Método de soldagem de tubulação de parede espessa de alta pressão ASTM A335 P91

Um método para soldar tubulações de paredes espessas de alta pressão de aço doméstico A335 P91: Campo técnico – A presente invenção pertence ao campo da tecnologia de soldagem, particularmente relacionado a um método para soldagem de tubulações de paredes espessas de alta pressão de aço doméstico A335 P91.

Temos o maior estoque de tubo sem costura de liga de aço ASTM A335 P91

Tubo de liga de aço A 335 P91:

TAMANHO : 1/2″ Para 24 “E DE & NB

Programação: SCH20, Sch30, Sch40.
Tipo : Soldados / fabricado / Sem costura
Comprimento : Único Aleatório, Duplo Aleatório & Comprimento de corte.
Fim : A Extremidade Lisa, Extremidade chanfrada.

Materiais :
Tubo de liga de aço A335 P91 - Tubo AS A335 P91
ASTM A335, Gr. P5, P9, P11, P12, P21, P22 & P91

Composição da composição do tubo cromado ASTM A335 P91

Grau	EU	C≤	MN	P≤	S≤	Si≤	Cr	Mo
P1	K11522	0.10~0,20	0.30~0,80	0.025	0.025	0.10~0,50	-	0.44~0,65
P2	K11547	0.10~0,20	0.30~0,61	0.025	0.025	0.10~0,30	0.50~0,81	0.44~0,65
P5	K41545	0.15	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50	4.00~6h00	0.44~0,65
P5b	K51545	0.15	0.30~0,60	0.025	0.025	1.00~2,00	4.00~6h00	0.44~0,65
P5c	K41245	0.12	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50	4.00~6h00	0.44~0,65
P9	S50400	0.15	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50~1,00	8.00~10h00	0.44~0,65
P11	K11597	0.05~0,15	0.30~0,61	0.025	0.025	0.50~1,00	1.00~1,50	0.44~0,65
P12	K11562	0.05~0,15	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50	0.80~1,25	0.44~0,65
P15	K11578	0.05~0,15	0.30~0,60	0.025	0.025	1.15~1,65	-	0.44~0,65
P21	K31545	0.05~0,15	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50	2.65~3,35	0.80~1,60
P22	K21590	0.05~0,15	0.30~0,60	0.025	0.025	0.50	1.90~2,60	0.87~1,13
P91	K91560	0.08~0,12	0.30~0,60	0.020	0.010	0.20~0,50	8.00~9,50	0.85~1,05
P92	K92460	0.07~0,13	0.30~0,60	0.020	0.010	0.50	8.50~9,50	0.30~0,60

Padrão de composição de tubos A335 Gr P91

Si, %	Cr, %	C, %	Mo, %	MN, %	P, %	n, %	S, %	V, %	Ni, %	NB, %	al, %
0.2 Para 0.5	8.0 Para 9.5	0.08 Para 0.12	0.85 Para 1.05	0.3 Para 0.6	0.02	0.03 Para 0.07	0.01	0.18 Para 0.25	0.4	0.06 Para 0.10	0.04

Tabela de resistência mecânica de tubos ASTM A335 P91

Alongado	Propriedades de tração	HB	Propriedades de rendimento
20	585	250	415

Classe de material equivalente de tubos SA335 Gr P91

EU	ASTM	Equivalente Material	ASME
K91560	A335 P91	K90901, T91, 1.4903, X10CrMoVNb9-1	SA335P 91

ASTM	ASME	HE G 3458	EU	BS	NORMA DIN	ISO	abdômen	NK	LRS
A335P9	SA335P9	STPA 26	S50400	3604 P1 629-470		2604 IITS38

Fundo: O aço A335 P91 é um aço 9Cr-1Mo modificado, primarily incorpo

Tubulação de aço de liga soldada 16Mn de A335P11 A335P91 A335P22 40cr 10CrMO910 35crmo 27SiMn Q345B 16Mn

classificar elementos de liga como V e Nb no aço martensítico original resistente ao calor 9Cr-1Mo. Este aço possui excelente resistência à oxidação em altas temperaturas, resistência à corrosão a vapor em alta temperatura, e resistência à fluência, reduzindo efetivamente o peso estrutural e encontrando ampla aplicação em grandes unidades de caldeiras, sistemas de gasodutos, e a indústria petroquímica. no entanto, devido à natureza martensítica resfriada a ar do aço A335 P91, apresenta menor plasticidade e pior soldabilidade, impondo altos requisitos aos processos de soldagem, resistência ao impacto de juntas soldadas, fragilidade da solda, tratamento térmico pós-soldagem, e zonas de soldas afetadas pelo calor. A soldagem tradicional de aço A335 P91 geralmente emprega soldagem manual a arco de gás tungstênio (GTAW) para passe de raiz e soldagem manual por arco de metal blindado (SMAW) para encher e tampar, necessitando de controle rigoroso da energia da linha, temperatura de pré-aquecimento, e temperatura entre passes durante o processo de soldagem. Este método exige um alto nível de ambiente de soldagem e habilidade do soldador, e a eficiência da soldagem manual é extremamente baixa, consumindo tempo e esforço, restringindo severamente o progresso da tubulação, afetando cronogramas de construção, e particularmente evidente para tubulações de grande diâmetro e paredes espessas.

Portanto,, a seleção racional de parâmetros e processos de soldagem para o aço A335 P91 e o desenvolvimento de condições de processo de soldagem adequadas para a produção possuem um valor prático e econômico significativo.

Conteúdo de invenção: Para resolver as deficiências da tecnologia existente, o problema técnico a ser resolvido pela presente invenção é fornecer um método para soldar tubulações de paredes espessas de alta pressão de aço doméstico A335 P91, com o objetivo de melhorar a eficiência da soldagem e qualidade, reduzir custos de construção e intensidade de trabalho, e melhorar o ambiente de trabalho.

Para atingir os objetivos acima, a presente invenção emprega as seguintes soluções técnicas:

Um método para soldar tubulações de paredes espessas de alta pressão de aço doméstico A335 P91, compreendendo as seguintes etapas em sequência:

(1) Processamento de chanfro pré-solda: Processe a área de soldagem da tubulação a ser soldada em um bisel duplo em forma de V, realizar inspeção de corante penetrante na superfície chanfrada para garantir que não haja rachaduras na superfície, e limpe o chanfro e a ferrugem da superfície, óleo, e óxidos dentro de uma área de 20 mm em ambos os lados do bisel;

Continuando com o método de soldagem para tubos de aço de parede espessa de alta pressão A335 P91 produzidos internamente:

4. tratamento térmico pós-soldagem: Após a soldagem, sele ambas as extremidades do tubo e use aquecimento elétrico para aquecer a área em ambos os lados da solda, pelo menos 3 vezes a largura da solda e não menos que 25mm. Aqueça a área a uma temperatura entre 750-770°C e mantenha-a durante 2.5-4 horas, dependendo da espessura do tubo.

Observe que a temperatura neste método é monitorada usando um termômetro infravermelho. Este método de soldagem para tubos de aço de parede espessa de alta pressão A335 P91 tem as seguintes vantagens:

1. O uso de multicamadas, soldagem multipasse reduz a área da seção transversal de cada camada de solda, melhorando a tenacidade da junta soldada e evitando o estreitamento da zona afetada pelo calor em soldas espessas, bem como o amolecimento da junta soldada durante operação prolongada em altas temperaturas.

2. Soldagem manual a arco de tungstênio a gás (GTAW) para soldagem de raiz tem uma velocidade de soldagem mais lenta, e a vedação de ambas as extremidades do tubo ajuda a controlar a temperatura da camada intermediária. Soldagem automática por arco submerso (VIU) para enchimento e cobertura de camadas tem velocidade de soldagem mais rápida e corrente mais alta, liberando calor mais rapidamente. Pelo menos uma extremidade do tubo deve estar sem vedação, e a soldagem contínua pode ser realizada sem a necessidade de controle de temperatura intercalar.

3. Usando fios de soldagem de pequeno diâmetro (não mais que 2,5 mm) e o baixo fluxo de hidrogênio para soldagem pode reduzir a energia linear durante o processo de soldagem, melhorar a taxa de deposição de soldagem, refinar os grãos do material base, e reduzir a possibilidade de defeitos como porosidade e rachaduras na solda.

4. Em ambientes ventosos, o efeito de proteção da soldagem automática por arco submerso é melhor do que outros processos de soldagem a arco.

5. Comparado aos métodos tradicionais de soldagem manual, este método reduz efetivamente o tratamento térmico e o ciclo de soldagem, melhora a solda qualidade e eficiência de soldagem, reduz a intensidade do trabalho, e economiza custos de construção.

 

Exemplo de implementação 1: Usando o gasoduto doméstico A335P91 DN350 como material de base, o seguinte método de soldagem é adotado:

(1) A área de soldagem do tubo a ser soldado é processada em uma ranhura dupla em forma de V, conforme mostrado na Figura 1, com uma altura de borda romba de 1mm, um ângulo inferior de 60±5° na direção do comprimento do tubo, uma altura de 15mm, e um ângulo superior de 78-82° na direção do comprimento do tubo. A superfície da ranhura é inspecionada por cor para garantir que não haja rachaduras superficiais na ranhura. A ferrugem superficial, manchas de óleo, óxidos, etc. dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura são limpos;

(2) As duas seções do tubo soldado são montadas, garantindo que a folga da face final da junta de topo seja de 3-6 mm, a altura é uniforme, e o desalinhamento não é superior a 1 mm;

(3) Soldagem manual a arco de argônio GTAW é usada para soldagem inferior. Antes de soldar, as portas finais do tubo a ser soldado estão bloqueadas, e a parede interna ou traseira da solda é preenchida com gás argônio para proteção. O tubo de aço a ser soldado é pré-aquecido, e a temperatura da ranhura é monitorada em tempo real por meio de um termômetro infravermelho. Quando a temperatura atinge 160 ℃, soldagem começa, usando fio de soldagem ER90S-B9 com diâmetro de para soldar três camadas. Os parâmetros do processo são selecionados da seguinte forma: Conexão positiva DC da fonte de alimentação, corrente de soldagem de 118A, tensão de arco de 14V, e velocidade de soldagem de 3-10cm/min. Deve-se prestar atenção aos seguintes pontos durante a soldagem manual a arco de argônio GTAW: A) A superfície da peça a ser soldada não deve ser inflamada pelo arco, testado para corrente, ou temporariamente soldado para apoiar ou prender;b) A soldagem manual a arco de argônio começa no ponto mais baixo do tubo a ser soldado, e é soldado simetricamente por duas pessoas, com as juntas de soldagem escalonadas entre 100-150mm; C) Durante a soldagem manual com arco de argônio, a temperatura de pré-aquecimento em ambos os lados da ranhura deve ser monitorada em tempo real, e a temperatura de pré-aquecimento deve ser rigorosamente controlada entre 150°C e 200°C; d) Durante a soldagem manual com arco de argônio, medidas de proteção contra o vento devem ser tomadas, e a velocidade do vento no ambiente de soldagem não deve exceder 2m/s. Não deve haver tiragem no tubo a ser soldado, e umidade, chuva, e medidas de proteção contra neve devem ser tomadas;

(4) Soldagem automática por arco submerso SAW é usada para enchimento e cobertura. Antes do enchimento e cobertura automática da soldagem por arco submerso, pelo menos uma extremidade do tubo a ser soldado está desbloqueada, e a área de soldagem é pré-aquecida. Quando a temperatura atinge 200 ℃, soldagem contínua começa, usando fio de soldagem EB9 com diâmetro de e fluxo de soldagem MARATHON543 para soldagem de enchimento e cobertura multicamadas e multipassagens. Os parâmetros de soldagem SAW são selecionados da seguinte forma: Conexão reversa DC da fonte de alimentação, corrente de soldagem de 280A, tensão de arco de 28V, e velocidade de soldagem de 25-45cm/min.

 

Deve-se prestar atenção aos seguintes pontos durante a soldagem automática por arco submerso SAW:

A) O fio de soldagem deve ser mantido limpo e seco, e o fluxo de soldagem deve ser armazenado em local seco para evitar absorção de umidade;

b) O fio de soldagem deve ser alimentado de maneira suave e uniforme, e o fluxo de soldagem deve ser adicionado a tempo para garantir a soldagem qualidade;

C) A velocidade de soldagem deve ser estável, e a pistola de soldagem deve ser mantida perpendicular ao eixo do tubo para garantir a consistência do cordão de solda;

d) A escória de soldagem deve ser removida a tempo após a conclusão de cada camada de soldagem, e a superfície da solda deve ser limpa com uma escova de aço ou rebolo para garantir a qualidade da próxima camada de soldagem;

E) O processo de soldagem deve ser monitorado em tempo real, e os parâmetros de soldagem devem ser ajustados a tempo de acordo com a situação real para garantir a qualidade da soldagem. Depois que a soldagem for concluída, a superfície da solda deve ser inspecionada visualmente e por testes não destrutivos para garantir que não haja defeitos, como rachaduras, poros, inclusões de escória, e penetração incompleta. Finalmente, a junta soldada deve ser tratada termicamente de acordo com os requisitos do processo para eliminar o estresse de soldagem e melhorar as propriedades mecânicas da junta soldada.

Exemplo de implementação 2: Usando o gasoduto A335P91 importado DN500 como material base, o seguinte método de soldagem é adotado:

(1) A área de soldagem do tubo a ser soldado é processada em uma ranhura dupla em forma de V, conforme mostrado na Figura 1, com uma altura de borda romba de 1,5 mm, um ângulo inferior de 60±5° na direção do comprimento do tubo, uma altura de 20mm, e um ângulo superior de 78-82° na direção do comprimento do tubo. A superfície da ranhura é inspecionada por cor para garantir que não haja rachaduras superficiais na ranhura. A ferrugem superficial, manchas de óleo, óxidos, etc. dentro de 20 mm em ambos os lados da ranhura são limpos;

(2) As duas seções do tubo soldado são montadas, garantindo que a folga da face final da junta de topo seja de 4-8 mm, a altura é uniforme, e o desalinhamento não é superior a 1,5 mm;

(3) Soldagem automática por arco submerso SAW é usada para soldagem inferior. Antes de soldar, as portas finais do tubo a ser soldado estão bloqueadas, e a parede interna ou traseira da solda é preenchida com gás argônio para proteção. O tubo de aço a ser soldado é pré-aquecido, e a temperatura da ranhura é monitorada em tempo real por meio de um termômetro infravermelho. Quando a temperatura atinge 200 ℃, soldagem começa, usando fio de soldagem EB9 com diâmetro de e fluxo de soldagem MARATHON543 para soldagem de enchimento e cobertura multicamadas e multipassagens. Os parâmetros de soldagem SAW são selecionados da seguinte forma: Conexão reversa DC da fonte de alimentação, corrente de soldagem de 350A, tensão de arco de 32V, e velocidade de soldagem de 25-45cm/min. Deve-se prestar atenção aos seguintes pontos durante a soldagem automática por arco submerso SAW: A) O fio de soldagem deve ser mantido limpo e seco, e o fluxo de soldagem deve ser armazenado em local seco para evitar absorção de umidade; b) O fio de soldagem deve ser alimentado de maneira suave e uniforme, e o fluxo de soldagem deve ser adicionado a tempo para garantir a qualidade da soldagem; C) A velocidade de soldagem deve ser estável, e a pistola de soldagem deve ser mantida perpendicular ao eixo do tubo para garantir a consistência do cordão de solda; d) A escória de soldagem deve ser removida a tempo após a conclusão de cada camada de soldagem, e a superfície da solda deve ser limpa com uma escova de aço ou rebolo para garantir a qualidade da próxima camada de soldagem; E) O processo de soldagem deve ser monitorado em tempo real, e os parâmetros de soldagem devem ser ajustados a tempo de acordo com a situação real para garantir a qualidade da soldagem.

(4) Soldagem automática por arco submerso SAW é usada para enchimento e cobertura. Antes do enchimento e cobertura automática da soldagem por arco submerso, pelo menos uma extremidade do tubo a ser soldado está desbloqueada, e a área de soldagem é pré-aquecida. Quando a temperatura atinge 250 ℃, soldagem contínua começa, usando fio de soldagem EB9 com diâmetro de e fluxo de soldagem MARATHON543 para soldagem de enchimento e cobertura multicamadas e multipassagens. Os parâmetros de soldagem SAW são selecionados da seguinte forma: Conexão reversa DC da fonte de alimentação, corrente de soldagem de 450A, tensão de arco de 36V, e velocidade de soldagem de 25-45cm/min. Depois que a soldagem for concluída, a superfície da solda deve ser inspecionada visualmente e por testes não destrutivos para garantir que não haja defeitos, como rachaduras, poros, inclusões de escória, e penetração incompleta. Finalmente, a junta soldada deve ser tratada termicamente de acordo com os requisitos do processo para eliminar o estresse de soldagem e melhorar as propriedades mecânicas da junta soldada.