于等于50mm；

7)钨极氩弧焊引弧，采用高频引弧、电子脉冲引弧或采用引弧板引弧，禁止采用钨极直接碰击坡口表面引弧，防止产生夹钨缺陷；

8)收弧时缓慢提起焊把(焊枪)，注意填满弧坑，防止产生弧坑裂纹、缩孔(弧坑气孔)缺陷，发现弧坑裂纹和缩孔缺陷立即清除；接头时快速，在2－3秒内更换好焊条，从而防止未接上或接头过高；

9)根层焊缝厚度不小于3mm，但不大于4mm；根层焊接时，注意观查熔池，保持熔池缺口稳定，防止焊瘤、未焊透缺陷；

10)填充层焊接厚度不小于2mm，但不大于3mm；填充第一层焊接时，注意控制焊接线能量，防止根层焊缝烧穿；

11)薄壁管盖面层焊接采用摆动焊，运条方式为：8字形、上月牙形；盖面焊接特别注意缓慢熄弧(钨极氩弧焊延迟熄弧)，填满弧坑，防止焊缝表面气孔和表面裂纹产生；

12)焊接工作完成后，焊工必须立即将焊缝表面的焊渣清理干净，并清除焊缝及附近表面的飞溅物，使用钢丝刷清理接头表面的杂物；

13)焊工所用焊条必须放在保温筒内，做到随用随取，不得乱丢乱放；

14)管道焊接完成后，管口及时封堵，及时清理和检查焊缝表面，并在距焊缝20～30mm处用记号笔写明管线号、焊口号、焊工号、材质、焊接日期，并做好施焊记录。

在本实施例中，所述表面涂层处理和吊装穿管间还设有检验入库工序，具体包括：

1)成品检验；取样品送去检测中心，对产品的内涂环氧粉末及外涂PE粉末厚度、附着力等参数进行检验，对产品进行外观检测，内外表面是否光滑，不锈钢带贴合度是否符合标准，喷涂要求是否达标等；

2)标记入库；把产品的管径、壁厚、长度等相关参数喷涂在管道外表面处，入库分类摆放整齐，以便预制安装时取用。

涂塑钢管能够增强管道的抗腐蚀能力且防止渗漏，降低后期维护成本。而这项技术在我国仅仅是刚刚兴起，所生产的涂塑钢管尚属于初期阶段的产品，使用量也很小，所以其潜在市场很大。现阶段国内使用的涂塑钢管一般使用法兰连接，这种连接方式成本较高且有渗漏现象发生，薄壁内衬焊接型涂塑钢管改善了传统涂塑钢管连接成本高、抗压强度低的缺陷。钢管两端采用特殊的焊接预制工艺，使碳钢与不锈钢有效结合，避免了钢管在焊接施工中涂层的损坏，是目前涂塑钢管尤其是埋塑钢管的最佳连接方案。其适应埋地和潮湿环境，并可以耐高温和极低的温度，因此应用前景十分广泛。管廊上穿管采用穿管器能减少管道与管廊的摩擦，避免防腐层被破坏，保证工程质量。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：钢管预处理、表面涂层处理、吊装穿管和焊接。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述钢管预处理依次包括原材料验收、切管、坡口打磨、内衬不锈钢带焊接和喷砂除锈。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述切管具体为：根据图纸要求尺寸，对钢管进行切管，切口表面平整，尺寸正确，并且无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁削现象；管子切口端面倾斜偏差不大于管子外径的1％，且不得大于3mm。

4.根据权利要求2所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述坡口打磨具体为：用砂轮机打磨坡口，坡口角度为60°±5°。

5.根据权利要求2所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述内衬不锈钢带焊接具体为：

1)在距管口120mm范围内用打磨机进行手工除锈，要求达到St3级，防止不锈钢焊接完成后与碳钢层间有杂质；

2)选用的不锈钢带材质为316L，宽度为12cm，厚度为1.2mm；；

3)管子或管件和不锈钢带在端口进行内靠式焊接，焊机采用逆变直流反接式，利用榔头或其它工具，将不锈钢带贴合内衬的钢管再进行焊接，不锈钢带与钢管必须紧紧贴合在一起，不锈钢带的接口采用对接式焊接，使不锈钢带与钢管之间的夹层尽量薄，以保证射线检测合格率；实际焊接时用ER316L焊丝氩弧焊将卷制的两个不锈钢带对接焊，然后用ER309焊丝氩弧焊焊接碳钢与不锈钢结合处，焊完不锈钢带要用抛光机把端口毛刺、焊渣处理干净。

6.根据权利要求2所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述喷砂除锈具体为：

1)通过大功率电机带动喷射叶片高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷砂处理，彻底清除铁锈、氧化物和污物，钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下，达到所需要的均匀粗糙度；

2)喷砂除锈后，不仅能扩大管子表面的物理吸附作用，而且能增强防腐层与管子表面的机械黏附作用；

3)除锈后，进行吹扫，吹扫完毕除锈等级达到GB 8923中规定的近白级Sa2.5级，锚纹深度在60～100μm之间；灰尘度达到GB/T 18570.3规定的2级；钢管表面盐分达到按照GB/T18570.9中规定的不超过20㎎/㎡。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述表面涂层处理具体包括：

1)静电喷涂；设定空压机压力值、喷涂电压、喷涂距离、喷枪行进速度、工件旋转速度，控制单位面积上粉量和上粉速度，确保形成均匀厚度涂敷层；

2)固化冷却；回炉固化，温度180℃—200℃，保持15分钟以上，再采用自然冷却法使钢管表面温度冷却至40℃以下。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述吊装穿管具体为：钢管进入管廊的吊装方式采取从登高弯处吊装斜穿入廊，利用手拉葫芦和穿管器滚动的方式把管道在管廊中运输到相应的位置，管道就位后设置管托并取下穿管器，避免管道在穿管时外防腐层被破坏，在管廊框架横梁上固定穿管器之前用三防布保护梁体，以防吊装或滚动管道时对钢结构油漆表面损坏。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述焊接的技术要求包括：

1)焊接方法：全部采用氩电联焊；

2)焊条的选用：按母材的性能、施工条件及现场条件因素确定；

3)焊接前，坡口两侧至少100mm的范围表面清扫干净，除去油污、氧化物、漆渍杂物；

4)严禁在坡口之外的母材表面引弧或试验电流，并防止电弧擦伤母材；

5)在施焊全过程中，按规定的焊接工艺进行焊接，工序间有交接手续；并由取得相应合格证的焊工施焊；

5)焊接一次合格率≥96％；

6)管道焊缝位置的规定

a.当d≥150mm时，直管段上两对接焊口的中心距大于等于150mm，当d＜150mm时，大于等于管子外径；

b.环焊缝距支、吊架净距大于等于50mm；

7)钨极氩弧焊引弧，采用高频引弧、电子脉冲引弧或采用引弧板引弧，禁止采用钨极直接碰击坡口表面引弧，防止产生夹钨缺陷；

8)收弧时缓慢提起焊把，注意填满弧坑，防止产生弧坑裂纹、缩孔缺陷，发现弧坑裂纹和缩孔缺陷立即清除；接头时快速，在2-3秒内更换好焊条，从而防止未接上或接头过高；

9)根层焊缝厚度不小于3mm，但不大于4mm；根层焊接时，注意观查熔池，保持熔池缺口稳定，防止焊瘤、未焊透缺陷；

10)填充层焊接厚度不小于2mm，但不大于3mm；填充第一层焊接时，注意控制焊接线能量，防止根层焊缝烧穿；

11)薄壁管盖面层焊接采用摆动焊，运条方式为：8字形、上月牙形；盖面焊接特别注意缓慢熄弧，填满弧坑，防止焊缝表面气孔和表面裂纹产生；

12)焊接工作完成后，焊工必须立即将焊缝表面的焊渣清理干净，并清除焊缝及附近表面的飞溅物，使用钢丝刷清理接头表面的杂物；

13)焊工所用焊条必须放在保温筒内；

14)管道焊接完成后，管口及时封堵，及时清理和检查焊缝表面，并在距焊缝20～30mm处用记号笔写明管线号、焊口号、焊工号、材质、焊接日期，并做好施焊记录。

10.根据权利要求1所述的一种薄壁内衬焊接型涂塑钢管制作与组焊工艺，其特征在于，所述表面涂层处理和吊装穿管间还设有检验入库工序，具体包括：

1)成品检验；取样品送去检测中心，对产品的内涂环氧粉末及外涂PE粉末厚度、附着力参数进行检验，对产品进行外观检测，内外表面是否光滑，不锈钢带贴合度是否符合标准，喷涂要求是否达标；

2)标记入库；把产品的管径、壁厚、长度相关参数喷涂在管道外表面处，入库分类摆放整齐，以便预制安装时取用。

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