[發(fā)明專利]一種三通焊接工藝可靠性驗證試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310355823.1
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103433634A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 劉迎來;王高峰;趙新偉;楊紅兵;李記科
• 申請（專利權）人: 北京隆盛泰科石油管科技有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發(fā)明涉及石油、天然氣輸送設備技術領域，尤其是涉及一種三通焊接工藝可靠性驗證試驗方法。

背景技術

三通(如圖1所示)種類按照不同形式可大致分為焊制三通、擠壓三通、鍛造三通和鑄造三通4類。鑄造三通容易形成沙眼等鑄造缺陷，且鑄鋼焊接性能差，主要用于非高壓工礦條件；焊制三通對焊接技術的要求很高，角焊縫處易形成焊接缺陷，內(nèi)在質(zhì)量的控制有待于現(xiàn)有檢測技術的進一步發(fā)展和提高，且主、支管想連接處的焊縫對彎曲應力特別敏感，高壓條件下使用存在較大的質(zhì)量風險；鍛造三通的結構部連續(xù)，應力分布不均，加工耗材高，費時且成本高；熱擠壓三通的外形變化平緩，壁厚分布均勻無突變，整體強度高，應用范圍較為廣泛。

高強度大口徑熱拔三通由于受到無縫鋼管生產(chǎn)外徑尺寸較小的限制，通常使用寬厚板生產(chǎn)。三通在生產(chǎn)成型中，首先由厚度合適的板材卷曲成管，然后焊接成三通毛坯管，再將毛坯管經(jīng)壓扁、反復熱鼓包、開孔和拉拔成型，再進行整形得到所要求的支管形狀與尺寸，最后再對三通進行合適的整體熱處理，從而得到組織均勻、性能優(yōu)良的高強度、高韌性三通。典型的三通成型工藝如圖2所示。

三通在油氣長輸管道使用中受力狀態(tài)復雜，不僅承受內(nèi)壓、還要受到彎矩、扭矩和軸向力的作用，并且生產(chǎn)難度大，影響質(zhì)量和性能的因素多，所以三通質(zhì)量的好壞及承載能力高低直接影響整個管道系通的安全運行，因此在三通的生產(chǎn)制造檢驗標準中除對三通的選材、產(chǎn)品技術指標、檢驗試驗程序等均有嚴格的要求外，在產(chǎn)品正式生產(chǎn)之前，要求制造廠應該按照相關規(guī)定進行單根三通的制造工藝評定試驗，工藝評定工作通過后還需再進行小批量三通試制，生產(chǎn)合格后方可進行首批生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，目前長輸管道用的X70/X80等高強度大口徑三通單件重量達2.5～4噸，按照規(guī)定完成相應的工藝評定試驗，在確保每種產(chǎn)品一次試制100％成功的情況下，僅原材料投入、工廠試制及試驗等直接資本投入不少于40萬元，而實際大多數(shù)管件制造公司成功完成一種這類高強度三通新產(chǎn)品所花費的成本均在200萬元左右，其中增加的相當一部分投入多集中在三通縱焊縫技術攻關方面。

焊縫質(zhì)量受到焊接材料、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊接人員等各種因素的影響，焊縫中可能出現(xiàn)未焊透、未熔合、氣孔、咬邊以及裂紋等缺陷，尤其是對于生產(chǎn)大口徑三通所用的厚板，不僅焊縫焊接技術要求高，同時，要求焊縫在三通反復熱成型后，其強韌性指標必須滿足三通產(chǎn)品標準的要求，這對X70/X80等高強度大口徑三通制造在技術和成本控制兩方面是一個挑戰(zhàn)。

由圖2可知，三通制造不僅工藝流程較長，較為復雜，且需要消耗大量的時間、能源，因此，三通焊接質(zhì)量至關重要，在進行工藝可靠性評定時，只要焊接工藝稍不合適則可能會導致工藝評定不合格，進而需要重新選擇焊接材料、調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，重新進行三通制造，這樣會造成大量資金浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設計一種新型的三通焊接工藝可靠性驗證試驗方法，解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種三通焊接工藝可靠性驗證試驗方法，包括步驟如下：

步驟1，焊接三通制造用的毛坯管，則在所述毛坯管上形成毛坯焊接焊縫；

步驟2，通過電弧氣刨在所述毛坯管上加工不少于兩組的試驗用焊接坡口；

步驟3，然后使用不同于步驟1中的焊接工藝對各組所述試驗用焊接坡口進行焊接，形成試驗用焊縫；并且每組所述試驗用焊接坡口之間也使用不同的焊接工藝進行焊接；

步驟4，待三通制造檢驗完成后進行評定時，對每個所述試驗用焊縫分別進行焊接工藝的試驗評定；

步驟5，試驗結束后，從步驟4中評定的焊接工藝中，選擇最為合適的焊接工藝為最終正式生產(chǎn)時的焊接工藝。

相鄰所述試驗用焊縫之間的間距為320mm以上。

在步驟4中，待三通制造檢驗完成后進行評定時，對每個所述試驗用焊縫分別進行焊接工藝的試驗評定，并且對所述毛坯焊接焊縫也進行焊接工藝的評定。

相鄰所述試驗用焊縫之間的間距為320mm以上，并且每個所述試驗用焊縫與所述毛坯焊接焊縫的間距也為320mm以上。

所述焊接工藝包括焊接材料和焊接參數(shù)。

本發(fā)明的設計目的在于，為了避免在三通工藝評定試驗中由于焊接參數(shù)、焊材等選擇不當而造成焊縫質(zhì)量不合格，有效降低因焊接問題而造成的三通試制成本投入。

本發(fā)明的有益效果可以總結如下：