钛管施工方案解析(2)

容积比热0.68卡/ mm3℃、电阻系数47.8欧姆·厘米/106，由于比热及导热系数较小，所以，在焊接钛材时所需的功率比一般碳钢和不锈钢要小，而且焊透性也较好。 5.2.2 钛材在室温时比较稳定，但随着温度的升高钛的活性急剧地增大，钛材在固态时从250℃即开始强烈的吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，钛吸收气体的性质使得钛材的焊接工艺过程中必须采取可靠的保护措施。

5.2.3 加强保护措施，主要要保护好三个区域：焊缝熔池，已经凝固但温度尚在400℃以上的正面和背面焊缝，以及热影响区，焊接接头的保护效果可以从接头表面的色泽来判断，若焊接中保护效果不良时，钛管表面会氧化生成一层很厚的氧化膜，温度越高，氧化越严重，而氧化膜的颜色随其厚度的不同而变化，所以可根据焊接接头钛管表面的颜色来判断焊接保护效果

5.3 焊接原理 钛管的手工钨极氩弧焊是通过焊嘴喷出的氩气和保护罩内输送的氩气局部地将焊件焊接处的空气排除掉，在氩气的保护下，利用焊嘴上的钨极与工件之间产生的电弧热来加热和熔化焊件、焊丝，通过它们的共同熔化，结晶而形成焊缝，使用性能稳定的直流氩弧焊机，正极接法，根据被焊件的尺寸，选择适合的焊接工艺，完成焊接施工。 5.4 钛管的焊接要点

5.4.1钛管的焊接宜采用手工钨极氩弧焊。

5.4.2焊丝的选用应与母材化学成份和力学性能相当其端部应修磨成园锥形。 5.4.3焊接选用直流电源正接法，焊接位置宜采用水平转动平焊。

5.4.4在保证焊接质量的前提下应选用小线能量焊接层间温度应低于200。C。 5.4.5管内充氩保护施焊时，应排净空气提前充氩，并保持微弱的正压和量流动状态。 5.4.6焊接过程中焊丝的加热端应处在氩气的保护之中。 5.5层间清理与保护

对多层焊道，在下一层施焊前，首先检查表面氧化程度，如有异常情况，应立即进行表面处理或返修处理，处理时必须用专用的奥氏体不锈钢制钢丝刷和砂轮。 5.6焊缝表面酸洗钝化处理

钛材焊接后，经表面色泽检查合格后须对焊缝和热影响区进行酸洗钝化处理。酸洗后必须立即用水彻底冲洗．以除去残留在焊件上的酸液。整个酸洗过程的温度应控制在40℃以下 5.7焊接检验

所有焊缝均应进行外观检查，X射线照相检查和压力试验等项检验，均应合格。 六、焊接工艺

6.1 在保证焊透和融合良好的前提下，选用较小的焊接电流，配合较快的焊接速度进行施焊，电弧电压一般在10～14V之间，焊接参数详见下表： 壁厚mm 焊接层数 钨极直径mm 焊丝直径mm 焊枪直径mm 电压V 电流A 焊速cm/min 层间温度℃ 线能量KJ/cm 喷咀氩气l/min ≤2 1 2.0 2.0 10～12 10～12 40～70 7.5～10 ＜200 2.4～6.7 8～12 3～4 1～2 2.0 3.0 16～20 12～14 80～110 10～15 ＜200 4～7 2～3 2.0 3.0 16～20 12～14 6～7 3～4 3.0 3.0 16～20 12～14 4～5 3.0 3.0 16～20 12～14 120～180 10～15 ＜200 5.8～15.1 15～20 35～45 ＞7 110～140 120～180 10～15 ＜200 10～15 ＜200 3.9～9.3 5.3～11.8 5.8～15.1 12～15 25～30 8～15 ＞60 21.8 15～20 35～45 10～20 ＞60 21.8 15～20 35～45 保护罩氩气l/min 16～25 管内氩气l/min 氩气保护时间S 保护区氩气充装系数 6～10 30～60 21.8 10～20 10～20 ＞60 21.8 ＞60 21.8 6.2 钛材焊接时因电流较小，电弧挺度小，所以电弧不宜过长，焊 距喷嘴到工件的距离，在不影响观察溶池的情况下越小越好，应控制在10mm左右，以便得到良好的效果。

6.3 起弧时，焊距应提前送气，并采用高频引弧；熄弧时，应使用电流衰减装置和气体延时保护装置。

6.4 焊接操作过程中应注意保持焊枪、焊丝和焊件待焊部位三者之间的空间位置，焊丝与焊件之间的夹角一般为10°～20°，焊枪略向前倾斜与工件夹角为70°～80°，使氩气更多地保护溶池前受热的区域（因溶池后已焊完的焊缝已有拖罩内氩气进行保

护），焊距移动要均匀，采取直线运动，不能作横向摆动。

6.5 焊接操作过程是二人同时进行的，所以在焊接施工操作过程中，还应特别注意二人配合协调及同步动作，要求固定搭配，掌握保护罩的助手移动保护罩的速度要与焊距的运动相协调。

6.6 填加焊丝和焊枪的运行速度要配合好，一般采用快送少加焊丝的填丝方法，焊丝端部要始终处于氩气的保护范围之内。

6.7 由于钛材很容易吸收气体，它在600℃吸收氮，400℃吸收氧，250℃吸收氢，所以要求对焊缝进行延时保护，即在熄弧后，氩气要继续接通15～30秒，使焊缝的表面温度低于250℃方可停止供氩。 七、钛管安装

经检验合格的预制管道接单线图及安装质量要求进行管道安装。安装时不能将铁质工具和支架与钛管直接接触，不能用强制方法固定钛管。安装时的现场固定焊口，焊接工艺同预制管道时的工艺。

7.1管道安装时，应防止其表面被硬物划伤。

7.2钛管宜采用尼龙带搬运，当使用钢丝绳、卡扣时，钢丝绳卡扣不得与钛管直接接触，应采用橡胶、石棉、木板予以隔离。

7.3钛管安装后，不得再进行其它管道焊接。当其它管道需要焊接时，严禁将焊渣等焊接飞溅物落在钛管上。 八、焊接施工注意事项

8.1 施工场地应保持清洁，参与焊接操作人员要穿干净的工作服，戴干净的手套。 8.2 焊前仔细检查焊件内、外保护罩、焊丝表面的清理、清洁情况及 焊机控制线路、水路、气路系统的工作状况

8.3 焊前还应在试管（管道下料后剩余的管头）上进行试焊，调整好 焊接工艺参数，并检查焊道成形外观颜色及内部质量，内部质量可用砂轮轻轻磨去一层，察看有无气孔或其它缺陷 九、焊接施工管理

9.1 钛材的焊接工作应设置专业的焊接技术人员，焊接技术人员施工 前根据焊接工艺评定结果编制焊接施工方案和焊接工艺说明书，并负责解决施工中出现的焊接技术和质量问题、收集、整理焊接施工技术资料

9.2 根据装置的钛材焊接工作量还应设一名焊接管理员进行焊接施工、现场环境条件

的记录，联系焊缝外观颜色检查和射线探伤检查等工作

9.3 由管工大作业组长负责予制工作量的深度，确定固定口的位置， 最大限度的减少现场焊接固定口的数量，按整个装置管道施工网络计划进度要求组织施工

9.4 管材、管件和焊接材料由供应部门集中统一管理，作业组按单线 图从供应部门领出材料而后对其进行坡口制作、清洗、予制加工 十、质量标准

10.1 外观颜色检查及探伤比例

10.1.1 焊缝表面应成形良好，不允许存在裂纹未融合、过烧、飞溅性 溶渣及气孔等缺陷。加强高度咬边、错边量应控制在设计规定所允许的范围内。 10.1.2 焊缝的外观颜色检查应符合下表要求 保护效果 良好 尚好 一般 较差 极差 焊缝颜色 亮白 黄色 蓝色 青紫 土灰 焊缝质量 优良 可以 焊缝表面塑性有所下降 焊缝塑性显著下降，不允许 焊缝充分氧化，不允许 10.1.3 焊缝经外观检查合格后进行酸洗工艺，如下表： 酸洗液配方 酸洗液温度 酸洗时间 2～4HF：30～40HNO3：余量水（体积比） ≤60℃ 2—3分钟 备注：酸洗后立即用清水冲洗干净凉干 10.2 射线探伤

按设计文件管道特性表要求检查等级为Ⅰ级，探伤比例为100%。 10.3 焊缝返修

焊缝经检验不合格部位必须进行返修，返修工艺按原焊接工艺进行，同一部位返修次数不得超过两次，并在施焊记录中说明 。 10.4 质量保证措施 10.4.1 技术措施

A、 严格按照焊接施工的各项技术要求进行施工。

B、 挑选操作技能水平高、责任心强的焊工进行施焊，使之熟练掌握钛材管道的焊接

操作技能。

C、 应特别注意焊件、焊丝表面的清理质量及焊口组对质量、施焊前焊工应仔细检查。 D、 及时进行并迅速反馈焊缝质量检验评定结果，对焊缝中所出现的缺陷认真查找原因，提出预防措施。

E、 为焊工提供性能稳定可靠，能满足焊接施工工艺要求的焊机，内、外保护罩和清理工具。 10.4.2 管理措施

A、 工作分工明确，落实到人

B、 合理安排施工进度和焊接工作量，合理解决焊接质量、焊缝检验与施工进度之间的关系。

C、 焊工、专职检查人员及检验人员要严把质量关。

D、 加大施工过程中的控制，加强管理力度，以创精品工 程的要求来组织施工。 E、 加强对成品半成品的防护工作。 十一、焊接质量控制

11.1组对质量控制：组对时须将方向长度偏差、间距偏差、角度偏差、法兰相邻螺栓距离偏差、法兰面与管中心垂直偏差等，均应控制在规定的范围内。

11.2施焊质量控制：焊接重点控制焊工、焊材、焊接工艺和无损检测几个主要环节。主要采取如下措施； 11.3加强氩气对焊接区的保护

11.3.1钛在250℃以上吸氢，400℃以上吸氧，600℃以上吸氮，这些元素的渗入将大大降低钛的力学性能。因此氩气对热态焊缝的保护是焊接接头质量优劣的关键因素。钛材管道的焊接保护都是通过管内通氩，管外用专门的保护罩来进行的。

11.3.2管内充氩保护，均采用分段充氩的方法。在焊口的两侧200～300mm的地方，作好密封装置，封好充氩。密封装置采用胶皮和不锈钢夹板封口。出气口采用φ4mm孔径，进气口采用φ8mm孔径，这样可保证将管内空气驱赶干净，达到氩气保护的目的，另一方面保证管内做正压，防止外部空气进入，有利于焊缝成形。但也不能使正压力过大，压力过大将使溶池金属喷出或产生背面内凹缺陷。进气侧应密封严密，防止进氩气时从缝隙处带人空气而导致氩气保护被破坏。 11.4加强焊工培训，提高全位置焊口质量

对于钛管的全位置焊口的焊接，是现场施工的一个重要突破口。由于操作受阻和视线

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