Технология сварки трубопровода высокого давления из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod

Технология сварки трубопровода высокого давления из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod

Ежедневная производительность Zephyr Petrochemical составляет 1050 тонн карбамида, внедрение голландского Stamicarbon CO. ₂ производственный процесс извлечения пара, с высокой температурой, высоким давлением, легковоспламеняющимися, взрывоопасными, коррозионными и другими характеристиками высоких технологий, трудностями строительства. Основными материалами данного устройства являются углеродистая сталь (API 5LB, A53B, A106B), аустенитная нержавеющая сталь (A312 TP304L, A312 TP304, A312 TP316L, 316L Mod), хромомолибденовая сталь (A335 P12), низкотемпературная сталь (A333 GR6, A333 GR1) и так далее. Основными рабочими средами являются метиламмоний, моча, жидкий аммиак, углекислый газ, водяной пар, конденсат и т.д. Максимальное рабочее давление всего процесса составляет 15 МПа, а максимальная рабочая температура составляет 385 ℃. Для всего устройства 316L Mod ультранизкоуглеродистая нержавеющая сталь класса мочевины сварка трубопровода является ключевым. Материал 316L Mod — нержавеющая сталь с ультранизким содержанием углерода; впервые в строительстве нашей компании нет зрелых технологий, на которых можно было бы учиться. Сварка трубопроводов из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod, с одной стороны, требует передового и разумного процесса сварки; отличное качество сварщика, с другой стороны, требует необходимого хорошего управления и всестороннего контроля процесса. Контроль над процессом. В этом документе обсуждается технология сварки трубопроводов из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod в соответствии с фактической строительной площадкой и сочетанием соответствующей информации.

2. Трубы из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod и технические требования к сварочным материалам.

Производство мочевины из жидкого аммиака, раствора мочи, раствора метиламмония и т. д. являются агрессивными средами, из которых наиболее агрессивной средой является раствор метиламмония при высокой температуре и высоком давлении; нержавеющая сталь обладает сильной межкристаллитной коррозионной способностью. При содержании углерода менее 0.03% в сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали из-за чрезвычайно низкого содержания углерода, так что нержавеющая сталь в сенсибилизированном состоянии (температурный диапазон сенсибилизации аустенитной нержавеющей стали 450-850 ℃) в межкристаллитных осадках содержание карбида хрома Cr23C6 значительно восстановлено и обладает хорошей стойкостью к межкристаллитной коррозии. Кроме того, использование основного материала с более высоким содержанием хрома и сварочных материалов может привести к тому, что поверхность корпуса из нержавеющей стали создаст плотную организацию оксидной пленки, тем самым повысив коррозионную стойкость, например, с материалами типа 25Cr-22Ni-2Mo, что может достичь более удовлетворительная коррозионная стойкость.
Это устройство используется для жидкого метиламмония и других материалов для трубопроводов с сильными коррозионными средами и компонентов трубопроводов для модели 316L Mod; основные характеристики: Φ273.1 × 25.4, Φ168.3 × 15.88, Φ89 × 11.13, Φ60.3 × 8.74 и так далее. Сварочный материал: проволока Р25.22.2ЛМН (Ф1.6), электрод Э25.22.2ЛМНБ.
(Ф2.5, Ф3.25, Ф4.0). Требования к химическому составу труб и элементов трубопроводов, а также сварочных материалов приведены в Таблице 1 и Таблице 2:
Табл.1 Химический состав труб и элементов трубопроводов

Табл.2 Химический состав сварочных материалов

Трубопроводы и трубопроводная арматура и сварочные материалы аустенитообразующих элементов (Ni, C, N, Mn и др.) и ферритообразующих элементов (Cr, Mo, Si и др.) следует уравновесить таким образом, чтобы после сварки получить полностью аустенитную организацию, максимальное содержание феррита 0.6%. Содержание феррита определяется ферритометром. Содержание феррита в некачественных трубах, компонентах труб и сварочных материалах строго запрещено в строительстве.

3. Сварочный процесс оценка

Для обеспечения качества сварки трубопровода из нержавеющей стали со сверхнизким содержанием углерода на заводе по производству мочевины 316L Mod перед строительством внешних инженеров по сварке под наблюдением оценки процесса сварки нержавеющей стали со сверхнизким содержанием углерода из мочевины 316L Mod. Оценка процесса сварки сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod в соответствии со стандартом ASME-1995, оценка проекта показана в таблице 3.
Табл.3 Таблица проекта оценки сварочного процесса

При оценке процесса сварки сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod мочевина регистрирует все параметры сварки (включая ток, напряжение, полярность, спецификации класса сварочных материалов, защитный газ, обратную сторону потока защитного газа и т. д.). Оценка испытания на растяжение, испытание на изгиб на изгиб, испытание на изгиб в обратном направлении, испытание Хью, металлографическое испытание и обнаружение феррита. Оценка места тестового отбора проб показана на рисунке 1.

Рис.1 Карта расположения отбора проб для оценки процесса сварки
Процедуры оценки процесса сварки нержавеющей стали со сверхнизким содержанием углерода 316L Mod мочевины и результаты оценки были признаны зарубежным инженером-сварщиком. 4.

4. Оценка навыков работы сварщика

Учитывая, что конструкция из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod сложна, высокие технологии на этапе подготовки строительства путем оценки сварочного процесса подготовки процедур сварочного процесса (WPS), WPS были признаны зарубежным инженером-сварщиком. . Под наблюдением иностранных инженеров-сварщиков были привлечены сварщики для проведения оценки навыков работы сварщика по фиксации наклона трубы в положении 6G, аргонно-электрической сварке соединений Φ168.3×15.88 и аргонно-дуговой сварке Φ60.3×8.74. Самая сложная часть оценки навыков — не допустить конкейва; ключ заключается в встречном зазоре и методе подачи проволоки. Оценка квалификационных стандартов для внешнего вида, рентгеновского контроля, контроля проникновения, контроля феррита и сварки. пересекать-секция макрометаллургической экспертизы всех квалифицированных, без одного. Мы также провели тест на доработку сварного шва после первого слоя заполняющего шва. Положение доработки показано на рис. 2. Если после доработки все еще остаются недопустимые дефекты, например, повторный отказ, сварщику-конструктору не разрешается участвовать в доработке сварных швов.

Рис.2 Карта расположения доработок сварных швов
Участвуйте в оценке навыков (включая доработку сварки) сварщиков, которые оцениваются после получения квалификации, подписанной иностранным инженером-сварщиком лицензии на эксплуатацию, и сварщиков, имеющих лицензию на работу. Оценка навыков сварщика для конструкции из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod мочевины заложила прочную основу.

5. Сварочный процесс.

(1) Экологический контроль
Сварка сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod осуществляется под строгим экологическим контролем. Изготовлен ветрозащитный и непромокаемый навес и назначен человек для наблюдения за сварочной средой, чтобы обеспечить ручное управление дуговой сваркой скоростью сварочного ветра на 3 м/с ниже, управление аргонодуговой сваркой на 0.5 м/с ниже.
(2) Управление сварочными материалами
Правильное использование расходных материалов для сварки необходимо для обеспечения качества сварки сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod с мочевиной. В связи с этим мы установили строгую систему хранения, сушки, распределения и переработки, чтобы можно было отслеживать расходные материалы для сварки от хранения, сушки и распределения до восстановления всего процесса. Сварочные материалы по марочному номеру, спецификациям, стеллажам, с надписями по марочному номеру, спецификациям и количеству явных знаков. Сварочные материалы должны быть использованы сварщиком для заполнения формы заявки на сварочные материалы с указанием сварочной части. Затем хранитель выдает форму заявки в соответствии с формой после осмотра техника-сварщика и подтверждения инспектором по сварке. Приемные сварочные стержни должны использоваться со сварочным стержнем для маркировки изоляции цилиндра; один и тот же изоляционный цилиндр нельзя смешивать с двумя видами сварочных стержней; во всем процессе строительства выдача и использование государством всегда находятся под контролем.
(3) Материализация трубопровода и обработка фаски
Подача трубопровода по однолинейной схеме, равномерная разгрузка трубы той же спецификации. При материализации трубопровода учитываются требования к уклону трубы и группировке сварочных каналов, а также унифицированная нумерация, чтобы гарантировать, что правильный номер не является хорошим, нет утечек, нет отходов.
Резка трубопроводов из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod должна выполняться механическими методами, и ее нельзя обрабатывать плазменной дугой, газовой резкой или планированием угольной дуги. При обработке фаски, учитывая характеристики сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod, теплопроводность мала, а коэффициент линейного расширения велик. Чтобы уменьшить сварочную деформацию, наклон фаски и нижняя часть R соответственно уменьшаются. Поверхность скоса должна быть ровной и гладкой; не должно быть трещин, заусенцев, расслоений и других дефектов.
Учитывая характеристики ультранизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Mod в процессе обработки, для предотвращения науглероживания создается специальный участок предварительной сборки, полностью изолированный от труб из углеродистой и легированной стали. Платформа сборной конструкции изготавливается из деревянных пластин или пластин из нержавеющей стали. Для погрузочно-разгрузочных работ используются нейлоновые или волоконные стропы. Специальные инструменты для обработки труб из нержавеющей стали запрещают смешивание с инструментами для обработки труб из углеродистой и легированной стали. Лист шлифовального круга, используемый для шлифования, изготовлен из специального шлифовального круга из резины и нейлона. Это позволяет избежать науглероживания загрязнения.
Еще одно требование: шлифовка должна быть аккуратной, чтобы избежать воронения основного материала. Оберните после обработки фаски, чтобы избежать науглероживания при столкновении. Перед сваркой ацетоном очистить скос и прилегающие к нему участки, удалить смазку и обернуть обе стороны скоса асбестовым листом для предотвращения науглероживания сварки и наплавления, прилипания к основному материалу до избирательной коррозии.
(4) Сварка групповой и позиционной сварки
Перед группировкой сверяются размеры фаски и проверяется содержание феррита. Скосы δ ≥ 12 мм проверяются проплавлением.
Из-за подвижности жидкого металла при сварке сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod смачивание плохое, а глубина плавления небольшая. Для предотвращения таких дефектов, как подварка, группировка должна быть заподлицо с внутренней стенкой; размер внутренней стенки с изнаночной стороны не более 0.5мм. Чтобы предотвратить внутреннюю вогнутость, точный зазор группировки, обработку и производство нержавеющей стали 316L Mod 300 × 20 × 2.5 и 200 × 15 × 2.0, две спецификации блока фиксированного шага группировки.
Позиционная сварка из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали 316L Mod с мочевиной с использованием аргонно-дуговой сварки, процесс сварки и формальный процесс сварки одинаковы. В рамках формального сварного компонента позиционирования сварной шов должен быть полностью проварен, а плавление должно быть хорошим, без пористости и других дефектов. Чтобы нижний шовный канал был хорошо сформирован и уменьшал концентрацию напряжений, сварной шов должен иметь плавный переход к основному материалу, а концы шва должны быть отшлифованы в наклон. При формальной сварке начальная точка находится между двумя установочными швами.
Насколько это возможно, не используйте приспособления, приваренные непосредственно к основному материалу, чтобы избежать повреждения основного материала. Привариваемое к основному материалу приспособление должно быть из ультранизкоуглеродистой нержавеющей стали марки мочевины 316L Mod, не допускайте использования труб из углеродистой или легированной стали для предотвращения науглероживания. Для снятия зажимов необходимо использовать специальный шлифовальный круг из нержавеющей стали, не следует использовать стук, ломание и скручивание или другие методы. После удаления шлифовки и выравнивания, если есть вмятина, необходимо восполнить сварку и проверить проплавление. В процессе группировки строго запрещена сильная группировка, чтобы не вызывать концентрацию стресса.
(5) метод сварки
Сварка сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали 316L с модификацией мочевины должна свести к минимуму потребление энергии линией и снизить степень чувствительности сварных соединений, тем самым повышая коррозионную стойкость. Следовательно, необходимо использовать процесс многослойной многоканальной узкой сварки с использованием малой энергии линии, короткой дуги, метода сварки без качания или с малым колебанием.
Для трубопроводов DN ≤ 50 используется полная аргонно-дуговая сварка. Для трубопроводов DN>50 сварка делится на две части. Корень толщиной 8 мм для первой части, используя аргонно-дуговую сварку, и оставшуюся часть второй части, используя ручную дуговую сварку. При высоте заполнения шва более 10 мм проводят многослойную сварку, при этом не допускается произвольное раскачивание ворса широких швов.
Многослойная сварка, каждый шов после слоя сварки, тщательная шлифовка и удаление шлака, а также проверка качества перед следующим слоем сварки. Многослойная сварка между слоями должна быть в шахматном порядке. Строго контролировать температуру между слоями; температура между слоями не должна превышать 150℃. Температура между слоями измеряется инфракрасным термометром.
Ду ≤ 50 сварка труб, из-за концентрации нагрева, медленного рассеивания тепла, серьезного роста зерна, вызванного легкой причиной, склонности к термическому растрескиванию, можно использовать с обеих сторон сварного шва с охлаждающим медным блоком или протирать стороны сварного шва влажной тканью и другие меры по форсированному охлаждению, но учтите, что его нельзя проводить непосредственно на сварном шве.
В процессе следует обратить внимание на очистку и защиту. Перед сваркой используйте ацетон, чтобы очистить и протереть сварочную проволоку и вольфрамовый электрод, а также удалить жир и другие загрязнения, чтобы предотвратить науглероживание. Процесс сварки неиспользованного конца проволоки с окисленными сгоревшими частями запрещенного сплавления в сварной шов, который необходимо сначала срезать или отполировать для удаления, может быть использован для сварки. Вольфрамовый электрод следует повторно очистить ацетоном после шлифовки. Не допускается распыление краски в рабочей зоне во время сварки, чтобы предотвратить попадание смазки и вызвать науглероживание. Во время процесса сборки и сварки перчатки, одежда и другие материалы строительного персонала должны содержаться в чистоте, чтобы избежать загрязнения, влияющего на качество сварки.
(6) Защита от аргона при аргонно-дуговой сварке
Защита от аргона при аргонодуговой сварке имеет решающее значение. Аргонно-дуговая сварка должна быть отправлена ​​​​заблаговременно при сварке, остановке сварки, отставании газа. Поток сварочного защитного газа обычно составляет 10-15 л/мин. Для предотвращения окисления поверхности сварочного канала в задней части аргонно-дуговой сварки и снижения качества сварного шва заднюю часть сварочного канала необходимо принять для заполнения мерами защиты от аргона. Заполненная аргоном защита может использоваться как целиком, так и частично двумя аргоновыми методами. Трубу, заполненную аргоном, следует оставить в головке у выпускного отверстия (Φ5-10 мм). Начальный поток заполнения аргоном можно соответственно увеличить, чтобы полностью исключить попадание воздуха внутрь трубки. Сварочный поток аргона должен быть соответствующим образом уменьшен, чтобы поддерживать гладкость, чтобы не вызвать обратную сторону сварного шва из-за поддержки продувки аргоном при формовании депрессии. Обратный поток защитного газа обычно составляет 20-25 л/мин. Аргон, насколько это возможно, частично заполнен аргоном, чтобы не вызывать отходов.
О действии аргоновой защиты можно судить по изменению цвета сварного шва. В процессе сварки сварщик может регулировать подачу защитного газа в зависимости от цвета, чтобы обеспечить наилучший защитный эффект сварного шва. Сравнение цвета сварного шва и эффекта защиты показано в таблице 4.
Табл.4 Сравнение цвета сварного шва и эффекта защиты

(7) Проверка сварки
Сварщики в сварном шве, после самопроверки, должны находиться в пределах 100 мм от стороны сварного шва для маркировки кода. Нанесение маркировки водостойкими чернилами, чернила не должны содержать хлор. Запретите стальное уплотнение на трубе из нержавеющей стали.
Диаметр трубы Φ ≤ 40 мм, толщина стенки трубы ≤ 5 мм, окончательная сварка для визуального контроля, проверка содержания феррита, проверка проникновения жидкости. Диаметр трубы Φ> 40 мм, толщина стенки > 5 мм, труба, сварка дна и первый слой присадочного шва после визуального осмотра, проверка содержания феррита, проверка проникновения жидкости, например, отсутствие дефектов, ацетон должен быть очищен скошенной поверхностью, очистка после второго слоя сварки. После второго слоя контроля проникновения сварочной жидкости, обнаружение луча, если нет дефектов. После окончательного визуального осмотра сварного шва, контроля проникновения жидкости и лучевого контроля.
Визуальный контроль требует, чтобы переход шва к основному материалу был ровным и круглым, не допускающим трещин, пор, шлака и других дефектов. Глубина режущей кромки δ≤0.5мм, а суммарная длина не превышает 10% от общей длины сварного шва. Требования к остаточной высоте шва: δ1≤1.5мм при основном материале δ≤12.5мм, δ1≤1.5мм при основном материале δ 12.5-25, δ1≤2.0мм при основном материале δ＞25, δ1≤ 3.0 мммм, когда основной материал δ＞25.
При проверке на проникновение жидкости используется метод проникновения с промывкой водой и влажным индикаторным веществом. Температура поверхности заготовки составляет от 15 до 50 ℃, а время проникновения составляет не менее 15 минут.
Содержание феррита проверяется с помощью ферритомера зондового типа, максимальное содержание феррита должно быть менее 0.6%. Перед проверкой используйте ацетон для очистки калибровочного образца, контрольного щупа и сварного шва, чтобы на них не было следов ржавчины, жира и других загрязнений, чтобы обеспечить точность проверки. В процессе проверки часто очищают зонд, чтобы убедиться в отсутствии загрязнения и обеспечить точность результатов испытаний. Когда содержание феррита в контрольной точке превышает стандарт, для шлифовки можно использовать специальный шлифовальный круг с ацетоном для очистки места шлифования. Затем тест, все еще неквалифицированный, должен проверить основной материал, отчет об испытании феррита сварочного материала, правильное использование сварочных материалов и группу для анализа процесса сварки, разработки корректирующих мер, ремонта и обеспечения того, чтобы содержание феррита в Требования к объему содержания.
(8) Ремонт сварки
Путем неразрушающего контроля неквалифицированные сварные швы должны быть устранены дефекты и проведена ремонтная обработка. Устранение дефектов методом шлифовки шлифовального круга, обрезанного до формы, пригодной для приварки. Категорически запрещается использовать строгание угольной дугой для удаления дефектов во избежание науглероживания. Испытание на проникновение следует использовать для подтверждения того, что дефекты устранены до повторной отделки сварного шва. Сварочные швы сложнее сваривать, аргонно-дуговой сваркой легче обеспечить качество, а энергия линии невелика. Поэтому переделку проводят с помощью аргонно-дуговой сварки. Количество переделок одной и той же детали должно быть не более двух раз; при неоднократных доработках следует провести анализ причин, разработать мероприятия и согласовать их с ответственным за технологию.

6. Заключение

• (1) Хорошо подготовленный, процесс правильный и разумный. Крупногабаритные объекты, особенно зарубежные импортные, не могут осуществлять инженерное строительство без ознакомления со строительными нормами и стандартами. Основываясь на соблюдении норм и стандартов, сделайте хорошую оценку процесса сварки и проверку сварщика, сформулируйте правильный и разумный процесс сварки и примените его на практике для обеспечения качества сварки.
• (2) Укрепить управление и строгий контроль процесса. Сварочное строительство требует не только передового, разумного процесса сварки и отличного качества сварщика, но также должно иметь строгую систему управления и охватывать весь спектр контроля процесса, чтобы обеспечить качество сварки, избежать потерь на доработку и достичь половины результата с половиной усилие.

В этом проекте 316L Mod сварка трубопровода из сверхнизкоуглеродистой стали на уровне мочевины, в общей сложности 350 сварных швов, лучевая дефектоскопия процент прохождения 100%, проверка феррита сварного шва — процент прохождения 99.5%. Практика показала, что трубопровод из ультранизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 316L Modстарая технология обсуждаемый в этой статье, является эффективным и выполнимым, а его процесс сварки и управление процессом для будущей сварки той же стали и другой аустенитной сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали обеспечивает ссылку.
Автор: Ли Сяосун, Ван Фуинь, Бу Шаньцзюань

https://www.epowermetals.com/ru/welding-technology-of-316lmod-urea-grade-ultra-low-carbon-stainless-steel-high-pressure-pipeline.html