高纯氧高电位moel400合金压力管道焊工技术

高纯氧高电位moel400合金压力管道焊工技术

0安装监督检验在该市的大型节水改造项目中，采用了岳欧400芯轴压管道。标准尺寸为14.30mm6.02mm，重量为gc2，设计压力为1.6ma，设计温度为450，管道介质为高纯氧。由本所承担安装监督检验工作。该压力管道采用进口无缝管,其焊接工艺评定参照ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎焊评定》,具体执行标准按照GB50236—1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》,焊工考试按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定。1材料的化学成分(1)Monel400合金是是固溶强化型合金,根据“ASTM-SAE统一数码系统”,合金牌号为UNSN04400,与普通奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti相对照,物理性能及力学性能见表1。由表1可以看出,Monel400合金的导电性及导热性均较好,其电阻率是1Cr18Ni9Ti的70%,热导率比1Cr18Ni9Ti高出36%。(2)母材及焊材的化学成分见表2。(3)Monel400焊接性较好,焊条电弧焊(SMAW)、钨极气体保护焊(GTAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)等焊接方法均可采用。与奥氏体不锈钢类似,不需要预热处理和焊接后热处理。其焊接接头形式与奥氏体不锈钢类似,但有其特殊性。由于母材的热导率较高,散热性能较好,其焊接熔池较小,焊接电弧穿透力与奥氏体不锈钢相比要低,熔深要浅,所以特别注意以下两点:(1)焊接时热输入应适当增大,钝边不应太厚;(2)焊接坡口角度应适当增加,以防熔合不良,避免产生未熔合。2焊接材料和工艺2.1熔贴金属焊接材料Monel400合金中的Ni含量较高,熔敷金属采用与母材化学成分匹配的焊接材料,因此焊丝选用ERNiCu-7,焊条选用ENiCu-7。2.2设置密闭剂及清洗表面活性剂等物,降低焊缝凝固裂纹Monel400对热裂纹较为敏感,在弧坑处容易产生裂纹。特别是渗入S,P有害杂质后,低熔点共晶物(Ni-S共晶,Ni-P共晶)易在晶间聚集,这些低熔点共晶物强度低,脆性大,容易产生热裂纹。降低焊缝凝固裂纹的最主要冶金因素是严格控制S,P含量。由于Monel400固液相温度区间小,散热快,熔液流动性差,焊接冷却时,气体来不及逸出,焊缝中极易产生气孔。在进行焊接操作前,必须清理干净坡口及其两侧各50mm范围内的油污、润滑剂和涂料油漆等物质,对不溶于脱脂剂的漆和其他杂物,可用氯甲烷等清洗剂清洗,标记墨水可用甲醇清除,被压入焊件表面的杂物可磨削去除,并用水冲净,干燥后方能焊接,同时擦洗焊丝。这样可以减少有害杂质如水分、油污、S及P等进入焊接熔池。2.3试验2:拉伸性能试验项目焊接工艺评定参照ASME第Ⅸ卷,并执行GB50236—1998,管试件选用实际工程中的管件,试件长度300mm。采用水平固定全位置焊接,V形坡口,坡口角度40°,钝边1.5mm,对口间隙2mm。焊2层,采用钨极氩弧焊打底,焊条电弧焊盖面,焊接工艺参数见表3。施焊前,在管段两端的坡口上用可溶性纸封堵,形成密封室,管道内部应采取充氩保护措施,充氩气置换的时间要充分,焊接的同时不停顿充氩,氩气流量15L/min。无损检测符合JB/T4730—2005《承压设备无损检测》。第1层打底焊后,进行渗透探伤,Ⅰ级合格。焊接结束后,焊缝表面外观检查无缺陷,然后进行射线探伤,Ⅱ级合格。力学性能试验:2个拉伸试样的抗拉强度σb均为552MPa;弯曲试验(弯曲角度180°、弯轴直径24mm,支座间距39.3mm),2个面弯、2个背弯试样的试验结果合格。3管道安装、焊接和检验3.1试件的制作焊工应按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定进行考核取证,考试内容、方法、结果评定按GB50236—1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》执行。考试试件母材选用Monel400。内容应包括:(1)焊接方法:钨极气体保护焊、焊条电弧焊;(2)管对接(有坡口)焊缝试件水平固定、垂直固定;(3)管板全焊透水平固定(适用于法兰和管的焊接)。3.2压力管道元件的热压工艺要求(1)用于压力管道安装工程的材料(含焊材)及压力管道元件的质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件(管材、焊材、管件、阀门等)。(2)压力管道元件制造单位必须具有国家质量监督检验检疫总局颁发的压力管道元件制造许可证。(3)材料标志与质量证明书应完全一致,否则不得使用。材料在切割(或加工)前应进行标志移植,确保材质标记的可追踪性,用油漆、记号笔等在距待焊部位100mm以外处进行标记移植。3.3坡口加工质量管道加工主要检查以下几个方面的质量:(1)管子切割质量;(2)弯管制作质量;(3)坡口加工质量。以上管道加工质量符合相应法规、标准及设计要求。3.4焊缝表面清理(1)管道焊缝的布置应便于焊接及检验、无损检测。(2)焊接定位焊焊缝所用的焊接材料和焊接工艺应与正式焊接时相同,由合格焊工施焊,保证焊透及熔合良好;焊缝应平缓过渡到母材上,两端应磨削成缓坡。(3)焊缝应在焊完后立即去除焊渣、飞溅物,清理干净焊缝表面,然后进行焊缝外观检查。(4)焊件表面严禁有电弧擦伤,且不得在焊件表面引弧和熄弧。熄弧时应填满弧坑,并应磨去弧坑缺陷。当检验发现焊缝缺陷超过设计文件和相应规范、标准的规定时,必须进行返修,焊缝返修后应按原规定方法进行检验,同时应编制返修工艺进行焊接接头的返修,并经安装单位相应的负责人批准。3.5表面渗透探伤出口应按照设计的要求对所焊管道焊缝进行无损检测,角焊缝以及对接焊缝的打底焊缝进行表面渗透探伤,Ⅰ级合格;整道对接焊缝进行100%射线探伤,Ⅱ级合格。4坡口角度的影响(1)焊接Monel400合金时