A hegesztés forró acélcsövekhez szigorúan betartja a speciális eljárásokhoz a szerkezeti integritás és a hosszú élettartam biztosítása érdekében. A hegesztett ízületek minősége jelentősen befolyásolja ezen nagy értékű ipari alkatrészek általános teljesítményét, különös tekintettel a kritikus alkalmazásokra, például az olaj- és gázszállításra, a nyomás edényekre és a szerkezeti támogatásokra. Ez az átfogó útmutató felvázolja az optimális hegesztési eredmények acélcsövekkel történő elérésének kritikus követelményeit.
Hegesztés előtti előkészítési követelmények
A megfelelő előkészítés az acélcső sikeres hegesztési műveleteinek alapja. A hegesztés megkezdése előtt számos kritikus lépést kell követni:
Felszíni előkészítés és tisztítás
A forró hengerelt csőfelületeket alaposan meg kell tisztítani, hogy eltávolítsák az összes szennyező anyagot, amely veszélyeztetheti a hegesztési integritást. Ez magában foglalja:
Mechanikus tisztítás drótkefékkel vagy őrlőkkel a felszíni rozsda eltávolításához
Vegyi tisztítás az olajok és zsírok kiküszöbölésére
A malom skála eltávolítása homokfúvási vagy pácolási folyamatokon keresztül
Minden olyan nedvesség eltávolítása, amely hidrogén öleléseket okozhat
Előmelegítő protokollok
Az előmelegítés elengedhetetlen a vastagabb falú csövekhez (általában 19 mm felett) és a magasabb széntartalmú ötvözött acél osztályokhoz. Ez a folyamat:
Csökkenti a termikus sokkot és megakadályozza a hideg repedést
Csökkenti a hűtési sebességet a hőhatású zónában (HAZ)
Minimalizálja a maradék feszültségeket, amelyek deformációhoz vezethetnek
Engedélyezi a hidrogén diffúziót a hegesztési területről
Az előmelegítő hőmérsékletek általában 100 ° C és 300 ° C között vannak, az anyag specifikációjától és a falvastagságtól függően. Például az API 5L X65 anyag általában 150 ° C -ra történő előmelegedést igényel a 25 mm -es falvastagságnál.
Közös tervezési megfontolások
A megfelelő ízületi kialakítás kritikus jelentőségű a csőhegesztési műveletekhez. A konfigurációnak el kell számolnia:
Anyag vastagsága és fokozat specifikációi
Megfelelő horonyszögek (jellemzően 60-75 °)
Gyökér arcméretek és gyökérrés mérések
Hegítőberendezések akadálymentessége
Hegesztési folyamat kiválasztása
A megfelelő hegesztési módszer kiválasztása közvetlenül befolyásolja a végső ízület minőségét és tartósságát. Számos folyamat alkalmas a forró hengerelt csőhöz:
Általános hegesztési módszerek acélcsőhöz
Smaw (árnyékolt fém ív hegesztés) : Sokoldalú a terepi alkalmazásokhoz, de alacsonyabb lerakódási sebességeket kínál
GTAW/TIG (gáz volfrám ív hegesztése) : Pontosságot biztosít a gyökér átjárókhoz és a vékonyfalú csövekhez
GMAW/MIG (gázfém ív hegesztése) : Magasabb lerakódási sebességet kínál a vastagabb anyagokhoz
FCAW (Flux-korrúciós ívhegesztés) : A magasabb lerakódási sebességgel rendelkező terepi alkalmazásokhoz alkalmas
Fűrész (merült ívhegesztés) : Ideális a nagyobb átmérőjű csövek vásárlásához
Hegesztési paraméterek optimalizálása
A kritikus paramétereket pontosan ellenőrizni kell a cső előírásainak megfelelően:
Amperage: Az anyag vastagságának és helyzetének meg kell egyeznie (általában 80-250a az SMAW-hoz)
Feszültség: befolyásolja az ívhosszot és a behatolást (általában 20-30 V a GMAW-hoz)
Utazási sebesség: Befolyásolja a hő bemenetet és a hegesztési profilt
Interpass hőmérséklet: Általában 100-250 ° C között tartják
A hegeszt utáni hőkezelési követelmények
A hegesztés utáni hőkezelés gyakran kötelező, különösen az ASME, API vagy ISO szabványoknak megfelelő nagynyomású alkalmazások esetén:
Stresszoldó eljárások
A hegeszt utáni hőkezelés (PWHT) számos kritikus funkciót hajt végre:
Csökkenti a maradék feszültségeket, amelyek stresszkorrózió repedéséhez vezethetnek
A hőmérsékleten potenciálisan törékeny mikroszerkezetek a hő által érintett zónában
Javítja a hegesztett ízület rugalmasságát és keménységét
Fokozza a dimenziós stabilitást a magas hőmérsékleti szolgáltatásban
Szén acélcsöveknél (például az ASTM A106 B fokozat) a tipikus feszültségcsökkentő hőmérsékletek 550 ° C és 650 ° C között mozognak, az anyag vastagsága alapján (kb. 1 óra / 25 mm).
Fogyasztható választás és kompatibilitás
A hegesztési anyagokat gondosan meg kell egyezni a bázisfém tulajdonságaihoz:
Töltőfém követelmények
A kiválasztási kritériumok a következőket tartalmazzák:
Kémiai összetétel kompatibilis az acélcső anyagával
Egyenlő vagy nagyobb szakítószilárdság az alapanyaghoz képest
Megfelelő ütközési tulajdonságok a szervizhőmérséklethez
Korrózióállóság -illesztés vagy az alapanyagok túllépése (különösen a savanyú szolgáltatási alkalmazások esetében NACE MR0175)
A szénacél csövek általános töltőfémei közé tartozik az E7018 az SMAW és az ER70S-6 a GMAW folyamatokhoz.
Árnyékoló gázválaszték
Külső gázáruházat igénylő folyamatokhoz:
Argon: Kiváló ív stabilitást biztosít a GTAW számára
Argon/CO2 keverékek (jellemzően 75%/25%): Standard a szénacél GMAW -ra
Hélium/argon keverékek: A magasabb hőbemenetet igénylő speciális alkalmazásokhoz
Minőség -ellenőrzés és ellenőrzés
A szigorú tesztelés biztosítja, hogy a hegesztett ízületek megfeleljenek az ipari előírásoknak:
Pusztító vizsgálati módszerek
Radiográfiai tesztelés (RT) : Kritikus ízületekhez szükséges API 1104 vagy ASME B31.3.
Ultrahangos tesztelés (UT) : Előnyben részesítették a vastag falú csöveknél
Mágneses részecske -ellenőrzés (MPI) : A felületi repedések kimutatására
Folyékony behatoló tesztelés (PT) : A nem mágneses anyagok felületi hibáinak azonosításához
Mechanikai tesztelési követelmények
A közös integritás ellenőrzése általában magában foglalja a következőket:
Szakítóvizsgálat a megfelelő szilárdság megerősítésére
Hajlási tesztelés a rugalmasság ellenőrzése érdekében
Hatásvizsgálat alacsony hőmérsékleti szolgáltatással rendelkező alkalmazásokhoz
Keménységi tesztelés annak biztosítása érdekében, hogy az értékek elfogadható tartományokban maradjanak (általában 250 HV alatti szénacél csőnél savanyú szolgáltatásban)
Deformáció -ellenőrzési stratégiák
A torzítás minimalizálása a hegesztés során gondos tervezést igényel:
A hegesztési átadások stratégiai szekvenálása (általában kiegyensúlyozott hegesztési mintákkal)
Megfelelő rögzítő és igazítási eszközök alkalmazása
Időszakos hegesztési technikák nagy összeszerelésekhez
Visszalépési hegesztési módszerek a hőbevitel egyenletesebb eloszlásához
Különleges megfontolások az ötvözött acélcsövekhez
A nagy ötvözött csövek további óvintézkedéseket igényelnek:
Az előmelegítés és az átjáró hőmérsékletének szigorú ellenőrzése
Az alacsony hidrogén hegesztési folyamatok kiválasztása
Pontosabb a hegesztõ hõskezelési ciklusok
Fokozott védelem a légköri szennyezés ellen hegesztés során
Speciális töltőfémek, amelyek megfelelnek az alapanyag pontos összetételének
Következtetés
A hegesztés forró hengerelt acélcsövek aprólékos figyelmet igényelnek az előkészítésre, a folyamatválasztásra, az anyagkompatibilitásra és a hegesztett kezelésre. Az ezeknek a követelményeknek a betartása biztosítja az ízületeket, amelyek fenntartják a csőépítés velejáró előnyeit, miközben biztosítják a szükséges szilárdságot, korrózióállóságot és a kritikus ipari alkalmazások számára a kiszolgálási élettartamot. Mindig konzultáljon olyan alkalmazandó kódokkal, mint az API 1104, ASME B31.3 vagy ISO 15614, ha hegesztési eljárásokat dolgoz ki az adott csővezeték -alkalmazásokhoz.
