開(kāi)平市氬氣充氣站、榮峰氣體配送單位

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 不銹鋼管道焊接如何防止背面氧化？

石油化工施工中的不銹鋼管在焊接時(shí),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(duì)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(wú)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(jiàn)圖1、圖2),所以必須改進(jìn)焊接工藝,并采取措施來(lái)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

圖2  背面焊道接頭局部氧化  

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(shí),空氣在管內(nèi)一直呈渦流狀運(yùn)動(dòng)很難徹底排凈,即便是延長(zhǎng)置換時(shí)間,里口全密封狀態(tài)時(shí)氧含量可以達(dá)到<0.01%(體積分?jǐn)?shù)),但是打開(kāi)坡口開(kāi)始焊接后,含氧量就會(huì)上升到0.05%(體積分?jǐn)?shù)),甚至更高。較高的氧含量導(dǎo)致焊道背表面氧化而變成藍(lán)色或者紫色。
2)在現(xiàn)場(chǎng)施工中,焊工一般采用劃擦引弧的簡(jiǎn)易氬弧焊焊*,這種焊*在焊接斷弧后使高溫的焊道瞬時(shí)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(shí),由于空氣通過(guò)打開(kāi)的焊接坡口處進(jìn)入里口,此時(shí)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(shí),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(huì)氧化變色。
5)氬氣純度低,含氧量高對(duì)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(shí)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。


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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(wèn)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(lái)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(shí),采取低充高排的原則,同時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)充氣置換時(shí)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(jī)和高頻引弧焊*。在剛引弧時(shí)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(shí)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)接頭收口時(shí)減小充氬氣流量,采用充氬氣流量不變,一側(cè)打開(kāi)排氣的方法焊接效果好。

7)道間和層間溫度控制不超過(guò)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(shí)間。

8)前三層采用熱輸入小的氬弧焊進(jìn)行焊接,同時(shí)繼續(xù)對(duì)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(wú)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(dòng)的運(yùn)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(guò)高而氧化。

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