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化工制造用TA2纯钛管的焊接方法

发布时间:2021-07-16 17:08:04 浏览次数 :

1、概述

某公司在施工年产2万吨KCLO3的榕屏联营化工厂二期技改扩建工程中,为提高抗腐能力,生产主干线管道采用了具有强度大,抗腐蚀性能优异的TA2纯钛管。管径为 18至133,壁厚最厚为3mm,管道总长约为300m。

纯钛管

国产工业纯钛有TA1、TA2和TA3三种,其区别在于氧、氮、氢等杂质的含量不同,三种工业纯钛依杂质增多而代号末尾数字依次增大,强度指标依次上升。塑性指标依次下降。

常温下,工业纯钛的屈服极限及抗拉强度偏低,但担性及韧性性能良好,抗腐蚀性能优良,而且可焊性好,其线胀系数和导热系数都较小。

研究结果表明,由于钛的熔点高、导热性差且比热小,焊接过热区的塑性比焊接接头其它区域差,因此,随着焊接线能的增大,过热区高温停留时间长,冷却速度缓慢,其结果使过热区出现显著的粗大晶粒,导致过热区的塑性有些下降。如果进行快速冷却,会形成更多更细的过饱和固溶体,这种过饱和固溶体对焊缝塑性及韧性有一定的削弱作用。

实践表明.过快的冷却速度和过慢的冷却速度都会使焊接处塑性不符合要求。合适的冷却速度在10—200℃/S范围内,在板厚一定时,冷却速度基本是由焊接线能量决定。

2、钛管焊接

2.1 焊前准备

(1)直流氩弧焊机:型号ZX-400为防止夹钨,需带高频引弧装置;为使弧坑填满,需有电流衰减装置;为避免焊接在高温下被大气污染,需有气体延时保护装置。因钛焊接熔点高、电流量大,故电源线需通冷却水来散热。(2)焊接辅材:焊丝为ERTA1,氩气纯度为≥99.99%,选用钨极棒。(3)坡口:刨削单V形坡口。(4)承焊平台:为了焊工能轻松、简便迅速地施焊,需制一些承焊滚轮平台。(5)进行焊接试验,得出主要参数见表1。

管壁 mm≤23-4
坡口角度形式II 或60°V 型
纯边mm 1-1.5
间隙 mm0~10-1
焊丝牌号ERTA2ERTA2
直径 mmφ2φ2
钨丝直径 mmφ1.6φ2.0
喷嘴孔径 mmφ12-16φ16-20
焊接层次12
层间温度℃≤200≤200
焊接电流 A40-7080-110
焊接电压 V10-1212-14
焊接速度 cm/ mm7.5-1010-15
氪气流量 I/ min焊炬8-1 212-15
管内8-1010-15

2.2焊接

(1)在清洁封闭的室内环境进行施焊时,周围风速低于2 ,钛材焊接区必须与钢铁作业区隔开,地面铺橡胶皮避免和铁器接触,严禁含有铁粉的空气中施焊。(2)采用不带保护罩、分段间歇焊接方法,焊接操作方法如下:每小段焊缝从引弧至熄弧时间约5S,焊接长度10~15mm,且延长灭弧后氩气延时时间20一25S,使焊炬内喷出氩气保护高温下的焊缝冷却至250℃以下,待焊缝冷却到500℃以下再以同样的方法续焊,直至焊接焊缝全部结束。(3)焊接时要控制熔池小,处理好段与段之间的接续,避免产生脱节现象。(4)管内进行充满氩气保护,以防管内焊缝被氧化成灰色。(5)焊丝用丙酮清洗干净,坡口在每侧25mm周围同样用丙酮清洗干净。(6)焊后处理:焊缝及热影响区进行酸洗处理,酸洗后要用清水冲洗,防止酸液残留。

3、焊后质量检验

采用上述工艺参数进行的钛管焊接,经断面宏观及低倍金相检验,在焊缝内部未发现气孔、裂纹等缺陷,其微观无沿量 穿晶裂纹,溶合好,对钛管做0.5Mpa的水压试验,均未发现泄漏。

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