一種焊管生產工藝方法與流程

2023-06-01 22:48:51

本發明涉及一種焊管生產技術領域，更具體地說，它涉及一種焊管生產工藝方法。

背景技術：

焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或帶鋼經過捲曲成型後焊接製成的鋼管，一般定尺6米。焊接鋼管生產工藝簡單，生產效率高，品種規格多，設備投資少，但一般強度低於無縫鋼管。

焊接鋼管在焊縫處的強度較低，在焊接的過程中會存在焊接不到位或者不完全的情況，並且在焊接完成後對焊縫出的保養與檢測不完全，從而導致焊接鋼管的強度降低。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種焊管生產工藝方法，其優點在於提高了焊縫處的焊接質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種焊管生產工藝方法，依次包括進料，材料復驗，劃線，下料，材質、幾何尺寸檢驗，倒坡口，標識，卷製成型，成型檢驗，坡口清理，對接定位，焊前檢驗，焊接，焊縫外觀檢測，整形，表面修磨，表面質量、外形檢驗，焊縫無損檢測，表面處理，成品驗收，標識包裝入庫，質保文件資料製作，所述倒坡口步驟將坡口設置成x形坡口，所述x形坡口上設有開設有若干凹槽，與凹槽底面設有橫槽，所述焊前檢驗與焊接之間增加預熱工序，所述焊接與焊縫外觀檢驗之間增加熱處理工序，所述焊縫無損檢測依次包括磁粉探傷檢測、超聲波探傷檢測、射線探傷檢測。

通過採用上述技術方案，倒坡口是為了在焊接是能順利形成焊池並順利排出焊渣，增加的凹槽與橫槽增加了焊接的連接面積，提高焊縫的連接強度，在完成焊接前的預熱工序與焊接後的熱處理工作，進一步的提高了焊接的質量，通過對焊縫處進行探傷檢測，進一步的檢驗了焊接的質量，提高了焊接的質量，從而提高了焊接管件的強度。

本發明進一步設置為：所述的凹槽與橫槽均由電鑽在坡口的表面加工而成，

具體加工步驟如下：

步驟1：根據管厚選取鑽頭，鑽頭直徑為管壁厚度的二分之一；

步驟2：使用電鑽在坡口表面進行點鑽工作；

步驟3：進行凹槽加工，將鑽頭的軸線與管道的軸線平行設置進行鑽孔工作；

步驟4：換鑽頭，選用鑽頭直徑為步驟1中鑽頭直徑的二分之一；

步驟5：進行橫槽加工，將鑽頭的軸線與管道的軸線呈30~45度設置，在凹槽的側壁進行橫槽加工；

步驟6：清理凹槽與橫槽內的鑽孔殘料。

通過採用上述技術方案，使用直徑合理的鑽頭加工凹槽和橫槽，減小凹槽和橫槽在加工的過程中造成管壁出現受損的情況，在保證了焊縫質量的同時，減小管壁出現貫穿損壞的情況。

本發明進一步設置為：所述的預熱工序的溫度控制在150~400℃。

通過採用上述技術方案，預熱能降低焊後冷卻速度，有利於降低中碳鋼熱影響區的最高硬度，防止產生冷裂紋，針對不同厚度以及含碳量不同的管壁，對應不同的預熱溫度，有利於提高焊縫的質量。

本發明進一步設置為：所述的熱處理工序依次包括消除應力回火和保溫。

通過採用上述技術方案，可以消除焊接產生的熱應力、均勻焊縫和熱影響區的組織、細化焊縫和熱影響區的晶粒、排除焊縫在焊接過程中產生的氫脆、通過熱處理可以使焊縫金屬與母材金屬更好的融合。

本發明進一步設置為：所述的消除應力回火的溫度控制在600~650℃，時間控制在1~2小時。

通過採用上述技術方案，可以消除內應力，減小變形、開裂的傾向，特別是對於大厚度管壁、高剛性結構。

本發明進一步設置為：所述的熱處理工序為保溫的溫度控制在200~350℃，時間控制在2~6小時。

通過採用上述技術方案，可以減緩管件的冷卻速度，增加塑性、韌性，並減小淬硬傾向，消除接頭內的擴散氫。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1、提高了焊縫處的焊接質量；

2、提高了焊接管道的強度。

附圖說明

圖1為焊管生產工藝方法的工藝流程圖；

圖2為x坡口的結構示意圖。

附圖標記：1、凹槽；2、橫槽。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例：一種焊管生產工藝方法，如圖1所示，根據實際需要的管道性能指標以及尺寸等參數，選擇合適的材料，確定好製作管件材料的後，採購回來的材料需要對材料的力學性能進行檢測，通過材料復驗的程序，判斷材料是否能用於管件的加工製作。完成對材料的檢測工作之後，參照加工成型後的管道尺寸，計算得出需要使用材料的面積，使用標記筆在材料用輪廓線畫出來，操作者對著輪廓線進行下料的工作，從整塊的材料上截去下來的材料，再次對材質進一步的檢測，從而有利於後期成型的管道質量達到要求的性能和標準，在對材質進行檢測的時候，同時也會對下料的幾何尺寸進行檢測工作，確保了管道的尺寸符合最初設計的要求，減小了管道在成型後出現尺寸的誤差。

從材料板上截取出來的板材需要卷製成型，形成管道初步的形狀，為了方便後期的進行有效的焊接工作，需要將後期焊接的出的邊部進行倒坡口的工作，為了提高焊接的質量，使用x形坡口，x形坡口為雙面坡口，較薄和較厚的坡口均可以適用，同時雙面坡口尤其適用於較厚的板材，採用雙面焊接提高了焊接的強度，同時太厚的板材在對焊縫進行質量檢測時，不能很好的穿透，採用雙面坡口，分兩次進行檢測，有利於提高檢測的準確性，提高了焊接質量的把控，從而提高了管件的焊接質量。

為了進一步的提高管件的焊接質量，提高焊接的面積，在坡口的表面設有若干的凹槽1，在凹槽1的內部設有若干橫槽2，完成橫槽2的加工後再加工橫槽2，凹槽1與橫槽2的具體加工步驟為：

步驟1：根據管厚選取鑽頭，鑽頭直徑為管壁厚度的二分之一；在加工不同管件的時候，選用的板材的厚度不同，此時對應的橫槽2的截面積也不相同，選用管壁厚度的二分之一的鑽頭加工凹槽1，避免了凹槽1過大影響管件的剛度或者凹槽1過小影響焊接工作；

步驟2：使用電鑽在坡口表面進行點鑽工作；坡口有一定的傾斜角度，在斜面上直接進行鑽孔工作會會出現滑偏的情況，那樣不但凹槽1沒有加工成形，還會對後期成型的管件的表面造成損傷；

步驟3：進行凹槽1加工，為了有效的提高凹槽1加工的質量，同時減小凹槽1在加工的過程造成管壁的損傷，將鑽頭的軸線與管道的軸線平行設置，對準步驟2中點鑽形成的坑槽進行鑽孔工作，提高了凹槽1加工的準確性；

步驟4：換鑽頭，選用鑽頭直徑為步驟1中鑽頭直徑的二分之一，完成凹槽1加工後，更換加工橫槽2的鑽頭，橫槽2位於凹槽1的內壁上，較小的鑽頭有利於伸入凹槽1內部進行橫槽2的加工，提高了橫槽2加工的準確性；

步驟5：進行橫槽2加工，將鑽頭的軸線與管道的軸線呈30~45度設置，在凹槽1的側壁進行橫槽2加工，在橫槽2加工成形的同時也減小了鑽頭對坡口造成損壞的情況；

步驟6：清理凹槽1與橫槽2內的鑽孔殘料，避免了加工凹槽1和橫槽2有餘料的殘留，影響後期的焊接工作，提高了焊接的質量。

在完成倒坡口的工作之後，根據實際需求在板材上標記出加工成型後的管件尺寸標識，方便了操作者在後期可以準確地了解到每塊板材對應成型管件的尺寸。操作者將帶有標識的板材運送到卷板機處，通過卷板機將板材初步的加工成管件的形狀，實現管件的初步卷製成型。初步卷製成型的管件經過成型檢驗，判斷在後期的焊接加工過程中成型的管件是否符合加工尺寸的要求。初步成型的管件符合加工要求的尺寸後，操作者對坡口進行清理的工作，坡口清理工作進一步減小凹槽1或者橫槽2內鑽屑的殘留，以及避免了破口表面有凸起毛刺從而影響焊接工作的進行。坡口清理工序完成後，將需要焊接進行焊接的表面進行對接定位工作，有效的保證了焊接工作的準確性，避免管件在焊接處出現歪斜、凸起或者凹陷的情況，提高了焊接管件的質量。

在進行焊接工作前，操作者需要對管件對初步卷製成型的管件進行進一步的檢驗工作，檢查待焊接的初步成型的管件的各項指標是否符合焊接以及後期管件成型的標準，符合焊接的標準後才可以進行焊接工作。在焊接工作之前增加預熱工序，將預熱工序的溫度控制在150~400℃；預熱能降低焊後冷卻速度，有利於降低中碳鋼熱影響區的最高硬度，防止產生冷裂紋，針對不同厚度以及含碳量不同的管壁，對應不同的預熱溫度，通常，35和45鋼的預熱溫度為150～250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預熱溫度提高至250～400℃，有利於提高焊縫的質量。

為了進一步的提高焊接的質量，以及提高焊接管件的質量，在焊接過後增加熱處理工序，依次包括了消除應力回火和保溫，將消除應力回火的溫度控制在600~650℃，時間控制在1~2小時，可以消除內應力，減小變形、開裂的傾向，特別是對於大厚度管壁、高剛性結構，之後進行保溫工作，保溫的溫度控制在200~350℃，時間控制在2~6小時，達到減緩管件的冷卻速度，增加塑性、韌性，並減小淬硬傾向，消除接頭內的擴散氫的效果。綜上所述，熱處理工序可以消除焊接產生的熱應力、均勻焊縫和熱影響區的組織、細化焊縫和熱影響區的晶粒、排除焊縫在焊接過程中產生的氫脆、使焊縫金屬與母材金屬更好的融合，有效的提高了焊接的質量，從而有利於提高焊接管件的剛度。

在完成熱處理工序待管件冷卻後，對焊縫的外觀進行檢測工作，並且對管件實現進一步的整形工作，使得管件的幾何尺寸符合加工後的標準。管件在外觀方面也有一定的標準要求，通過對管件的表面進行修磨工作，使得焊縫與管件的表面處達到乾淨光滑符合表面質量、外形的要求。完成上述步驟後，還需對管件整體的外形進行檢驗，避免管件局部出現凹坑或者凸起的情況，有利於提高管件整體結構的穩定性。

管件的表面以及外形符合標準之後，為了保證焊縫處的連接強度以及管件的剛度，操作者會對焊縫進行無損檢測的工序。焊縫無損檢測的工序依次包括磁粉探傷檢測、超聲波探傷檢測、射線探傷檢測；磁粉探傷是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測方法。將鋼鐵等磁性材料製作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特徵，依磁粉分布顯示被探測物件表面缺陷和近表面缺陷的探傷方法。該探傷方法可以簡便、直觀表面的缺陷。

完成對焊縫表面的探傷檢測的工作後，使用超聲波探傷檢測，最常用的為縱波、橫波和表面波。用縱波可探測焊縫中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點、分層等缺陷；用橫波可探測管材中的焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可以探測形狀焊縫的表面缺陷，進一步的提高對焊縫質量的把控。

完成超聲波探傷檢測的工作後，再進行射線探傷檢測，一般使用的是x射線探傷或γ射線探傷，對焊縫中可能產生的缺陷，如氣孔、針孔、夾雜、疏鬆、裂紋、偏析、未焊透和熔合不足等，再次的檢測。通過多次的探傷檢測，提高了對焊縫無損檢測的準確性，有助於對焊接管件的質量保證。

在完成焊縫無損檢測的工作之後，對整個管件的表面進行再次處理，提高管件的整體外觀，最後質檢人員需要對管件進行最後一步的成品驗收工作，對成品焊接管件再次質量驗收，提高焊接管件的質量保證，完成成品驗收的工作之後標識入庫，並且完成質保文件資料的製作。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。