焊制三通的加工缺陷及其消除.docVIP

焊制三通的加工缺陷及其消除赵明春洛阳石化总厂机动处1　焊制三通的结构特点　　焊制三通俗称马鞍，具有制作工艺简单、节省材料等特点，在石油化工工程建设中被广泛使用。由于目前缺少统一的制作标准及质量检验规范，焊制三通在制作中常存在一定程度的缺陷，本文从制作工艺和焊接两方面分析焊制三通焊接接头部位的缺陷，并提出质量控制措施和建议。　　在工艺管道安装中，经常采用的焊制三通一般可分为跨接式和插入式两类，其结构分别见图1、图2。图1　跨接式三通结构示意图2　插入式三通结构示意 跨接式三通主要用于主管开口等于或小于支管内径的同径三通、异径三通及其它斜式三通制作；插入式三通主要适用于主管开口大于支管外径的三通，例如：温度计、压力表的管嘴安装。2　焊制三通的质量缺陷分析2.1　制作工艺　　跨接式三通在下料时把支管的坡口加工成内坡口，与主管组对时直接搭接在主管上，焊接时易造成焊缝严重的未焊透缺陷，另外主管开口直径比支管内径小许多，影响其工艺流程。对于同径三通在下料时，开口不当，相贯线接头易形成“V”字型，焊接时更易发生变形，造成局部应力过大，焊缝强度差。　　插入式三通主要是支管插入主管内过长，造成介质流动不畅，并使主管的有效截面积减小，导致操作误差。　　焊制三通在下料时另一个较容易出现的缺陷是主管开口尺寸不均匀，局部间隙过大，增大了局部应力，容易导致接头产生裂纹。尤其在焊接高强钢或铬钼钢时更易产生冷裂纹。2.2　焊接　　焊制三通的接头焊缝就在主管与支管相交的相贯线上，形状和位置比对接焊缝复杂，焊接时焊缝质量不易控制。据统计，这类焊缝的泄漏率占所有工艺焊缝泄漏率的80%，主要缺陷是未焊透、气孔、夹渣等。　　相贯线上的焊缝坡口，目前主要是通过手工气割或等离子切割而成，加工精度不高，坡口角度偏小，焊接工艺参数选择不当，造成未焊透。焊制三通质量缺陷的另一个主要原因就是工艺下料错误、把支管的外坡口加工成内坡口，支管直接搭接在主管上进行焊接。未焊透使焊缝的强度降低，对于输送腐蚀性介质的管道，随着生产周期的增加将使焊缝的热影响区减薄，导致焊缝泄漏。　　产生气孔、夹渣的原因是焊接前坡口及附近的油、锈、水分等杂物未清理干净，焊接过程中药皮未除净。另外焊接操作时，焊接速度过快，焊接电流又太小，加快了焊缝的冷却速度。3　焊制三通的制作质量控制3.1　坡口　　管子坡口型式、尺寸及组对应本着保证焊接接头的质量、填充金属少、便于操作及减小焊接变形等原则。　　目前，我们工艺管道安装中焊制三通接头的坡口尺寸是采用GB235-82“工业管道工程施工及验收规范”、SHJ501-85“石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范”所规定的型式执行。坡口型式见图3、图4。图3　跨接式三通接头坡口图4　插入式三通接头坡口 　　当管材壁厚小于4mm时，坡口角度、组对间隙及口径误差H可参照表1(据SHJ501-85)。接头组对时重点控制对口间隙，间隙太小甚至等于零，焊缝无法焊透，会出现未焊透、夹渣等缺陷，为了防止出现缩径还必须严格控制H值。对主要工艺管道要有组对记录，并有检验员签字。关键焊口还必须经甲方检验合格后方能焊接。对于公称直径大于100mm的同径三通在下料时要消除接口的马鞍尖，使其圆滑过渡以避免应力集中。 表1　焊制三通接头尺寸规格 接头名称 S(mm) C(mm) B(mm) H(mm) α 跨接式三通 支管坡口 ≥4 2～3 1～2 0～2 45°～55° 插入式三通主管坡口 ≥4 1～3 1～2 0～2.5 40°～50° 3.2　焊接　　焊接是保证焊缝质量的重要环节，这类接头焊缝目前尚无检测内部缺陷的方法，客观上造成了对这类焊缝质量的忽视。据了解，相当一部分施工单位都出现过无证焊工进行施焊的现象。另外还有不少焊工对这类焊缝形式缺乏正确的认识，在操作时完全按角焊缝对待，必然会影响到焊缝的焊接质量。　　焊制三通的接头看似角焊缝，其实它是一个对接焊缝和角焊缝的组合焊缝，它与普通角焊缝的根本区别在于底层焊接。焊制三通的接头焊接一般采取单面焊双面成型法，打底层质量不但影响接头内部质量，而且对中间层及盖面层焊接操作和质量都有影响。对于跨接式三通，焊接时焊条以指向支管为主，焊接线能量适当小一些。而插入式三通，焊条以偏向主管为主，故焊接线能量则可以大些。在焊接时还要控制好焊接速度及层间温度，防止焊缝冷却过快。对工艺管线要求比较高的三通在制作时可采用钨极氩弧焊打底焊。由于氩弧焊具有热量集中，热影响区小的特点，且熔池及附近区域都处在氩气的保护之中，故不会造成金属元素的烧损等特点，用于打底焊时，可以大量减少接头背面缺陷，有利于提高接头焊接质量。　　总之，要加大对这类焊缝的管理力度，从思想上引起足够的重视。另外还要加强这类焊缝的工艺评定，制定比较合理的焊接工艺。4