При полностью автоматической сварке толстостенных трубопроводов большого диаметра (более 21 мм) часто используются U-образные или составные разделки. Поскольку обработка разделок первого типа и составных разделок занимает много времени и требует больших трудозатрат, производительность сварки трубопроводов ограничена. Обработка V-образных разделок проста, что экономит время и силы. Однако при автоматической сварке V-образных разделок толстостенных трубопроводов большого диаметра неправильный выбор параметров процесса сварки приводит к дефектам сварки.
В связи с повышением класса прочности стальных труб, используемых при строительстве трубопроводов, до уровней X70 и X80, а также увеличением диаметра и толщины стенок труб, с 2003 года в строительстве трубопроводов постепенно начала применяться технология автоматической сварки. Технология автоматической сварки трубопроводов имеет большой потенциал при строительстве трубопроводов большого диаметра с толстыми стенками благодаря своим преимуществам: высокой производительности сварки, низкой трудоемкости и меньшей зависимости процесса сварки от человеческого фактора.
Однако технология автоматической сварки трубопроводов в моей стране находится в стадии разработки, и некоторые проблемы, связанные с соединением, такие как непровар корней, непровар боковых стенок и сложные разделки, ещё не полностью решены. Для автоматической сварки трубопроводов большого диаметра и с толстыми стенками часто используются уклоны типа 1. Вспомогательное оборудование, такое как станки для обработки трубных или композитных канавок и формовки концов труб, ещё не разработано, поэтому изучение технологии автоматической сварки толстостенных труб большого диаметра с пазами, имеющими форму канавки, имеет большое значение.
Общая протяжённость соединительной линии Чжунвэй-Цзинбянь второго газопровода «Запад-Восток» составляет около 345 км. Компания Qing Construction Engineering Corporation, специализирующаяся на сварке стальных труб, внедрила полностью автоматизированный сварочный аппарат CRC, который был использован на трубе толщиной стенки 21,0 м на участке 1B соединительной линии.
Методы сварки, оборудование, материалы
Метод сварки: сварка корня шва STT + сварочный автомат CRC-F260 для горячей сварки, заполнения и покрытия. Сварочное оборудование: сварочный аппарат Lincoln STT, Lincoln DC-400, сварочный автомат CRC-F260. Защитный газ: для сварки корня шва STT – 100% CO2, для полностью автоматической сварки – 80% Ar + 20% CO2.
Составные или профильные канавки широко используются при автоматической сварке, а профильные канавки также могут использоваться на трубопроводах с малой толщиной стенки. Их общей особенностью является малый зазор в канавке. Толщина стенки трубопровода Второго газопровода «Запад-Восток» составляет 21,0 мм, а верхняя ширина Y-образной канавки составляет около 22 м. Эта ширина близка к пределу поворота сварочного пистолета CRC-P260. Этот тип канавки представляет собой сложную задачу для автоматической сварки. Параметры процесса сварки при испытании на автоматическую сварку были определены на основе опыта.
Указанные выше параметры были использованы для проведения испытаний на автоматическую сварку. В ходе испытаний было установлено, что автоматические сварные швы склонны к таким дефектам, как непровары между слоями, непровары боковых стенок, плотные поры и превышение высоты в потолочной зоне сварки.
В процессе испытательной сварки при силе тока 210-235 А, напряжении 21-23 В, скорости подачи проволоки 420^480 дюйм/мин и скорости сварки 1215 дюйм/мин было обнаружено, что на швах F1, F2 и F3 практически не образовался слой. Нет сплавления между пробелами, нет сплавления в канавках и плотные поры. Анализ показывает, что ширина канавки швов F1, F2, F3 и трех швов мала, а газовая защита достаточна, поэтому азотных дырок не образуется; малая ширина канавки делает колебания сварочной горелки малыми, а частоту колебаний высокой. При условии определенной скорости подачи проволоки основной материал и присадочный металл полностью сплавляются, поэтому вероятность смешения мала; усиление шва в потолочной сварной части невелико. При силе тока 200-250 А, напряжении 18-22 В, скорости подачи проволоки 400500 дюйм/мин и скорости сварки 1216 дюйм/мин во время тестовой сварки было обнаружено, что в вертикальных положениях сварки F4, F5 и F6 имелись межслойные расплавления и канавки. Он не сплавлен, но поры все еще отсутствуют, и в потолочной сварной части нет большого усиления. Сварочный шов без межслойного расплавления и расплавления канавки получается, когда сварочный ток меньше 220 А, напряжение 21 В, скорость подачи проволоки меньше 450 дюйм/мин, скорость сварки больше 15 дюйм/мин и частота качания сварочной горелки меньше 90 раз/мин для увеличения подачи проволоки. Скорость, ток и напряжение (отрегулируйте длину вылета сварочной проволоки), увеличьте амплитуду колебаний сварочного пистолета, попробуйте выбрать более быструю частоту колебаний сварочного пистолета и контролируйте скорость сварки вертикальной свариваемой части. После проверок F4, F5 и F6 непровары между слоями не обнаружены. Канавка не сплавлена. При токе 220-250 А, напряжении 20-22 В, скорости подачи проволоки 450500 дюйм/мин и скорости сварки 1416 дюйм/мин, закрывающий сварной шов не обнаружен несплавленным, но избыточная высота закрывающего сварного шва в потолочном положении сварки превышает стандарт. Анализ показывает, что ширина закрывающего сварного шва составляет около 18^22 мм, что близко к максимальному диапазону колебаний сварочного пистолета CRC-P260. Широкий сварной шов, большая амплитуда колебаний сварочного пистолета и высокая частота колебаний обеспечивают длительное существование сварочной ванны, которая обнажается при движении пистолета. Ванна перемешивается, и наплавленный металл в потолочном положении сварки провисает под действием силы тяжести, электромагнитных сил и т.д., что приводит к превышению допустимого усиления сварного шва в потолочном положении сварки.
Чтобы обеспечить хороший эффект формирования покрытия, при сварке покрытия следует выбирать меньшую скорость сварки и максимально снижать частоту колебаний сварочного пистолета, чтобы сделать покрытие тонким и широким, тем самым сокращая время существования расплавленной ванны и достигая снижения. Цель повышения позиции Юй Гао. На основании результатов и анализа пробной сварки были окончательно определены параметры процесса сварки корня шва STT + полностью автоматического заполнения и укупорки CRC для соединительной линии второго газопровода Запад-Восток. Сварка в соответствии с параметрами сварки, указанными в Таблице 3. Сварной шов был осмотрен и не имел дефектов, таких как поры, трещины и несплавления. Поверхность сварного шва в хорошем состоянии, макроскопическая металлография хорошая. Механические свойства сварных швов были испытаны Центром технологий сварки Китайского научно-исследовательского института нефтегазовых и газопроводных трубопроводов, и все показатели соответствуют строительным требованиям для соединения соединительной линии второго газопровода Запад-Восток. Успешное применение сварки корня шва STT + автоматической сварки CRC-P260 на трубах большого диаметра с толстыми стенками (с V-образной разделкой кромок) в полной мере отражает особенности высококачественной, эффективной и малотрудоемкой технологии автоматической сварки.
Указанные выше параметры были использованы при испытаниях на автоматическую сварку. В ходе испытаний было установлено, что автоматические сварные швы склонны к таким дефектам, как непровары между слоями, непровары боковых стенок, плотные поры и превышение высоты в потолочной зоне сварки.
В процессе испытательной сварки при силе тока 210–235 А, напряжении 21–23 В, скорости подачи проволоки 420–480 дюйм/мин и скорости сварки 12215 дюйм/мин было обнаружено, что на швах F1, F2 и F3 практически не было сварки. Нет сплавления слоев, нет сплавления канавок и плотных пор. Анализ показывает, что ширина канавки на швах F1, F2, F3 и трех швах мала, а газовая защита достаточна, поэтому азотных отверстий не образуется; малая ширина канавки делает колебания сварочной горелки малыми, а частоту колебаний высокой. При определенной скорости подачи проволоки основной материал и присадочный металл полностью сплавляются, поэтому вероятность смешения мала; усиление сварного шва в потолочной сварной части невелико. При силе тока 200–250 А, напряжении 18–22 В, скорости подачи проволоки 400–500 дюймов/мин и скорости сварки 12–16 дюймов/мин во время испытательной сварки было обнаружено, что в вертикальных положениях сварки F4, F5 и F6 наблюдалось межслойное вливание, а канавка не сплавлялась, но поры все еще не образовывались.
Время публикации: 18 января 2024 г.