TP321316L尿素级超低碳不锈钢管道焊接技术.docVIP

TP321 316L尿素级超低碳不锈钢管道焊接技术 前 言 内蒙亿鼎煤化工30万吨合成氨、52万吨尿素装置工艺管道的输送介质种类较多，并具有高温、高压、易燃、有毒、强腐蚀等特点，尤其是材质为TP321 316L的尿素级不锈钢工艺管线的施工和焊接，管道内介质高温、高压、高危害、强腐蚀，在施工方面管道清洁度要求极其严格，焊缝不尽需要无损检测100%合格，而且需要检测焊缝铁素体含量，对焊接各项参数及焊接工艺要求苛刻，质量要求达到：焊缝最大铁素体含量为0.6%；坡口渗透检测100%合格；焊缝无损检测100%合格，合格等级为Ⅰ级片；焊缝渗透检测100%合格；管道压力试验合格。 尿素装置所用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，这就要求我们必须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、尿液溶液、甲铵溶液等均为腐蚀性介质，其中腐蚀性最强的介质为高温高压下的甲铵溶液，对不锈钢具有很强的晶间腐蚀能力。当含碳量低于0.03%的超低碳不锈钢由于碳含量极低，使不锈钢在敏化状态时(奥氏体不锈钢敏化温度范围为450~850℃)在晶间析出的碳化铬Cr23C6明显减少，而具有良好的抗晶间腐蚀能力。另外，采用含铬量较高的母材和焊接材料，能使不锈钢钢体表面生成组织致密的氧化膜，从而提高耐蚀性。 本装置用于甲铵液等强腐蚀介质的管道及管道组成件材质为TP321 316L ，焊接材料焊丝为R25.22.2LMN(φ2.0)、焊条为E25.22.2LMNB或E25.22.2LNB22 (φ3.25、φ4.0)。管道及管道组成件和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)的平衡应使得在焊后能获得完全奥氏体组织，以满足输送强腐蚀介质的要求。 为确保焊接质量和施工工期，我公司采用了一系列焊接工艺试验，制定了合理的施工方案，特别是对TP321 316L管道现场组对焊接管道清洁度控制、焊缝充氩保护效果以及焊缝抗晶间腐蚀性能进行技术攻关并获得圆满成功，因而圆满高效的完成了施工任务。 2、特 点 本工法具有技术先进，设备简单，实用性强的特点，将工程中的人、机、料、法、环进行详细要求，将工程中的原有的设备、机械进行组合利用，对每一步施工工序进行精细化要求，制定详细的焊接工艺，通过成品保护、充氩器具设计、控制焊接熔池热量最小、小电流快速焊、层间温度控制等，对焊接管道清洁度控制、焊缝充氩保护效果，获得良好的焊接质量，最终使焊缝抗晶间腐蚀性能满足在高压下输送强腐蚀介质的要求。 三、适用范围 本工法操作简单，适用性广，可广泛用于对管道洁净度或对晶间组织有较高要求的超低碳不锈钢施工中，通过焊接参数、层间温度等的控制，及工法组织、保证手段来满足焊接质量要求。 四、工艺原理 1 TP321 316L管道的设计技术条件和标准 1.1 设计技术条件 1.1.1 管道及管件材质为TP321 316L，其化学成分（表一）如下表： 表1 TP321 316L管化学成分（重量百分比） 成份 材质 C Mn P S Si Cr Ni Mo N 铁素体含量 TP321 316L 0.011 1.62 0.021 0.002 0.28 17.25 13.30 2.53 0.0665 ≤0.6 1.1.2 焊接质量要求：焊接接头系数为1，焊缝要求进行100%无损检测，合格等级为Ⅰ级试验压力全部为高压。 1.2 技术标准 1.2.1《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235-2010； 1.2.2《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50236-2011； 1.2.3《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523-2009 1.2.4 TP321 316L焊接工艺评定报告及焊接作业指导书 2工艺特点及焊接工艺 2.1工艺特点：尿素装置316L尿素级不锈钢高压管道的焊接，不仅要解决焊接接头强度问题，更为重要的是要解决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腐蚀性强弱的重要因素；铁素体含量的测量则是施工现场判断316L尿素级不锈钢材料及焊接接头质量是否符合要求的重要指标，也是唯一检验手段。因此正确掌握铁素体含量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施工质量是非常重要的。 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、坡口形式：壁厚＜15mm，采用单V型坡口；壁厚≥15mm采用双V型坡口或U型破口； b、破口边缘焊接区和相邻区域（离边缘约10