不锈钢管道316l,TP321 316L尿素级超低碳不锈钢管道焊接技术

尿素级超低碳不锈钢管焊接技术内蒙古伊定煤化工30万吨合成氨、52万吨尿素装置工艺管道输送介质种类多，具有高温、高压、易燃、毒性大，腐蚀性强。 它是以尿素为原料的尿素级不锈钢工艺管道的施工和焊接。 管道中的介质为高温、高压、高危害、强腐蚀。 检测焊缝铁素体含量对焊接参数和焊接工艺有严格要求，满足质量要求：焊缝最大铁素体含量为0.6%； 沟槽贯入试验100%合格； 焊缝无损检测100%合格，合格等级为钢片； 焊缝熔深试验100%合格； 管道试压合格。 尿素厂使用的尿素级管道输送介质具有高温、高压、易燃、易爆、易腐蚀等特点。 其焊接特点是：焊接工程量大、焊接难度大、焊接质量要求高，这就要求我们严格执行正确的焊接工艺和焊接技术要求。 尿素生产中的液氨、尿液、甲铵溶液等都是腐蚀性介质，其中腐蚀性最强的介质是高温高压下的甲铵溶液，对不锈钢有很强的晶间腐蚀能力。 含碳量小于0.03%的超低碳不锈钢当含碳量极低时，当不锈钢处于敏化状态（奥氏体不锈钢的敏化温度范围为450～850℃）时，铬晶粒间析出的碳化物明显减少。 并具有良好的抗晶间腐蚀能力。

此外，使用铬含量高的贱金属和焊接材料，可在不锈钢体表面形成一层致密的氧化膜，从而提高耐蚀性。 本装置用于铵甲基铵液等强腐蚀性介质的管道及管件采用材质，焊接材质为R25.22.2LMN（φ2.0），焊条为E25.22..25， φ4.0)。 管材和管件及焊接材料的奥氏体形成元素（Ni、C、N、Mn等）和铁素体形成元素（Cr、Mo、Si等）的平衡应使经过后可获得完全奥氏体焊接。 体组织满足输送强腐蚀性介质的要求。 为保证焊接质量和工期，我公司通过了一系列的焊接工艺试验，制定了合理的施工方案，特别是对焊接管道清洁度的控制，焊缝充氩保护效果焊缝和焊缝的抗晶间作用。 开展了防腐性能技术攻关并取得圆满成功，圆满、高效地完成了施工任务。 这种施工方法具有技术先进、设备简单、实用性强的特点。 对工程中的人、机、料、法、环等提出详细要求，结合利用工程中原有的设备和机械。 细化工艺要求，制定详细的焊接工艺，控制焊接管路的洁净度，通过产品保护、充氩设备设计、焊接熔池最低热度控制、小电流快速焊接对焊缝进行充氩、层间温度控制等保护作用，获得良好的焊接质量，最终使焊缝的抗晶间腐蚀性能满足高压下输送强腐蚀介质的要求。

3、适用范围该施工方法操作简单，适用性广。 可广泛用于对管道洁净度或晶间组织要求较高的超低碳不锈钢的施工。 通过对焊接参数和层间温度的控制，以及工法组织，保证手段满足焊接质量要求。 4 工艺原理 管道设计技术条件及标准 1.1 设计技术条件 1.1.1 管道及管件材质，其化学成分（表1）如下： 管道化学成分（重量百分比） 1.1.2 焊接质量要求：焊接接头系数为1，焊缝要求100%无损检测，合格等级为1级。试验压力均为高压。 1.2技术标准 1.2.1《工业金属管道工程施工及验收规范》-2010； 1.2.2《现场设备及工业管道焊接工程施工及验收规范》-2011； 1.2.3《石油化工用铬镍奥氏体钢、铁镍合金及镍合金管道焊接规程》SH/T3523-20091.2。 焊接工艺评定报告及焊接作业指导书工艺特点及焊接工艺 2.1工艺特点：尿素厂316L尿素级不锈钢高压管道的焊接，不仅要解决焊接问题，更重要的是接头强度问题解决316L尿素级不锈钢高压管道焊接接头耐腐蚀问题。 铁素体含量的高低是判断316L尿素级不锈钢材料及焊接接头耐蚀性的重要因素； 铁素体含量的测量是判断316L尿素级不锈钢材料及焊接接头质量是否符合施工现场要求的重要指标，也是唯一的检验手段。

因此，正确掌握铁素体含量的检验方法及焊缝铁素体含量超标的预防措施，对保证316L尿素级不锈钢高压管道的施工质量十分重要。 2.2. 焊接工艺 2.2.1． 焊接准备、焊接材料及焊接方法 (1)焊接准备 a． 沟槽形式：壁厚小于15mm，采用单V型沟槽； 壁厚15mm，采用双槽口； 焊前应先用丙酮或酒精清洁断口边缘的焊接区域及邻近区域（距边缘约100mm）； C。 破片加工时，要求边加工边加水（水中氯离子含量最大为25ppm）； 斜面磨口时，应轻磨母材，使其不至于发蓝。 (2) 焊接材料及化学成分 焊接材料及化学成分 (3) 焊接方法a、壁厚8mm，采用全氩弧焊； b、壁厚>8mm，采用氩弧焊与手工电弧焊相结合，底层焊层采用氩弧焊，其余各层采用手工电弧焊，只能采用窄面堆焊。 2.2.2. 焊缝检验（1），公称直径40mm，焊后最终检验：外观检验，铁素体含量检验，渗透检验，（对接焊缝用射线探伤代替渗透检验）。 (2) 对于公称直径>40mm、壁厚5mm的焊缝，终焊后应进行以下检查：外观检查、铁素体含量检查（如有可能，检查管内焊缝）、渗透试验、和 100% 射线检测。 (3)公称直径＞40mm，壁厚＞5mm的焊缝：a． 底焊层和第一层填充焊后应进行以下检查：外观检查、铁素体含量检查（如有可能，检查b.终焊后应进行以下检查：外观检查、焊透探伤、射线探伤 100%； c. 终焊后应进行以下检查：外观探伤、渗透探伤、射线探伤 100%； 工艺焊接方法的选择 1.1 壁厚 8mm，采用全氩气电弧焊；1.2壁厚>8mm采用氩弧焊和手工电弧焊相结合，两层采用氩弧焊，其余各层采用手工电弧焊，焊接时电极不摆动，焊缝接缝为多层多道焊。

焊接技术要求 3.1 坡口型式及加工要求 3.1.1 尿素级超低碳不锈钢管的切割必须采用机械方法，不得采用等离子弧、气割和碳弧气刨。 本项目使用车床（车刀必须是不锈钢加工斜角，现场使用不锈钢砂轮磨削。 3.1.2.加工槽时，考虑导热系数小，线膨胀大的特点尿素级超低碳不锈钢的系数，为减少焊接变形，坡口和底部R的坡度角相应减小。坡口表面应平整光滑，无裂纹、毛刺、分层等3.1.3. 尿素级超低碳不锈钢管坡口型式见图1 坡口型式图3.1.4. 考虑到尿素级超低碳不锈钢在加工过程中的特点，顺序为防止渗碳，特设预制区，与碳钢、合金钢管充分隔离，预制平台采用木板或不锈钢板搭建，使用nylo n 或纤维吊索用于搬运。 不锈钢加工工具专用，严禁与碳钢、合金钢管加工工具混用。 磨削用砂轮采用不锈钢专用砂轮。 3.1.5. 加工槽时，边加工边浇水（水中最大氯离子含量为25ppm）； 磨槽时，要轻轻打磨基材，使其不会发蓝。 3.1.6. 沟槽加工后包扎，避免碰撞污染渗碳。 焊接前，用丙酮（或酒精）清洗坡口及其邻近区域（距边缘约100mm以内），清除油脂，坡口两侧用石棉板包裹，防止焊时母材渗碳飞溅熔化。焊接。 选择性腐蚀。

3.2 焊工要求 3.2.1． 从事TP321 316L焊接作业的焊工，必须经过专门的焊接培训，取得相应的焊接资格。 否则不得从事该材料的焊接工作。 所有焊接工作的焊工必须持证上岗。 3.2.2. 焊接前，焊工应了解母材的材质和所用的焊接工艺，包括坡口类型、焊接方法、焊接材料牌号、焊接电流、电压、层间温度、焊接热等。 3.3 焊接材料的储存、干燥、配送和回收 3.3.1． 焊材的储存正确使用焊材是保证TP321 316L尿素级超低碳不锈钢焊接质量的前提。 对此，我们建立了严格的储存、干燥、配送和回收制度，使焊材从储存、干燥、配送到回收的全过程可追溯。 焊材仓库应通风干燥，焊材包装完好，质量证明文件齐全，物证一致，入库手续齐全。 焊材应妥善保管，堆放层数不宜过高，与地面和墙壁的距离不应小于0.3m，以保证通风良好，防止受潮； 同时，TP321 316L焊材应与其他焊材分开存放； 焊条、焊丝、氩气、钨棒等焊接材料应有生产厂家的质量证明书。 焊材进出库时必须轻拿轻放，避免掉落、砸伤、碰伤，防止涂层脱落。 焊材保??管过程中，要随时观察包装有无受潮、锈蚀、破损等情况，发现问题及时报告主管，查明原因，及时处理。

焊材库房应保持清洁，除工作需要外，其他人员不得进入库房。 3.3.2. 焊接材料的干燥使用单独的干燥箱干燥焊条，严禁与其他焊条同时干燥； 焊条经325℃烘干1小时后方可使用； 焊条烘干次数不宜超过2次。 干燥后的电极不用时，必须存放在恒温100-120℃的恒温箱中。 烘干相关记录由烘干人员填写，焊检人员定期检查。 3.3.3. 焊条的发放 焊材必须由焊工、焊工填写，注明焊接位置，经焊接技术人员审核，焊接检验员确认，由保管人按订单发放。 收焊条时，必须使用贴有焊材标签的保温筒。 两种焊条不能混装在同一个绝缘筒内。 在整个施工过程中，分配和使用始终处于受控状态。 3.3.4. 焊材回收 已放行未使用的焊材应及时退回仓库存放； 退回库房的焊条应干燥后分发，方可下次使用，并应有回收记录。 3.4 焊接环境控制 3.4.1． TP321 316L尿素级超低碳不锈钢焊接进行严格的环境控制，制作防风雨棚，并配备专人监控焊接环境。 3.4.2. 焊接时风速：手工电弧焊控制在3m/s以下，氩弧焊控制在0.5m/s以下。 3.4.3. 焊接现场必须保持清洁，禁止其他无关设备进入焊接现场。 3.5 焊接对中定位焊 3.5.1 对中前应检查坡口尺寸，检查铁素体含量。

δ 12mm 槽，用于穿透检查。 由于TP321 316L尿素级超低碳不锈钢焊接时金属液的流动性和润湿性差，熔深小，为防止未焊透等缺陷，装配时应将内壁齐平，内壁错位量不应大于0.5mm。 TP321 316L不锈钢.5和.0两种规格3.5.2和尿素级超低碳不锈钢采用氩弧焊加工制造，以防止压痕和精确对准间隙。 彻底打磨它。 为保证底部焊道形成良好，减少应力集中，焊缝应平滑过渡到母材，焊缝两端应磨成斜坡。 正式焊接时，焊接起点在两个定位焊缝之间。 装配时尽量不要使用直接焊在母材金属上的夹具，以免损坏母材。 3.5.3. 焊接在母材上的夹具必须采用TP321 316L尿素级超低碳不锈钢。 不允许使用碳素钢和合金钢管，以防渗碳。 夹具的拆卸应使用专用不锈钢砂轮打磨，不得采用敲打、拧绞等方法。 拆卸后，应打磨平整。 如有凹陷处，必须进行补焊，并进行渗透检查。 配对过程中严禁强配对，以免造成压力集中。 3.6 焊接过程控制 3.6.1． TP321 316L尿素级超低碳不锈钢的焊接，应尽可能减少线能量的输入，以降低焊接接头的敏化程度，从而提高耐蚀性。

因此要求采用多层多道窄焊道焊接工艺，采用输入能量小、电弧短、无摆动或摆动小的焊接方法。 3.6.2. 从根部起厚度为8mm的部分为第一部分，采用氩弧焊焊接，其余部分为第二部分，采用手工电弧焊焊接。 焊缝角角高度超过10mm时应采用多道焊，焊缝宽度不允许有任何摆动。 3.6.3 多层焊时，每一层焊缝焊完后，应彻底打磨、清除熔渣，质量检验合格后方可进行下一层焊接。 多层焊的层间接头应错开。 严格控制层间温度，层间温度不得超过150℃。层间温度采用红外测温仪测量。 3.6.4 DN50管道焊接时，由于受热集中，散热慢，易造成晶粒长大严重，增加热裂纹倾向。 可采用用湿布擦拭焊缝两侧等强制冷却措施。 ，但要注意不要直接在焊缝上进行。 3.6.5. 焊接时注意清洁和保护。 焊接前，用丙酮清洗擦拭焊丝和钨极，去除油脂等杂质，防止渗碳。 焊接过程中，焊丝末端氧化烧焦的部分，一次未用完，严禁熔入焊缝，必须切割或打磨后方可用于焊接。 钨极打磨后要用丙酮重新清洗。 3.6.6. 焊接时不允许在工作区喷漆，防止油脂进入造成渗碳。 在预制和焊接过程中，施工人员的手套、衣服等用品应保持清洁，以免过程中受到污染，影响焊接质量。

3.6.7. 管道焊接检验合格后，及时对焊接接头进行酸洗和钝化处理。 3.6.8. 焊接过程中必须在坡口内引弧，管壁严禁电弧划伤。 3.6.9. 焊接过程中严格按照焊接工艺评定和焊接工艺指导书的有关要求进行。 3.7 氩弧焊用氩气保护。 3.7.1. 氩气纯度为99.99%。 现场检查，在操作方法正确的前提下，去除碳钢表面的锈迹引弧，起弧后在原位置停留5-10秒，然后熄弧。 熔化后观察金属状态，光亮的白色表面最好，黄色表面说明氩气纯度差，不能使用。 3.7.2. 氩弧焊的氩气保护非常重要。 氩弧焊开始时应提前供气，停止焊接时应稍后停气。 3.7.3. 焊接保护气体的流量一般为8~15L/min。 为防止氩弧焊时背面焊道表面氧化，降低焊缝质量，必须对焊道背面进行氩弧保护。 充氩保护有两种方法：全部或部分充氩，见图3和图4。管子充氩时，头部应有吹气孔（φ5～10mm）。 开始充氩气时可适当增加流速，以保证管内空气完全排除。 焊接时应适当减少氩气流量并保持稳定，以免因吹氩气造成焊缝背面凹陷。 后保护气流量一般为10~15L/min。 充氩时，尽量采用部分充氩，以免造成浪费。

为此，经过多次现场试验，制成了充氩气垫，其形式如图5所示。 3.7.4充氩气垫形式示意图。 可以根据焊缝的颜色变化来判断氩气保护的效果。 在焊接过程中，焊工可以根据颜色调整保护气体，使焊缝达到最佳保护效果。 焊缝颜色与防护效果对照表见表4。 3.7.5 焊缝颜色与防护效果对照表。 焊接设备供气系统应保持清洁，尤其是氩气输送带必须保持清洁。 吹出内部杂物，避免将杂物带入熔池。 3.8 焊接检验 3.8.1． 焊接自检后，焊工应在焊缝边100mm范围内标注代号。 标志用防水墨水书写，不应含有氯。 禁止在不锈钢管上盖章。 3.8.2 管径为φ40mm、壁厚为5mm的管道，终焊后应进行外观检查、铁素体含量检查和液体渗透检查。 3.8.3 管径φ＞40mm、壁厚＞5mm的管道，应在打根焊和第一层填充焊后进行外观检查、铁素体含量检查和液体渗透检查。 如无缺陷，用丙酮清洗坡口表面，清洗干净后进行第二层焊接。 第二层焊后应进行液体渗透探伤，如无缺陷则进行射线探伤。 最终焊接后进行外观检查、液体渗透检查和射线检查。 外观检查要求焊缝与母材平滑过渡，不允许有裂纹、气孔、夹渣、咬边、凹陷、未熔合等缺陷。

焊缝补强要求：母材δ12.5mm 11.5mm； 母材δ 12.5~25 12.0mm； 母材δ > 25 13.0mmmm。 3.8.4. 液体渗透检验采用水洗着色渗透法，使用湿法显示剂。 工件表面温度在15-50℃之间，渗透时间至少15分钟。 3.8.5. 铁素体含量用探头式铁素体测量仪测定，铁素体含量最大应小于0.6%。 检验前用丙酮清洗检定试片、检验探头和焊缝，使其无铁锈、浮物、油脂等杂质，以保证检验精度。 在检测过程中，应经常清洗探头，确保其不受污染，保证检测值的准确性。 当检测点铁素体含量超标时，用专用砂轮磨削，用丙酮清洗地面，再进行试验，如仍不合格，应检查母材、焊材铁素体检测报告，并焊材的正确性。 并且团队对焊接工艺进行分析，制定纠正措施，进行返修，确保铁素体含量在要求的范围内。 射线探伤率100%，详见设计流水线表，一次合格率保持在98%以上。 3.9 焊缝修复 无损检测不合格的焊缝必须消除缺陷并进行修复。 用专用不锈钢砂轮打磨消除缺陷，并将坡口修整成适合补焊的形状。 严禁用碳弧气刨去除缺陷，以防渗碳。 补焊前应采用渗透试验确认缺陷是否已去除。 返修焊缝的焊接难度较高，氩弧焊更容易保证质量，热输入小。 因此，返工采用氩弧焊。

同一部位的修理次数不得超过两次。 超过修理次数的，应分析原因，制定措施，经技术负责人批准后实施。 6、材料和设备 管道及其附件应有生产企业的产品合格证和质量证明书。 经复验，其规格、化学成分、机械性能、供货情况均应符合要求。 原材料和焊材中奥氏体形成元素（Ni、C、N、Mn）和铁素体形成元素（Cr、Mo、Si）的平衡应使母材和焊后母材获得完整的奥氏体组织（最大铁素体含量为 0.6%)。 铁素体含量可用铁素体测量仪检测。 原材料和焊材的质量证明书应列明材料在交货条件下的化学成分和力学性能，并包括Hugh试验的试验编号、Hugh试验和选择性腐蚀试验的结果，以及对相关材料的铁素体含量和金相组织的描述。 焊接材料 根据我公司焊接工艺评定报告，本装置TP321 316L尿素级高压不锈钢管道焊接材料为R25.22.2LMN（φ2.0），焊条为E25.22。 (φ3.2、4.0)，焊接材料分开存放。 使用专用焊条烘箱烘烤。 2.3 氩气：工业纯氩不锈钢管道316l，纯度不低于99.99%，含水量小于50mg/m3。 使用氩气前不锈钢管道316l，先查看瓶体上的出厂合格证，检查氩气的纯度指标，再检查瓶阀。 没有泄漏或故障。

2.4 钨极：选用2.0～3.0 焊接设备： 3.1 焊机：选用YC-300WP直流氩弧焊机，焊机应具有良好的工作特性和调节特性，并配备准确的电流表和电压表。 3.2焊枪：采用QQ-/300A、500A风冷TIG，结构简单，轻巧耐用，枪身紧密，绝缘性好，气流稳定，夹杆牢固，适合全方位焊接。 3.3 氩气输送管：应使用半硬质塑料管代替橡胶软管等吸湿材料。 应专用，不得与其他输气管混用。 氩气带不宜过长，一般不超过30m。 避免压降过大，造成气流不稳定，影响焊接质量。 机加工设备 4.1 管材下料和坡口加工考虑了尿素级超低碳不锈钢的特性。 为了防止渗碳，设置了专门的预制区，将其与碳钢、合金钢管充分分开。 4.2 小口径管材采用切割机切割材料时，切割片采用特制不锈钢片。 4.3 尿素级不锈钢高压管道的开孔，采用专用钻头在钻孔机上开孔。 热电偶元件的孔。 施工工具清单 VII. 质量控制 质量体系：施工队项目组长、施工组质量组长、设备工程师、材料工程师 设备工程师 焊接工程师 搬运工程师 质量经理 质检员 2.质量控制措施 2.1严格按照图纸设计要求施工，严格执行技术规范，项目建设过程中的工艺标准和操作规程，严格执行公司制定的技术管理规程。

2.2认真做好施工组织设计、施工方案等的编制、实施和检查工作，并向施工单位进行技术交底。 2.3施工管理人员必须认真熟悉图纸，掌握图纸，按设计图纸控制工程施工。 2.4 项目部技术人员、质检人员必须跟踪跟踪重要子项目的验收情况，如实做好各项检查记录。 2.5 所有进场材料必须有真实的材料合格证，合格证由材料人员和技术人员收集存档。 2.6随工程施工，施工原始技术资料记录及施工检验记录负责人、热处理工、焊工、质检员、探伤员、材料人员的记录及时做好记录，及时整理材料归档。 2.7 进场的各种材料、成品、半成品均由材料部专人验收，检查外观质量，并出具书面材料证明书。 2.8 Raw : that the raw are in , and no raw will be of and test (test ), they will not be . test be out when there is doubt about etc. 2.9 On-site : that the is out in with the by the and to the , and never cut . on-site the three- , and the team is for the on the site, and stops . The team will to the to that the is to the .

In , the and of the on-site of the unit, so as to the of the . 2.10 and : the and check and to the . After the sub- are , the team will first self- and to the for after that there are no leaks. After the the , it will to the unit for . For items, they be in time. 2.11 types of must hold a to work, such as: , , , etc. 8. 8.1 with the , and of Pipe Co., Ltd. and rules and . 8.2 All teams and must in , , and . must dress to the and wear . 8.3 All kinds of and tools must be in good , and their use must with . such as must be well , and the wire be to the shell of the . 8.4 and fire are in the area. and rooms be with fire- . 8.5 When the weld seam with a , be worn to from noise . The of the wheel must be when it wears down to 1/3 of the . If the wheel is or , it is to the cable. It must be in good . If it is , it must be with tape or . It is for to with wire ropes. 8.7 belts must be worn high- .

8.8 At the end of the daily , all kinds of tools and wires be up in time, and the of the be . 8.9 Argon arc be at the upper air when rods. 8.10 The team wear anti- to the eyes from being by the arc light argon arc . 8.11 flaw time , and set up eye- signs flaw to other from by and . 九。 : This pays to the on the , and will not cause . 1. Pay to the of rod heads, and clean up slag to the dump to to the local soil . 2. Pay to the eye and skin by arc light ; 3. A mark be set up the to other from by and . When on welds or base , care be taken to clean and the to avoid soil or . 10. 1. : The that this is and , the of the weld and the of the weld. The is , easy to , easy to , and has wide in the site . 2. : the of TP321 316L urea and steel in the urea plant, the was , and good were . The and have good the : 2.1. : The weld and shape of all are good, with the base metal, no pores, , and other , and the shape meets the of Table 6. The rate of the is 99%, and the pass rate is 100%. 2.2 : The and of the test are out to the level of , and the test is 98.2% of the first pass rate and 100% of the pass rate.

2.3. : welds and welds at pipe and are for , with a pass rate of 100%. 2.4. test: After the TP321 316L is and to pass the test, the test is 100% . 3. : The of TP321 316L has value for the , and the has more than 300,000 yuan, the for the of the urea plant. And the of the owner, the of works and works of over the of 8 yuan to us for . 十一. : Coal Urea : Yili Clean Base, , Ordos City, in the of the Ordos , with an of 1000-1619 . The in this The west of the flag runs the east and west. This is by Pipe Co., Ltd. as the for the , and of the . All in the are by our . : see Table 7