Geniş çaplı, kalın duvarlı (21 mm'den büyük) boru hatlarının tam otomatik kaynak işleminde genellikle U şeklinde oluklar veya bileşik oluklar kullanılır. Tip 1 olukların ve bileşik olukların işlenmesi zaman alıcı ve emek yoğun olduğundan, boru hattı kaynak verimliliğini sınırlar. V şeklinde olukların işlenmesi basittir, zaman ve emek tasarrufu sağlar. Bununla birlikte, geniş çaplı, kalın duvarlı boru hatlarının V şeklindeki oluklarının otomatik olarak kaynaklanmasında, birleştirme proses parametrelerinin yanlış seçimi kaynak hatalarına yol açacaktır.
Boru hattı yapımında kullanılan çelik boruların mukavemet sınıfının X70 ve X80 seviyelerine yükselmesi ve boru çapı ile duvar kalınlığının artmasıyla birlikte, 2003 yılından itibaren boru hattı yapımında otomatik kaynak teknolojisi kademeli olarak uygulanmaya başlanmıştır. Otomatik boru hattı kaynak teknolojisi, yüksek kaynak verimliliği, düşük iş gücü yoğunluğu ve kaynak işleminin insan faktörlerinden daha az etkilenmesi gibi avantajları nedeniyle, büyük çaplı ve kalın duvarlı boru hattı yapımında büyük bir potansiyele sahiptir.
Ancak, ülkemizin otomatik boru hattı kaynak teknolojisi henüz geliştirme aşamasındadır ve kaynak köklerinde, yan duvarlarda ve karmaşık oluklarda kaynaşma sorunları gibi bazı birleştirme problemleri henüz tamamen çözülmemiştir: Genellikle büyük çaplı ve kalın duvarlı boru hatlarının otomatik kaynağında Tip 1 eğimler kullanılır. Boru veya kompozit oluklar ve boru ucu oluk şekillendirme makineleri gibi destekleyici tesisler henüz olgunlaşmamıştır, bu nedenle büyük çaplı, kalın duvarlı boruların şekillendirilmiş olukları için otomatik kaynak teknolojisini incelemek çok anlamlıdır.
İkinci Batı-Doğu Doğalgaz Boru Hattı'nın Zhongwei-Jingbian bağlantı hattının toplam uzunluğu yaklaşık 345 km'dir. Qing İnşaat Mühendisliği Şirketi, bağlantı hattının 1B bölümündeki 21,0 m duvar kalınlığına sahip boruda kullanılan CRC tam otomatik kaynak makinesini kullanıma sunmuştur.
Kaynak yöntemleri, ekipmanları, malzemeleri
Kaynak yöntemi, sıcak kaynak, dolgu ve kaplama için STT kök kaynağı + CRC-F260 otomatik kaynak makinesini kullanır. Kaynak ekipmanı: Lincoln STT kaynak makinesi, Lincoln DC-400, CRC-F260 otomatik kaynak makinesi. Koruyucu gaz: STT kök kaynağı koruyucu gazı %100 CO2, tam otomatik kaynak koruyucu gazı %80 Ar + %20 CO2.
Kompozit oluklar veya profil oluklar, otomatik kaynakta yaygın olarak kullanılır ve profil oluklar, küçük duvar kalınlığına sahip boru hatlarında da kullanılabilir. Ortak özellikleri, oluktaki boşluğun küçük olmasıdır. İkinci Batı-Doğu Gaz Boru Hattı'nın boru hattının duvar kalınlığı 21,0 mm'dir ve Y şeklindeki oluğun üst genişliği yaklaşık 22 m'dir. Bu genişlik, CRC-P260 kaynak tabancasının salınım sınırına yakındır. Bu tip oluk, otomatik kaynak için büyük bir zorluk teşkil etmektedir. Otomatik kaynak testinin kaynak işlem parametreleri, deneyime dayanarak belirlenmiştir.
Yukarıdaki parametreler otomatik kaynak testlerini gerçekleştirmek için kullanılmıştır. Test kaynağı sırasında, otomatik kaynakların katmanlar arasında kaynaşma eksikliği, yan duvar kaynaşma eksikliği, yoğun gözenekler ve üst kaynak bölgesinde aşırı yükseklik gibi kusurlara yatkın olduğu tespit edilmiştir.
Test kaynak işlemi sırasında, akım 210-235A, voltaj 21-23V, tel besleme hızı 420-480 inç/dak ve kaynak hızı 1215 inç/dak olduğunda, F1, F2 ve F3 kaynaklarında neredeyse hiç tabaka oluşmadığı tespit edilmiştir. Boşluklar arasında kaynaşma yok, oluklarda kaynaşma yok ve gözenekler yoğun. Analiz, F1, F2, F3 ve üç kaynağın oluk genişliğinin küçük olduğunu ve gaz korumasının yeterli olduğunu, bu nedenle azot deliklerinin oluşmayacağını göstermektedir; küçük oluk genişliği, kaynak tabancasının salınımını küçük ve salınım frekansını yüksek hale getirir. Belirli bir tel besleme hızı koşulunda, ana malzeme ve dolgu metali tamamen kaynaşır, bu nedenle karışma olasılığı düşüktür; üst kaynak kısmındaki kaynak takviyesi büyük değildir. Akım 200-250A, voltaj 18-22V, tel besleme hızı 400-500 inç/dak ve kaynak hızı 12-16 inç/dak olduğunda, test kaynağı sırasında F4, F5 ve F6 dikey kaynak pozisyonlarında katmanlar arası kaynaşma ve oluklar olduğu tespit edilmiştir. Kaynaşma olmamasına rağmen gözenekler de bulunmamaktadır ve üst kaynak bölgesinde çok fazla takviye yoktur. Kaynak akımı 220A'dan az, voltaj 21V, tel besleme hızı 450 inç/dak'dan az, kaynak hızı 15 inç/dak'dan fazla ve kaynak tabancası salınım frekansı 90 kez/dak'dan az olduğunda, tel beslemesini artırmak için katmanlar arası kaynaşma ve oluk kaynaşması olmayan kaynak dikişi oluşmaktadır. Hız, akım ve voltaj (kaynak telinin uzatma uzunluğunu ayarlayın), kaynak tabancasının salınım genliğini artırın, daha hızlı bir salınım frekansı seçmeye çalışın ve dikey kaynak kısmının kaynak hızını kontrol edin. F4, F5 ve F6 kontrollerinden sonra, katmanlar arasında kaynaşma eksikliği bulunmadı. Oluk kaynaşmamış. Akım 220-250A, voltaj 20-22V, tel besleme hızı 450-500 inç/dak ve kaynak hızı 14-16 inç/dak olduğunda, kaplama kaynağında kaynaşma eksikliği bulunmadı, ancak tavan kaynak pozisyonunda kaplama kaynağının fazla yüksekliği standardı aşıyor. Analiz, kaplama kaynağının genişliğinin yaklaşık 18-22 mm olduğunu, bunun da CRC-P260 kaynak tabancasının maksimum salınım aralığına yakın olduğunu göstermektedir. Geniş kaynak dikişi, kaynak tabancasının büyük salınım genliği ve yüksek salınım frekansı, erimiş havuzun uzun süre varlığını sürdürmesine ve tabanca hareket halindeyken erimiş havuzun açığa çıkmasına neden olur. Havuzda karıştırma etkisi oluşur ve kaynak pozisyonunda biriken metal, yerçekimi, elektromanyetik kuvvet vb. etkiler altında sarkarak, kaynak takviyesinin standartların üzerinde olmasına yol açar.
İyi bir kaplama oluşturma etkisi sağlamak için, kaplama kaynağında daha düşük bir kaynak hızı seçilmeli ve kaynak tabancasının salınım frekansı mümkün olduğunca azaltılarak kaplama kaynağı ince ve geniş hale getirilmelidir; böylece erimiş havuzun var olma süresi azaltılır ve Yu Gao'nun konumunun yükseltilmesi amacına ulaşılır. Test kaynak sonuçları ve analizine dayanarak, İkinci Batı-Doğu Gaz Boru Hattı bağlantı hattının STT kök kaynağı + CRC tam otomatik dolgu ve kaplama proses parametreleri nihayet belirlenmiştir. Tablo 3'teki kaynak parametrelerine göre kaynak yapılmıştır. Kaynak incelenmiş ve gözenek, çatlak ve kaynaşma eksikliği gibi kusurların bulunmadığı tespit edilmiştir. Kaynak yüzeyi iyi durumdadır ve makroskobik metalografisi iyidir. Kaynakların mekanik özellikleri Çin Petrol ve Doğalgaz Boru Hattı Araştırma Enstitüsü Kaynak Teknolojisi Merkezi tarafından test edilmiş ve tüm göstergeler İkinci Batı-Doğu Gaz Boru Hattı bağlantı hattının inşaat gereksinimlerini karşılamıştır. STT kök kaynağı + CRC-P260 otomatik kaynak yönteminin geniş çaplı, kalın duvarlı (V oluklu) borularda başarılı bir şekilde uygulanması, otomatik kaynak teknolojisinin yüksek kalite, verimlilik ve düşük iş gücü yoğunluğu özelliklerini tam olarak yansıtmaktadır.
Yukarıdaki parametreler otomatik kaynak testleri için kullanılmıştır. Test kaynağı sırasında, otomatik kaynakların katmanlar arasında kaynaşma eksikliği, yan duvar kaynaşması eksikliği, yoğun gözenekler ve kaynak yapılan üst kısımda aşırı yükseklik gibi kusurlara yatkın olduğu tespit edilmiştir.
Test kaynak işlemi sırasında, akım 210~235A, voltaj 21~23V, tel besleme hızı 420-480 inç/dak ve kaynak hızı 12215 inç/dak olduğunda, F1, F2 ve F3 kaynaklarında neredeyse hiç kaynak olmadığı tespit edildi. Katmanlar arasında kaynaşma, oluklarda kaynaşma ve yoğun gözenekler bulunmamaktadır. Analiz, F1, F2, F3 ve üç kaynağın oluk genişliğinin küçük olduğunu ve gaz korumasının yeterli olduğunu, bu nedenle azot deliklerinin oluşmayacağını göstermektedir; küçük oluk genişliği, kaynak tabancasının salınımını küçük ve salınım frekansını yüksek hale getirir. Belirli bir tel besleme hızı koşulunda, ana malzeme ve dolgu metali tamamen kaynaşır, bu nedenle karışma olasılığı düşüktür; üst kaynak bölgesindeki kaynak takviyesi büyük değildir. Akım 200-250A, voltaj 18-22V, tel besleme hızı 400-500 inç/dakika ve kaynak hızı 12-16 inç/dakika olduğunda, test kaynağı sırasında F4, F5 ve F6 dikey kaynak pozisyonlarında katmanlar arası kaynaşma ve oluğun kaynaşmamış olduğu, ancak yine de gözenek bulunmadığı tespit edilmiştir.
Yayın tarihi: 18 Ocak 2024