焊制三通的加工缺陷及其消除

焊制三通的加工缺陷及其消除1焊制三通的结构特点焊制三通俗称马鞍，具有制作工艺简单、节省材料等特点，在石油化工工程建设中被广泛使用。由于目前缺少统一的制作标准及质量检验规范，焊制三通在制作中常存在一定程度的缺陷，本文从制作工艺和焊接两方面分析焊制三通焊接接头部位的缺陷，并提出质量控制措施和建议。在工艺管道安装中，经常采用的焊制三通一般可分为跨接式和插入式两类，其结构分别见图1、图2。图1跨接式三通结构示意图2插入式三通结构示意跨接式三通主要用于主管开口等于或小于支管内径的同径三通、异径三通及其它斜式三通制作；插入式三通主要适用于主管开口大于支管外径的三通,例如:

温度计、压力表的管嘴安装。2焊制三通的质量缺陷分析2.1制作工艺跨接式三通在下料时把支管的坡口加工成内坡口，与主管组对时直接搭接在主管上，焊接时易造成焊缝严重的未焊透缺陷，另外主管开口直径比支管内径小许多，影响其工艺流程。对于同径三通在下料时，开口不当，相贯线接头易形成“V”字型，焊接时更易发生变形，造成局部应力过大，焊缝强度差。插入式三通主要是支管插入主管内过长，造成介质流动不畅，并使主管的有效截面积减小，导致操作误差。焊制三通在下料时另一个较容易出现的缺陷是主管开口尺寸不均匀，局部间隙过大，增大了局部应力，容易导致接头产生裂纹。尤其在焊接高强钢或铬钼钢时更易产生冷裂纹。2.2焊接焊制三通的接头焊缝就在主管与支管相交的相贯线上，形状和位置比对接焊缝复杂，焊接时焊缝质量不易控制。据统计，这类焊缝的泄漏率占所有工艺焊缝泄漏率的80%，主要缺陷是未焊透、气孔、夹渣等。相贯线上的焊缝坡口，目前主要是通过手工气割或等离子切割而成，加工精度不高，坡口角度偏小，焊接工艺参数选择不当，造成未焊透。焊制三通质量缺陷的另一个主要原因就是工艺下料错误、把支管的外坡口加工成内坡口，支管直接搭接在主管上进行焊接。未焊透使焊缝的强度降低，对于输送腐蚀性介质的管道，随着生产周期的增加将使焊缝的热影响区减薄，导致焊缝泄漏。

产生气孔、夹渣的原因是焊接前坡口及附近的油、锈、水分等杂物未清理干净，焊接过程中药皮未除净。另外焊接操作时，焊接速度过快，焊接电流又太小，加快了焊缝的冷却速度。3焊制三通的制作质量控制3.1坡口管子坡口型式、尺寸及组对应本着保证焊接接头的质量、填充金属少、便于操作及减小焊接变形等原则。目前，我们工艺管道安装中焊制三通接头的坡口尺寸是采用GB235-82“工业管道工程施工及验收规范”、SHJ501-85“石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范”所规定的型式执行。坡口型式见图3、图4。图3跨接式三通接头坡口

图4插入式三通接头坡口当管材壁厚小于4mm时，坡口角度、组对间隙及口径误差H可参照表1(据SHJ501-85)。接头组对时重点控制对口间隙，间隙太小甚至等于零，焊缝无法焊透，会出现未焊透、夹渣等缺陷，为了防止出现缩径还必须严格控制H值。对主要工艺管道要有组对记录，并有检验员签字。关键焊口还必须经甲方检验合格后方能焊接。对于公称直径大于100mm的同径三通在下料时要消除接口的马鞍尖，使其圆滑过渡以避免应力集中。表1焊制三通接头尺寸规格接头名称S(mm)C(mm)B(mm)H(mm)a跨接式三通支管坡口三42〜31〜20〜245°〜55°插入式三通主管坡口三41〜31〜20〜2.540°〜50°3.2焊接焊接是保证焊缝质量的重要环节，这类接头焊缝目前尚无检测内部缺陷的方法，客观上造成了对这类焊缝质量的忽视。据了解，相当一部分施工单位都出现过无证焊工进行施焊的现象。另外还有不少焊工对这类焊缝形式缺乏正确的认识,在操作时完全按角焊缝对待，必然会影响到焊缝的焊接质量。焊制三通的接头看似角焊缝，其实它是一个对接焊缝和角焊缝的组合焊缝，它与普通角焊缝的根本区别在于底层焊接。焊制三通的接头焊接一般采取单面焊双面成型法，打底层质量不但影响接头内部质量，而且对中间层及盖面层焊接操作和质量都有影响。对于跨接式三通，焊接时焊条以指向支管为主，焊接线能量

适当小一些。而插入式三通，焊条以偏向主管为主，故焊接线能量则可以大些。在焊接时还要控制好焊接速度及层间温度，防止焊缝冷却过快。对工艺管线要求比较高的三通在制作时可采用钨极氩弧焊打底焊。由于氩弧焊具有热量集中，热影响区小的特点，且熔池及附近区域都处在氩气的保护之中，故不会造成金属元素的烧损等特点，用于打底焊时，可以大量减少接头背面缺陷，有利于提高接头焊接质量。总之，要加大对这类焊缝的管理力度，从思想上引起足够的重视。另外还要加强这类焊缝的工艺评定，制定比较合理的焊接工艺。4建议希望有关技术部门组织编制焊制三通统一的制作规范标准以确保其质量。标