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對所采取的復(fù)層焊接→過渡層焊接→基層焊接的焊接順序, 原則上可以理解為復(fù)層母材的焊接工藝評定與相對應(yīng)的耐蝕堆焊焊接工藝評定的組合焊接工藝評定, 但需要注意耐蝕堆焊焊接工藝評定的覆蓋范圍是否滿足要求。 不銹鋼復(fù)合鋼管道在基層或復(fù)層焊前需要預(yù)熱時, 預(yù)熱溫度參照相關(guān)規(guī)范中各種材質(zhì)的預(yù)熱溫度, 過渡層的預(yù)熱根據(jù)基層或復(fù)層材質(zhì)來確定,當(dāng)基層和復(fù)層都需要預(yù)熱時, 按預(yù)熱溫度高的一側(cè)執(zhí)行。 由于焊接工程中雜質(zhì)受熱會分解成 H2O 和 CO2, 在熔池內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體, 嚴(yán)重時發(fā)生爆裂破壞熔池。 因此, 焊接前應(yīng)用棉紗將接觸層的油、 漆、 垢及氧化層等清理干凈, 油污或贓物沾染嚴(yán)重的應(yīng)用細(xì)砂紙打磨, 酒精脫脂, 丙酮清洗,直至露出金屬光澤。 焊接前還需對內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的基層和復(fù)合層進(jìn)行預(yù)熱。 均勻的預(yù)熱一方面可減小焊接應(yīng)力, 另一方面可降低焊接應(yīng)變速度, 有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋。 預(yù)熱宜采用電加熱方法, 以對口中心線為基準(zhǔn), 兩側(cè)各不小于管壁總厚度的 3 倍, 且不小于 50 mm, 并防止過熱。
國內(nèi)海管一般采用碳鋼海管, 尚未引入不銹鋼復(fù)合管。 不銹鋼復(fù)合管由于其結(jié)構(gòu)特殊性, 對焊接保護(hù)及鋪設(shè)方式要求較高。 如何使用鋪管船完成不銹鋼復(fù)合海管鋪設(shè)工作, 成為項目執(zhí)行的一個重點。 在項目準(zhǔn)備及施工過程中, 采用了一系列先進(jìn)工藝, 不斷優(yōu)化作業(yè)流程, 終形成一套較成熟的不銹鋼復(fù)合海管鋪設(shè)工藝, 完成了國內(nèi)首條不銹鋼復(fù)合海管鋪設(shè)工作。不銹鋼復(fù)合管焊接的關(guān)鍵問題是焊縫的抗腐蝕問題, 而焊縫是否抗腐蝕取決于封底焊縫的焊接質(zhì)量。 由于不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小, 焊接時高溫停留時間不宜太長, 且與空氣接觸易氧化, 所以焊接復(fù)合層時應(yīng)選擇熱輸入量小的焊接方法。 同時, 由于復(fù)合管的焊接順序為先焊復(fù)合層, 后焊基層, 所以,復(fù)合層的焊接質(zhì)量是整個焊接過程中為重要的, 應(yīng)考慮采用焊接質(zhì)量高的焊接方法。 由于不銹鋼復(fù)合鋼管的兩種材質(zhì)具有不同化學(xué)成分和物理性能, 在焊接過程中, 很容易造成碳及合金元素的擴(kuò)散, 引起焊接接頭性能惡化,影響焊接質(zhì)量。
不銹鋼復(fù)合管組成形式主要有: 低碳鋼+奧氏 體不銹鋼管、低碳鋼+馬氏體(或鐵素體) 不銹鋼管、 低鉻鉬合金鋼+奧氏體不銹鋼管及低鉻鉬合金鋼+馬氏體(或鐵素體) 不銹鋼管。 不銹鋼復(fù)合鋼管是由兩種不同的鋼材通過技術(shù)手段結(jié)合在一起, 這兩種材質(zhì)的物理特性往往存在很大的差別,如常減壓蒸餾裝置中的 Q245R+316L、 Q345R+316L 復(fù)合鋼, 基層為低碳鋼材質(zhì) Q245R, 復(fù)層為奧氏體不銹鋼 316L, 這兩種材質(zhì)的 物理性能相差很大, 表現(xiàn)為:奧氏體不銹鋼 316L 線脹系數(shù)大, 且隨溫度升高而增加,比低碳鋼 Q245R 高大約 40%; 奧氏體不銹鋼 316L 熱導(dǎo)率低, 約為低碳鋼 Q245R 的 1/3。 在焊接不銹鋼復(fù)合鋼過渡層時, 由于熱膨脹和冷收縮速度的差異, 導(dǎo)致過渡層出現(xiàn)熱裂紋或結(jié)晶裂紋, 再加上焊接過程中基層材質(zhì)對焊縫金屬的成分稀釋, 非常容易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。 這種特性對于基層為鉻鉬合金鋼, 復(fù)層為奧氏體不銹鋼的不銹鋼復(fù)合鋼管表現(xiàn)得尤為明顯。
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