在石油化工裝置中,往往有大量的不銹鋼管道 (含爐管)需要現場焊接。伴隨著石化行業的迅猛發展,大型石化裝置越來越多地采用大規格管道,對現場的安裝施工就提出了更高的要求。為了保證管道的焊接質量和管道內部的清潔度,通常采用氬弧焊打底。采用氬弧焊焊接不銹鋼時,由于不銹鋼和氧的親和力很大,如果不采取焊縫保護措施,背面的焊縫金屬很容易在焊接過程中氧化,合金元素燒損,且易產生焊接缺陷,造成焊縫金屬的力學性能和耐蝕性下降。在不銹鋼管道氬弧焊時,為能保證焊縫背面的焊接質量,必須采取有效的防護措施。本文就不銹鋼氬弧焊時幾種有效的焊縫背面保護方法進行介紹。
一、管內充氬保護
石化裝置工程不銹鋼管道氬弧焊,一般采用管內充氬的方法防止焊縫背面氧化。充氬方法主要包括整體充氬和局部充氬等。為節約工程成本并滿足施工要求,施工過程中應結合管道的具體施工條件,靈活運用內部充氬的方法。
1.整體充氬法
對于小直徑管道或管件組對管道較短時,可采用整體充氬,該方法比較簡單。
整體充氬的方法是:將兩端用膠帶 (紙殼、橡膠板等)封口,由管子的一端充入氬氣,另一端封口上部打上一個3~5mm的排放孔,主要是防止收弧時管內氬氣壓力過大,造成接頭收弧困難,產生凹坑等缺陷。另外,為了防止對口間隙處氬氣大量排放,事先可用膠帶封住一段管口,僅留出焊工一次連續焊接的長度。焊完這段后,撕開相同長度的膠帶,然后再施焊,依此類推,直至焊接完成。
1 充氮軟管;2 氮氣;3 膠帶2.局部充氬法
當管徑較大、管路較長時,若直接向管內充氬,焊接質量不易保證,并且會浪費大量的氬氣,增加工程成本。為節約氬氣,可采用局部充氬的方法。
局部充氬可采用水溶性紙法。組對前,在管內距焊口兩側各150mm處貼水溶性紙,形成一組臨時堵板,然后在對口間隙處采用充氬針頭向管內充氬氣 (見圖2)。當管道系統進行水壓試驗時,水溶性紙很快溶解于水,并隨水排除,不會造成不利影響。
另外,可制作充氬夾具進行局部充氬保護,充氬夾具如圖 3所示。焊接前將充氬夾具堵板事先放置于管子兩側,焊接完成后將夾具從管內抽出。此種方法適用于不銹鋼管的地面預制,簡單易行。