淺議內襯不銹鋼復合鋼管焊接工藝

孫金輝 張永強

摘 要：系統論述內襯不銹鋼復合鋼管的特點、焊接過程性能分析及焊材選用，并結合施工實際確定最優焊接施工方法，保證了焊接質量，同時為以后不銹鋼襯里管的焊接提供了施工經驗。

關鍵詞：內襯不銹鋼復合鋼管；焊接方法

一、內襯不銹鋼復合鋼管的定義

內襯不銹鋼復合鋼管（304+Q235B）是一種新興的復合管材，具有耐腐蝕、耐高溫、高延伸性、高強度等特點，被廣泛應用于新建和擴建石化裝置的工藝管線中。這種管材最大的使用問題是：基層和復合層的完全熔焊問題。

二、內襯不銹鋼復合鋼管焊接的特點

1、對內襯不銹鋼復合鋼管進行焊接，焊接之前要采用機械方式和有機溶劑，然后用溶劑清除焊接縫表面和坡口兩邊大于20毫米的油污、金屬屑以及氧化膜等雜物。同時，焊條要采用E309（A302）不銹鋼焊條；

2、內襯不銹鋼復合管的焊接方法和焊接程序非常獨特。在焊接方法方面，一般推薦采用手工電弧焊，對要求較高的焊縫可以采用鎢極氬弧焊，采用這種焊接方法的焊條一般采用A302的焊絲。內襯不銹鋼復合管的焊接要求非常嚴格。

3、在復合鋼管焊接的過程中應該盡可能與復合管材的表面保持光滑。焊接到鋼管的過渡層時，要在保證焊接情況良好的前提下，盡可能較少基材金屬的溶入量。此時要采用直徑較小的焊條，對接焊縫的高度不應該大于1.5毫米。

4、內襯不銹鋼復合鋼管安裝后氣密性檢驗后，必須用窺探鏡錄像檢驗，成像后交給用戶。

三、焊材的選用

1、封焊層的焊接法的焊材選用

內襯不銹鋼復合鋼管的復合層和基層之間沒有熔焊在一起，所以在組對焊接前必須進行封焊，根據不銹鋼的焊接特點。在焊接過程中當熱輸入較大，冷卻較慢時，易產生熱裂紋、變形等缺陷。而GTAW 焊的熱輸入較小.且氬氣流除可以保護高溫金屬外，還具有一定的冷卻作用，能提高焊縫抗裂能力。同時鎢極電弧穩定。即在很小的焊接電流下仍可穩定燃燒，特別適用于薄壁管的焊接。因此封焊層采用GTAW 焊接。鎢極直徑根據管壁厚選擇，管壁越厚所需焊接電流越大，即鎢極直徑越大。因襯管壁厚為1.5～2mm（襯管厚度）， 因此，采用2.5 mm 的WCe-20鎢極。噴嘴直徑為10 mm。

2、打底焊層的焊接法的焊材選用

內襯不銹鋼復合鋼管打底層的焊接方法與封接層的相同， 即采用GTAW 焊。THT-309LSi（H03Cr24Ni13Sil）焊絲熔敷金屬的化學成分與304不銹鋼的最為接近，符合不銹鋼焊接選用焊材的基本原則。因此采用2.5 mlTl的THT-309LSi（H03Cr24Ni13Sil）焊絲。

3、過渡層的焊接法的焊材選用

內襯不銹鋼復合鋼管過渡層的熔融金屬成分復雜，為了使金屬成分的梯度不至于過大，因此，采用熱輸入稍大的SMAW 焊。過渡層焊接的焊條宜選擇工藝性能較好的酸性焊條E4303，2.5 mm。

4、填充層和蓋面層的焊接法的焊材選用

內襯不銹鋼復合鋼管基層為Q235B，因此采用SMAW 的方法，焊條選擇3.2 mm 的THA302最為合適，既可以保證焊縫金屬的強度，還可以保證其塑韌性。

四、內襯不銹鋼復合鋼管的焊接施工方法

1、焊前準備

焊接前將接觸層的油漆、污垢及氧化層等清理干凈，以免焊接過程中雜質受熱會分解成H2O和CO2。

焊前還要對基層和復合層進行預熱。預熱采用電加熱方法，以對口中心線為基準，兩側不小于壁厚3倍，且不小于50mm，并防止過熱。

2、焊接過程

先焊復合層，后焊基層，流程：封焊層——打底焊——過渡層——填充層——蓋面層。

1）管子對焊組對時，其內壁應齊平，內壁錯邊量不宜超過管壁厚度的10%，且應≤2mm。

2）焊接時，應盡量采用多層焊，各焊層焊道的接頭應盡量錯開，焊道不宜太寬太厚。

3）點固焊時管內必須充氬，以保證點固焊焊縫質量。打底焊時，仰焊位置采用內填絲，立焊、平焊位置采用外填絲法進行焊接。

4）應在坡口內引弧，禁止在非焊接部位引弧，接弧處應保證焊透與熔合，熄弧時應填滿弧坑，焊接即將結束時，應減小氬氣流量，防止氣壓過大使焊縫產生凹陷。

5）焊絲不能與鎢級接觸或直接深入電弧的弧柱區，防止破壞電弧的穩定和產生夾鎢缺陷，焊絲端部不得退出保護區，防止焊絲氧化。

6）道間溫度應控制在150℃以下，施工中采用焊縫兩側水冷的冷卻方法，即將濕毛巾裹在距焊縫80mm以外的兩側鋼管上，使焊縫盡快降到150℃以下。

3、焊后清潔和處理

焊后應仔細清理焊件表面的焊渣、焊瘤飛濺物及其他污物，必要時應對焊縫進行局部修整。焊接后，應進行后熱處理消除殘余應力，焊后處理需按照設計要求進行，局部熱處理時，宜采用電加熱法。基層的焊后處理應按基層材質要求選擇熱處理溫度，其他參數按不銹鋼內襯管總厚度（7±1.5）mm進行計算。

參考文獻

[1]周新新《焊接技術》化學工業出版社 2012.9