钛管焊接工艺.doc

钛管焊接工艺1.1钛管的设计技术条件与标准1.1.1设计技术条件1.1.1.1管材及配件材质IN178503.7025,37035,37055其化学成分如下表：序号材料号牌号化学成分DINl7850(级别)TiCFeNOH13.7025余量0.080.200.050.030.120.01323.7035余量0.080.250.050.070.180.01333.7055余量0.100.300.050.150.250.0131.1.1.2管材规格：5084.5，40814，26.9l.5,21.32.6。1.1.1.3钛管工作条件；温度224，压力2.5MPa，介质醋酸，溴化物。1.1.1.4管道质量要求：焊接接头系数1，焊缝射线检验100%，水压试验力3.75MPa，气密性试验压力0.625MPa1.1.2技术标准1.1.2.1管道工程钛材焊接规范LON1015E1.1.2.2钛管施工技术条件伍德公司标准1.1.2.3钛管施工及验收规范SHJ502-861.2焊接特点钛管焊接是利用惰性气体对焊接区进行有效保护的TiG焊接工艺。由于钛材具有特殊的物理化学特性，因而其焊接工艺与其它金属存在较大差异。焊接时必须保证：（1）焊接区金属在250以上不受活性气体N，0、H及有害杂质元素C，Fe，Mn等的污染。（2）不能形成粗晶组织。（3）不能产生较大的焊接残余应力和残余变形。所以，焊接过程须按合理的工艺，严格按工序质量管理标准，实行全过程的质量控制。使人、机、料、法各因素均处于良好的受控状态，从而在合理的工期内，保证钛管的焊接质量。2材料、设备及工具要求2.1钛管及配件；应具有制造厂的出厂合格证和质量证明书。经复验其规格、化学成分、力学性能及供货状态均应符合DIN17850标准的要求。2.2焊接材料2.2.1焊丝：焊丝牌号为ERTi-2。选择焊丝应符合：（1）焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当；（2）若焊件要求有较高的塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝。2.2.2焊丝在使用前要进行材质复验，检查出厂合格证和质量证明书；焊丝表面应清洁，无氧化色、无裂纹、起皮、斑疤和夹渣等缺陷。焊丝的化学成分应符合AWSA516一70的有关规定。2.2.3氩气：工业一级 纯 氩，纯度不得低于9998%，含水量小于50Mg/L氩气在使用前先检查瓶体上的出厂合格证，以验证氢气的纯度指标，然后检查瓶阀有无漏气或失灵现象。2.2.4钨极：选用2.03.0mm铈钨极，其化学成分应符合如下要求：成份%牌号WCeOFe2O3+Al2O3SiO2MoCuOWce-20余量2.00.020.060.010.012.3焊接设备2.3.1焊机：采用直流TiG焊机。焊机应保证优良的工作特性和调节特性，同时配备有完好的电流表和电压表。2.3.2焊炬:采用QS一75/500型水冷式TiG焊焊炬。焊炬应具有结构简单，轻巧耐用，枪体严密，绝缘良好，气流稳定，夹钨捧牢固，适合于各种位置焊接的特点。2.3.3氩气输送管；采用半硬质塑料管，不宜用橡胶软管和其它吸湿材料。使用时应专用，不得与输送其它气体的管相互串用。氩气管不宜过长，以免压力降过大引起气流不稳,一般不超过30m。2.3.4焊接夹具：用奥氏体不锈钢或铜制管卡兰、锁紧螺栓等组对钛管及配件。应确保对钛管及配件有一定的夹紧力,以保证轴线一致，间隙均匀合适。2.3.5辅助设备及工具：氩气保护罩，磨光机，专用锉刀，不锈钢丝刷等。3焊接工艺3.1管道预制阶段3.1.1管道切割与坡口加工；管材切割与坡口加工应在专门的作业场所内采用机械加工方法进行。加工时要用非污染介质洁净水进行冷却，以防氧化。加工工具应专用，并保持清洁，以防铁质污染。加工好的管口应保证表面平整，无 裂 纹、重皮等缺陷。切口平面最大倾斜度偏差不超过管径的1%。3.1.2表面清理：用奥氏体不锈钢制的钢丝刷清除钛管所有焊接表面及坡口附近100mm内 的 锈 皮、油漆 、脏 物、灰 尘 和 能 与 钛 材 起 反 应 的 杂 物 。用砂 轮 修 整 加 工 面 ， 清 除 飞 边 、 毛 刺 、 凸凹等缺陷。3.1.3组对：将 钛 管、配 件 对 准、夹 好， 轴 线 不 得 偏 移 ，间 隙 均 匀 一 致 ，并 应 防 止 钛 管 在 装配中被损伤和污染。避免强制组对。定位焊采用和正式焊接相同的焊接工艺。 3.1.4脱脂处理：用赛璐珞海棉沾无硫乙醇或无硫丙酮对所有焊接表面坡口附近50mm内全部做脱脂处理，处理后的表面应无任何残留物。3.1.5焊接：应在有关标准规定的条件下进行。3.1.5.1焊接工艺评定在钛管正式施焊前，用25214TA2管进行焊接性试验，在此基础上进行364，25214垂直固定及水平固定位置的四项焊接工艺评定。焊接工艺评定宜在焊接试验室进行。试验前拟定了与工程施工实际相同的焊接方案，评定原则、要求、方法均按ASMEIX执行。评定合格的工艺参数如下：a、坡口条件管壁厚(mm)坡口形式坡口角度对口间隙(mm)钝边(mm)清理范围(mm)2V5000.800.8每侧501002V600.5211.5每侧50100b电源种类和特性直流正接c焊接规范壁厚mm23447677焊接层数112233445钨极直径mm2.02.02.03.03.0焊丝直径mm2.03.03.03.03.0焊枪直径mm10121620162016201620电压V10121214121412141214电流A407080110110140120180120180焊速cm/min7.5101015101510151015层间温度200200200200200线能量KJ/cm2.46.73.99.35.311.85.815.15.815.1喷咀氩气l/min8121215152015201520保护罩氩气l/min16252530354535453545管内氩气l/min610815102010201020氩气保护时间S306060606060保护区氩气充装系数21.821.821.821.821.83.1.5.2焊工资格根据焊接工艺评定所提供的工艺参数，在专家的指导下组织焊工进行学习，并请有经验的焊工师傅作示范，对将参与焊接的焊工进行操作技能培训和考试。结果参加培训的五名焊工全部通过DIN8560规定的考试，并参加钛管的焊接工作。3.1.5.3焊材焊丝为德方提供的ERTi-2，规格经工艺评定后确定为2.0、3.0。焊丝在使用前应按坡口的清理方法进行表面清理及脱脂处理，施焊时焊丝的端部应除去1020mm长。3.1.5.4焊接环境钛管施工需在预制厂房内进行，在现场焊接固定口时，应根据需要搭设防雨、防风棚，保证焊接环境符合工艺要求。若出现下列条件之一时，不准进行焊接。3.1.5.5层间清理与保护对多层焊道，在下一层施焊前，首先检查表面氧化程度，如有异常情况，应立即进行表面处理或返修处理，处理时必须用专用的奥氏体不锈钢制钢丝刷和砂轮。3.1.5.6