Guia de soldagem de tubos de liga de cobre-níquel de pequeno diâmetro – Fornecendo soluções de tubulação

Este artigo examina o defeito de soldagem que cria facilmente poros durante a soldagem de ligas de cobre-níquel. pequeno diâmetro Cano e os analisa ponto a ponto a partir das perspectivas do equipamento de automação, diâmetro do fio de soldagem, gás de proteção de soldagem, ambiente de soldagem, parâmetros do processo de soldagem, habilidades do operador de soldador, etc., julga as principais razões que afetam sua taxa de qualificação e formula contramedidas direcionadas para melhorar a taxa de qualificação de dutos de cobre-níquel de paredes finas melhora.

0. Introdução

No trenó compressor de gás natural da plataforma de produção offshore, o sistema de resfriamento de água do mar dentro do trenó utiliza um grande número de dutos de cobre-níquel de paredes finas com espessura de 19,05 mm, 12,7 mm e 2,5 mm e pequeno diâmetro. As ligas de cobre-níquel possuem propriedades físicas únicas e apresentam dificuldades técnicas na soldagem, tais como: B. Dificuldade de fusão, deformação devido a grandes tensões de soldagem e fácil ocorrência de defeitos como trincas a quente e poros. No projeto de produção real, através do estudo e estatísticas de dados da primeira taxa de passagem de soldagem e chapas RT, constatou-se que os poros são o principal defeito de soldagem em tubulações de paredes finas de pequeno diâmetro. De acordo com a norma, ele precisa ser reparado quando o diâmetro dos poros ultrapassar 1/3 da espessura do material de base. Portanto, para tubos com espessura de parede de 2,5 mm, o padrão é ultrapassado quando o diâmetro dos poros atinge 0,75 mm. Ao soldar este tubo de pequeno diâmetro, o ângulo de inclinação da pistola de soldagem muda muito, dificultando o controle do processo, o que pode facilmente causar má proteção de gases na poça de fusão e formação de poros. A fim de resolver o problema técnico de soldagem de ligas de cobre-níquel de paredes finas de pequeno diâmetro, o autor inovou continuamente e acumulou experiência prática em design em ambiente de soldagem, montagem pré-solda, processo de soldagem, controle de deformação, etc., e resumiu um conjunto completo de medidas de garantia. Inovações tecnológicas têm sido realizadas, especialmente nas áreas de proteção de gases e pré-aquecimento de pré-soldagem, para garantir efetivamente a taxa de primeira passagem da soldagem.

1. Armazenamento de materiais de liga de cobre-níquel (acessórios para tubos, tubulações) e materiais de soldagem

materiais metálicos devem ser colocados em áreas designadas longe da área de polimento para evitar contaminação e armazenados sobre borracha ou patins conforme mostrado na Figura 1. Os soldadores devem usar materiais de soldagem adequadamente de acordo com os requisitos dos regulamentos do processo de soldagem, e os materiais de soldagem devem ser obtidos no depósito. É estritamente proibido armazenar materiais de soldagem sem autorização.

Figura 1 Isolamento e colocação de materiais de liga de cobre-níquel

De acordo com as características de soldagem dos materiais de liga de cobre-níquel, o método de soldagem deve ser a soldagem a arco de argônio, com calor de arco concentrado e alta qualidade de soldagem. A Tabela 1 mostra os parâmetros de processo de soldagem recomendados (para cada camada de material de soldagem é utilizado fio de soldagem LNTCuNi30 de 2,0mm e a polaridade da potência é DCSP).

Tabela 1 Parâmetros do processo de soldagem

3. Requisitos ambientais de soldagem

• (1) Controle a velocidade do vento abaixo de 2 m/s e tome medidas de proteção contra o vento.
• (2) Controle a umidade relativa abaixo de 85%.
• (3) A área de soldagem está livre de poeira e limpa, e o pessoal de soldagem está equipado com protetores de sapato.
• (4) A área do canteiro de obras deve ser bem ventilada devido à liberação de gás argônio durante a soldagem.

4. Preparação antes da soldagem

4.1 Ranhura e montagem

• (1) O formato da ranhura deve atender aos requisitos do desenho ou regulamento do projeto, e o processamento da ranhura deve ser feito mecanicamente ou com uma retificadora de aço inoxidável.
• (2) Antes da soldagem, as superfícies internas e externas devem ser limpas manual ou mecanicamente. Escória, incrustações de óxido, manchas de óleo ou outros contaminantes devem ser cuidadosamente removidos de ambos os lados da ranhura. Use um rebolo de aço inoxidável para polir a ranhura e uma cabeça de cogumelo de aço inoxidável para polir o interior. Antes de soldar, limpe a ranhura do ponto de solda com uma escova de aço inoxidável e depois com acetona.
• (3) A folga de montagem deve ser controlada acima de 3 mm e o desalinhamento deve ser inferior a 1 mm. Se a folga local da junta for muito grande, devem ser feitos esforços para encurtá-la até o tamanho especificado, e a adição de enchimentos dentro da folga é estritamente proibida.
• (4) A correspondência de grupo é efectuada em formulário próprio para o efeito, protegido com borracha ou materiais semelhantes.
• (5) O desalinhamento da parede interna da tubulação deve ser ≤ 0,5 mm e o desalinhamento da parede externa deve ser ≤ 1 mm.

4.2 Pré-aquecimento

• (1) Deve ser utilizado um aquecedor elétrico, conforme mostrado na Figura 2. O aquecimento por chama não é permitido para evitar a contaminação da solda causada pelo aquecimento por chama, e a temperatura de pré-aquecimento deve estar acima de 20°C.

Figura 2 Pré-aquecimento com fita de aquecimento elétrico

• (2) A área de pré-aquecimento é de pelo menos 75 mm ao redor da ranhura. Após o pré-aquecimento, meça a temperatura com um termômetro. A soldagem só pode ser realizada após atingir a temperatura de pré-aquecimento necessária ou superior.
• (3) Ao reparar, a temperatura de pré-aquecimento deve ser 50°C superior à temperatura de pré-aquecimento ao soldar a solda original.

5. Soldagem

5.1 Soldagem por pontos

• (1) As costuras de solda na soldagem posicional devem ser feitas por soldadores qualificados.
• (2) Os mesmos materiais de soldagem e parâmetros de processo se aplicam à soldagem posicional e aos requisitos formais de soldagem.
• (3) 20 mm para soldagem de posicionamento × placa de liga de cobre-níquel de 10 mm; Ao soldar por pontos e remover costuras de solda por pontos, o material de base não deve ser danificado.
• (4) Para reduzir o tempo de armazenamento após a montagem, a soldagem deve ser realizada dentro de 4 horas para evitar poluição por oxidação na superfície do material de base.

5.2 Aterro de argônio

• (1) Utilize papel ou esponja solúvel em água em cada extremidade próxima à solda, mantendo uma distância mínima de 150 mm da borda da solda.
• (2) Deve ser mantida pressão de gás suficiente dentro do tubo para permitir que o oxigênio seja liberado do exterior. A pressão dentro do tubo deve ser mantida acima da pressão atmosférica externa.
• (3) O fornecimento de gás de proteção só pode ser interrompido após a soldagem da segunda camada, e a espessura da camada de soldagem é 1/4 da espessura da parede do tubo.
• (4) Durante o processo de soldagem, o teor de oxigênio na linha deve ser verificado utilizando um dispositivo de medição de oxigênio. O nível de oxigênio deve estar abaixo de 70 × 10-6.
• (5) O fluxo do gás de proteção deve ser aumentado gradualmente de 35% para 70% do volume da câmara dentro de 5 minutos para evitar a formação de uma câmara de ar.
• (6) Teste a pureza do argônio para garantir 99,99% de pureza.

5.3 Controle do processo de soldagem

• (1) Durante o processo de soldagem, a extremidade do fio de soldagem não deve sair da zona de proteção de argônio. O ângulo entre o fio de soldagem e a superfície de soldagem deve ser de cerca de 15° quando inserido, e o ângulo entre a pistola de soldagem e a superfície de soldagem deve ser mantido entre 80° e 90°.
• (2) O arco deve ser aceso e extinto dentro da ranhura. Durante a extinção do arco, o gás argônio deve ser fornecido no ponto de extinção por mais 10 segundos. A extensão do eletrodo de tungstênio deve ser limitada a menos de 5 mm para evitar um fraco efeito de proteção contra gases.
• (3) Após selar a solda de raiz, verifique se a solda de raiz está oxidada. Se for castanho claro, qualifica-se; se a superfície da solda raiz estiver oxidada, ela é considerada não qualificada. Se for azul acinzentado, deve ser remontado para soldagem.
• (4) Para garantir uma boa penetração ou fusão da solda, devem ser utilizados métodos de baixa corrente, arco curto, soldagem de alta velocidade e soldagem multipasse. A temperatura intercalar deve ser mantida o mais baixa possível, abaixo de 100 °C. Camadas de óxido, juntas de solda e outros defeitos de soldagem entre camadas devem ser completamente limpos mecanicamente ou com escova de aço inoxidável.
• (5) Quando o fio de soldagem de liga de cobre-níquel é usado para soldagem, o fio de soldagem é fácil de oxidar após o aquecimento. Antes de soldar novamente, a parte oxidada do fio de soldagem deve ser cortada antes de continuar a soldagem.
• (6) Se ocorrer contato de tungstênio durante a soldagem a arco de tungstênio, a soldagem deve ser interrompida e o eletrodo de tungstênio, o fio de soldagem e a cratera do arco devem ser limpos antes de continuar a soldagem. À medida que o arco se apaga, a pistola de soldagem é gradualmente levantada da peça de trabalho e continua a alimentar o arame para preencher o poço do arco. Em seguida, a poça de fusão é formada em forma de cauda e o interruptor de operação da pistola de soldagem é desligado. No entanto, a pistola de soldagem não pode ser evacuada imediatamente, mas deve esperar que a área de extinção do arco da solda esfrie antes de evacuar, para que esta área continue a ser protegida pelo gás argônio.
• (7) Após a soldagem, limpe cuidadosamente a superfície de soldagem com uma escova de aço inoxidável. Se houver defeitos como falta de fusão ou porosidade, solde novamente.
• (8) A superfície da costura de solda não deve ser mais profunda que a superfície da tubulação.

5.4 Controle de deformação

• (1) Certifique-se de que a folga, a borda romba e o ângulo da ranhura de toda a ranhura da solda sejam quase iguais. Até certo ponto, certifique-se de que diferentes posições tenham a mesma quantidade de enchimento metálico, o que reduz a deformação causada por diferentes quantidades de encolhimento.
• (2) Ao soldar tubulações ou Acessórios para tubos Para garantir uma boa fixação, considere o uso de andaimes estruturais, como blocos de madeira.
• (3) Para tubulações com grande massa e longo comprimento, pelo menos três camadas ou 6 mm de enchimento metálico devem ser aplicadas antes da movimentação para evitar deformações por flexão causadas pela gravidade da própria tubulação.
• (4) Ao soldar a solda raiz, a solda é dividida em quatro partes, começando de 6-9 horas, 3-0 horas, 6-3 horas e 9-12 horas. O autor solda sequencialmente para controlar a deformação da soldagem causada pela tensão de contração da solda raiz.
• (5) Se o desvio de circularidade de tubulações deformadas ou Acessórios para tubos Se exceder 8% do diâmetro externo, devem ser utilizados métodos de ajuste mecânico. A solda deve ser removida e remontada para soldagem se não puder ser restaurada. Antes de cortar a solda, deve-se obter permissão do proprietário e seguir o procedimento para reparar a solda.

5.5 Reparo de soldagem

• (1) Defeitos excessivos na junta soldada podem ser reparados por reparo, mas o número de reparos no mesmo local não deve exceder dois.
• (2) Soldadores certificados e qualificados devem realizar reparos de soldagem para os projetos qualificados correspondentes.
• (3) Antes dos reparos, o tipo, comprimento e largura dos defeitos devem ser analisados ​​e a localização do defeito deve ser confirmada.
• (4) Ao reparar, os defeitos devem ser completamente removidos e o formato da ranhura deve ser o mais regular possível para evitar cantos vivos, mudanças repentinas de contorno e rebarbas na parte inferior da ranhura.
• (5) O processo de soldagem utilizado para reparo deve estar de acordo com o processo formal de soldagem. A temperatura de pré-aquecimento durante o reparo deve ser definida para o limite superior da temperatura de pré-aquecimento e a faixa de aquecimento também deve ser ampliada de acordo.
• (6) A superfície da solda de reparo deve ser reparada e polida para garantir que sua aparência seja consistente com a solda original.
• (7) Após a conclusão do reparo, a área de solda reparada deverá ser inspecionada de acordo com um padrão de qualidade não inferior ao da solda original. Se forem encontrados defeitos inaceitáveis, eles deverão ser reparados novamente.
• (8) Para defeitos que não podem ser reparados por soldagem de reparo local, a junta de solda pode ser cortada e a ranhura retrabalhada antes da soldagem.

6. Conclusão