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工业钛管焊接工法 施工单位：中国化学工程第十三建设有限公司天津分公司 编制:南涛 一、前言 钛与钛合金具有密度小、比强度高、良好的塑、韧性和耐腐蚀性能好的优点。随着工业的发展，钛及钛合金管道已广泛应用于航空、航天工业、核工业、海洋工程、石油、化工、轻工、食品加工、冶金、电力、医药卫生等行业。 钛的活泼性大，不仅在溶化状态下，即使在400℃以上的固相态，也极易被水分、空气、油脂及氧化物等污染，吸收氧、氮、氢、碳等，使焊接接头塑性和韧性下降，并引起气孔、裂纹。 二、工法特点 , 成功掌握了钛材工艺管道焊接技术,经在工程中的实际运用，焊接质量完全达到了国家规范和行业规范的要求。 三、适用范围 该工法可( GTAW ) 焊接方法。焊前对钛管坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除油污后，应用奥氏体不锈钢丝刷、铰刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷。清理工具应专用，并保持清洁；经机械清理后坡口的表面和填充焊丝，焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理。焊接过程中, 采用特殊的保护措施, 使钛管焊接区域温度可能超过400℃部位的局部或全部处于氩气的有效保护之中, 达到钛管焊接的目的。 五、工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程 施工准备→材料验收→划线检验→下料及坡口加工→坡口周边处理→焊件组对→焊接→焊缝外观检查→焊缝P T 、RT探伤→预制管段水压试验→排水、干燥→管口封闭运输→现场组装。 5.2 操作要点 5.2.1施工准备 焊接工艺评定及焊工考试 施工前,应根据设计文件及《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236的要求进行焊接工艺评定试验，根据评定合格的工艺，编制焊接工艺指导书，指导焊工培训、考试，取得考试合格证的焊工, 方可参加焊接施工。 场地准备 预制场所内应安排在室内，保持环境干燥、清洁、无灰尘、无黑色金属的打磨、切割和焊接施工,并且具有焊接材料的贮存、清洗设施和良好的施焊条件； 现场焊接时，应有防风和防雨雪的措施，并应保持相对湿度在 90%以下。 材料验收 管材：必须有制造厂出厂合格证和质量证明书, 管子应逐根进行外径及壁厚测量，管子的表面应光滑、清洁，无针孔、裂纹和折叠等缺陷。经检验合格的管子在储存期间，应将管口封闭，并应按规格尺寸分别放置在垫木上，严禁与钢材混堆、直接接触或碰伤。 管件：弯头、弯管、异径管、三通、法兰、焊环、盲板等必须具有制造厂质量证明书，应按设计要求核对其材质、规格和型号，其质量应符合相应标准的要求。法兰、焊环及盲板的密封面应平整光洁，不得有毛刺和径向沟痕。 焊接材料 焊接材料的化学成分和力学性能应与母材相当； 若焊件要求有较高的塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝。 选用的焊丝应有质量证明书。焊丝表面应洁净、无氧化色，不应有裂纹、起皮、斑疤和夹杂等缺陷。其化学成分应符合《钛及钛合金丝》GB／T3623的有关规定。 钨极不宜采用钍钨极，应采用铈钨极。 氩气纯度不应低于99.99%，含水量不应大于 50mg／m3。。 氩气输送管应采用塑料软管，不宜用橡胶软管等吸湿性材料。 划线 操作人员应认真熟悉管路图, 因材料价格昂贵, 划线后应认真进行自检、互检和技术人员复查, 并做好标记移植。 下料及坡口加工 管子的堆放和加工应有专用场所，场内应保持清洁。 管子切断前应移植原有标记，严禁使用钢印。 管子切割和坡口加工宜用机械方法，切割和加工表面不得过热变色，当采用等离子弧方法切割时，必须用规定方法去除污染层。 管子切割和坡口质量应符合下列要求： 表面应平整，不得有裂纹、重皮，并应清除毛刺、凸凹、缩口、熔渣及氧化物等； 切口平面最大倾斜偏差为管子直径的 1%，且不得超过3mm； 坡口的形式和尺寸，应符合设计和焊接作业指导书的规定 焊前准备 管子和管件的坡口形式和尺寸的选用应考虑易于保证焊接接头的质量、填充金属量少、便于操作和减少焊接变形等原则。当设计无规定时，可按表5-1的要求加工。 表5-1 坡口形式和组对尺寸 坡口及焊丝的清洗应符合下列要求： 坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除油污后，应用奥氏体不锈钢丝刷、铰刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷。清理工具应专用，并保持清洁； 经机械清理后坡口的表面和填充焊丝，焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理。严禁使用三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂，并避免将棉质纤维附于表面。 管子或管件的焊口组对与定位焊： 壁厚相同的管子或管件组对时应做到内壁平齐。对口错边量不应超过壁厚的10%，且不大于1mm； 定位焊应采用与正式焊接相同的焊接材料及焊接工艺，定位焊缝长度一般为5～10mm，高度不超过壁厚的2／3； 定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹钨及氧化变色等缺