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不銹鋼管道焊接防止背面氧化怎么辦?

時間:2020-01-09    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:20

1  序言

無錫不銹鋼管廠家無錫漢能不銹鋼2020年1月9日訊  石油化工施工中的不銹鋼管在焊接時,焊道表面和熱影響區(qū)容易氧化變色,為保證不銹鋼的耐腐蝕性,在焊后對焊縫進(jìn)行酸洗鈍化處理,使其表面形成一層致密的氧化膜,但不銹鋼管的內(nèi)壁又往往無法酸洗鈍化,嚴(yán)重降低了不銹鋼管內(nèi)壁耐腐蝕性能。而一般焊接工藝和施工措施很難保證背面焊道和熱影響區(qū)的焊接質(zhì)量(見圖1、圖2),所以必須改進(jìn)焊接工藝,并采取措施來防止背面氧化變色。

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圖1  背面焊道熱影響區(qū)嚴(yán)重氧化


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圖2  背面焊道接頭局部氧化  

2  不銹鋼管焊接背面、表面容易氧化原因分析

1)背面充氬氣保護(hù)時,空氣在管內(nèi)一直呈渦流狀運動很難徹底排凈,即便是延長置換時間,里口全密封狀態(tài)時氧含量可以達(dá)到<0.01%(體積分?jǐn)?shù)),但是打開坡口開始焊接后,含氧量就會上升到0.05%(體積分?jǐn)?shù)),甚至更高。較高的氧含量最終導(dǎo)致焊道背表面氧化而變成藍(lán)色或者紫色。


2)在現(xiàn)場施工中,焊工一般采用劃擦引弧的簡易氬弧焊焊槍,這種焊槍在焊接斷弧后使高溫的焊道瞬時失去氬氣的保護(hù),導(dǎo)致每次收弧的接頭容易氧化變色。


3)每次起弧接頭時,由于空氣通過打開的焊接坡口處進(jìn)入里口,此時正好里口氧含量較高,高溫的焊道容易局部氧化。


4)在填充和蓋面層焊接時,焊接電流較大、焊接熱輸入大,或者層間溫度高,焊道背面同樣會氧化變色。


5)氬氣純度低,含氧量高對焊縫的保護(hù)效果變差。


6)不銹鋼導(dǎo)熱性差,為鋼的1/3,在焊接時熱量散發(fā)不出去,導(dǎo)致焊道和熱影響區(qū)溫度較高,從而更容易被氧化。


3  焊接工藝改進(jìn)

1)里口保護(hù)氣中的氧氣是造成焊道和熱影響區(qū)氧化變色的主要原因,所以排除保護(hù)氣體中的氧氣就能解決氧化問題。改進(jìn)工藝后采用純度為99.999%高純氬氣作為焊接氣體,用混合氣(5%H2+95%Ar)作為背面保護(hù)氣,利用氫氣和氧氣在高溫下的化學(xué)反應(yīng)來降低管內(nèi)的氧氣含量。


2)氬氣密度比空氣大,置換管內(nèi)空氣時,采取低充高排的原則,同時適當(dāng)延長充氣置換時間。


3)使用有電流緩升、電流衰減、提前送氣、滯后停氣功能的焊機和高頻引弧焊槍。在剛引弧時利用燃燒的電弧先燒損保護(hù)氣中的氧氣,避免了焊道起弧接頭時被氧化,在斷弧后高溫的焊道仍處于氬氣的有效保護(hù)下,防止了接頭的局部氧化變色。


4)增大噴嘴直徑,采用φ10~φ12mm的噴嘴,增加保護(hù)范圍。


5)封坡口采用密封性能好的錫箔紙膠帶,不能用紙膠帶。


6)最后的接頭收口時減小充氬氣流量,最好采用充氬氣流量不變,一側(cè)打開排氣的方法焊接效果最好。


7)道間和層間溫度控制不超過60℃,焊接中也可以采取在焊縫兩側(cè)纏繞有循環(huán)水的冷卻銅管或用棉濕布纏在焊道兩側(cè)進(jìn)行降溫,減少焊道的高溫停留時間。


8)前三層采用熱輸入小的氬弧焊進(jìn)行焊接,同時繼續(xù)對里口充氬氣保護(hù),達(dá)到一定厚度后再采用焊條進(jìn)行焊接。無論是氬弧焊還是焊條電弧焊焊接,電流盡可能小些,采用直線行走或者微擺動的運弧方法,在保證焊接質(zhì)量的前提下焊接速度越快越好,從而降低焊接熱輸入,避免焊道溫度過高而氧化。


4  結(jié)束語

在一化工裝置施工中,不銹鋼管道在焊接后無法對管內(nèi)進(jìn)行酸洗鈍化處理,焊接時又不允許焊道內(nèi)表面氧化,要求焊道和熱影響區(qū)表面顏色必須是銀白色。在施工中采用上述工藝措施焊接后,達(dá)到了設(shè)計和業(yè)主的要求,保證了不銹鋼管道的耐腐蝕性能。