不銹鋼大直徑鋼制焊接彎頭組對安裝工藝

胡建輝

鋼制焊接彎頭，也叫“蝦米腰”彎頭。“蝦米腰”彎頭是石化工行業中常見的一種彎頭形式，它通常由幾截圓管段拼接而成，其形狀象似蝦米的腰，因此我們俗稱它為“蝦米腰”彎頭。與同規格的沖壓彎頭相比，具有造價低、角度靈活等優點，因此蝦米腰彎頭的制作、安裝在化工、石油行業的使用十分廣泛。

本人于2005年在山東青島某安裝工程，其中6個不銹鋼蝦米腰彎頭的組對、焊接成為工作的難點。此次制作的蝦米腰彎頭直徑為1732m，材質為316L，厚度為16mm。現場制作安裝如此大直徑的不銹鋼蝦米腰是不多見的。

一、工程概述

此次組對蝦米腰使用卷制鋼管，管材采用不銹鋼板材卷制成型，10096無損檢測。蝦米腰需要安裝在塔和換熱器之間安裝，安裝空間狹窄，如下圖所示，蝦米腰彎頭由5個彎節(瓦片)及一個直管段組成，無論是彎節還是直管對接直焊縫都設計在側面，可以保證其耐沖刷、腐蝕的能力。為保證施工質量，加大預制深度。確定件2、3、4、5為預制管段，件1和件6為現場測量段。

二、工藝流程

為保證的組對、焊接質量，在蝦米腰組對、安裝前，制定了詳細的施工工藝流程。如下圖：

三、工藝指導思想

為了保證施工質量，必須嚴格工藝紀律。從領料、下料到管道、管件的組對、點焊、焊接等各個工序均要由專人操作并負責工序質量，同時填寫自檢記錄并經專業質量檢查簽字認可后方可轉入下道工序。不合格的半成品不得轉入下道工序，下道工序也不準接收，以完善的質量保證體系來確保操作要求的正確實施。

四、工藝要點

(一)施工準備

1、機具準備

蝦米腰制作、安裝所用機具包括：(1)等離子切割機；(2)逆變氬弧焊機；(3)空氣壓縮機；(4)充氳置；(5]手動磨光機：(6)管道對口夾具或自制工裝。

2、人員配備

大直徑不銹鋼蝦米腰的組對、安裝與普通蝦米腰安裝相比，工藝要求嚴格，質量要求高。因此施焊前焊工必須經過焊接技術培訓，取得相應項目的焊接合格證，方可持證上崗；安裝管工也必須經過大直徑不銹鋼管安裝工藝培訓，了解其工藝特點，熟練掌握操作規程、規范之后方可上崗。

3、工藝技術準備

由于大直徑蝦米腰制作具有單件性的特點，其材質、規格、環境條件等不盡相同，因此在施工前必須全面掌握施工圖紙，詳細標明制作部件，了解設計意圖，并向作業人員作出詳盡的技術交底。

4、材料準備

施工前，應確認已到管材足量供應并滿足進度要求。所有主材都應包裝完好并附有相應的材料質量證明書；要妥善保存和防護，防止污染；管材的外觀質量及幾何尺寸應符合相應標準要求，無劃痕、凹坑、裂紋、過量彎曲等缺陷。對不符合要求的材料要做好標識和記錄，隔離存放。輔材應準備適量的鈰鎢極、丙酮、棉紗、切割專用冷卻油及不低于99，99％的氬氣。

5、環境準備

施焊地點要避免風、霜、雨、雪、震動場合及高溫、高濕環境，周圍風速不得大于3m／s，必要時要采取一定的防護措施。

6、焊前準各

施焊前應檢查焊機、空氣壓縮機、氣瓶等各儀表顯示是否正確、氣路是否暢通、焊頭試運轉是否正常，然后按照焊接電源操作手冊及焊接工藝評定調整、設定好相應的條件參數、預制參數及焊接參數。

(二)組對、預制

1、管材下料

下料前，首先應對管材進行材質、外觀及幾何尺寸的核對、測量檢驗，并做好記錄，對于不合格材料要做好標識并予以退庫。根據設計圖紙的要求，按照設計給出的蝦米腰半徑條件放樣制作出樣板，根據以往的經驗在制作樣板時，將窄面的斜線向前推進5mm，(約是壁厚的1／3)，這樣做的目的是為開坡口時對窄面的邊做個補償。樣板做好后，首先在所有使用管材上排版一次，避免浪費材料以及檢查樣板的準確性，量尺劃線后需進行校核檢驗，保證精度，避免產生讀數等失誤，造成材料浪費。蝦米腰瓦片的組對采用V形坡口。進行切斷及坡口操作時，采用等離子切割機進行，每塊瓦的內表面坡口要切割大于65度，外表面坡口切割要不大于55度。組對瓦塊時，每塊瓦的外表面是管道內壁接觸，而內表面是管道外壁接觸，這么做的目的是：因為組對后，坡口夾角比較小，為保證能夠焊接性，還要對切割后的坡口使用手動砂輪機進行打磨。以提高表面光潔度和對口精度。加工完畢，用棉紗蘸丙酮將切口兩側20mm范圍清洗備焊，同時要做好標記移植。

下料完畢應檢查：管子橢圓度：0.3mm：端面傾斜度：1％D；自由管段長度偏差：±10mm；封閉管段長度偏差：土1.5mm。對于橢圓度大于0.3mm，但小于標準偏差的管子，需用管道整圓設各或工裝整圓至符合要求，合格后填寫“下料記錄”。

2、瓦片組對

瓦片組對時應考慮其剛度大小，防止變形和焊點開裂。同時，還應考慮安裝順序及焊縫所處位置的可焊性。組對時應按所施焊規格的組對間隙要求進行，通常組對間隙為4m，要求錯邊量<1且3mm。環焊縫對接間隙要均勻，管端接觸要緊密。組對后點焊前，應初步校檢每個瓦塊的中心點對齊，符合要求后再點焊，如超差，則應分析原因，采取措施，組對點焊。在進行瓦塊組對時自制了移動式門形架，這樣做既節省了工人的勞動強度，又節省了機械臺班。把件1、2、3、4、5組對成一個整體后，點焊采用逆變氬弧焊機，焊接規范按焊接工藝執行。基本要求是點焊位置應居于焊縫中心，焊點數量依管道直徑大小分8—12點，熔深一般為1／2--1／3～t，不可焊透，以免影響焊接質量。組對完成后應填寫“組對、點焊記錄”。

3焊接、安裝

在焊接前，為避免焊接變形，將組對成整體的蝦米腰兩側最外瓦片兩端找正后，用不銹鋼弧板和龍骨加固好。因為此次加工制作的蝦米腰為不銹鋼材質，按照常規焊接手段，需要充氬焊接，考慮到焊接成本以及蝦米腰管徑較大，充氬比較困難，綜合以上因素在焊接時采用里、外兩名焊工同時對稱焊接，既很好的解決了充氬問題，而且成形也很好。采用氬點聯焊的焊接工藝。焊條選用A022，焊絲選用：HOOCr21Ni10。低層采用氬弧焊接打底。在進行電焊作業前，在焊縫左右兩側各100m范圍內，刷石堊粉，防止飛濺粘附在管道表面。在進行電焊作業前，采用小電流。多層多道，連續焊接。整體焊接完畢后，對蝦米腰表面的焊點及飛濺進行打磨，對預制焊接完畢的瓦塊，進行無損探傷，對內、外焊縫表面進行酸洗、鈍化。將酸洗完畢的蝦米腰運輸至安裝現場，進行最后的現場安裝工作。

安裝前先將與設備連接的法蘭與塔設備口固定，將換熱器接口端的坡口打磨好，再進行實測，把蝦米腰中的件1尺寸按實際尺寸進行切割下料，在蝦米腰上做好中心標記，焊接臨時吊耳，使用4個導鏈將蝦米腰中件1與塔側法蘭組對，調整、組對完畢后，進行點焊。待與塔設備側組對、點焊完畢后，進行換熱器側的瓦塊的組對、調整。待兩側固定口全部組對、點焊完畢后，進行最終的焊接。

五、檢驗

檢驗工作要從備料開始，直至竣工投產，貫穿于整個安裝過程的始終。每道工序都必須經過自檢和專檢，合格后方可繼續進行。檢驗重點為材料質量、管道下料斷面質量、焊接質量、組對、安裝水平度及垂直度、管道防護、無損檢驗、水壓試驗等。管道切口斷面要求平整、光滑、無毛刺，端面與管子中心線垂直；焊接質量要求焊縫表面應寬窄一致，焊波均勻美觀，焊縫寬度差小于1mm，內外余高為0～0.2mm，局部凹陷小于0.2mm，無咬邊、裂紋、未焊透、焊偏等缺隱；管道水平、垂直度按GB50235—97要求，不得超差：管道表面應無鐵離子腐蝕，無劃傷、刻痕，無泥土、污物污染等。無損檢驗、水壓試驗、水沖洗等按常規工藝方法進行，水沖洗時應控制水中氯離子含量不得超過25ppm。

此次制作、安裝的大直徑蝦米腰彎頭已經成功使用。以上只是我的一點經驗之談，希望能在不銹鋼非標管件制作方面起到拋磚引玉的作用。