最新压力管道ppt课件.ppt

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1、一、前言一、前言1 1、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一；输行业之一；2 2、管道的定义及其分类、管道的定义及其分类 管道的定义：管道的定义：“由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动”的设备（见国标的设备（见国标GB50316GB50316工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范）。）。压力管道的定义：压力管道的定义：压力管道安全管理与监察规定压力管道安全管理与监察规

2、定明确指出：明确指出： 压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备，它具体指具有下列属性的管中毒等危险性较大的特种设备，它具体指具有下列属性的管道：道： 二、标准体系二、标准体系世界各国应用的标准体系虽多，但大体上可以分为两大世界各国应用的标准体系虽多，但大体上可以分为两大类。类。就就管子系列标准管子系列标准而言：而言：一类是以一类是以DN15-22mmDN15-22mm、DN20-27mmDN20-27mm、DN25-34mmDN25-34mm、DN32-42mmDN32-42mm、DN40-48mmDN40-48m

3、m、DN50-60mmDN50-60mm、DN65-76DN65-76（7373）mmmm、DN80-89mmDN80-89mm、DN100-114mmDN100-114mm、DN125-140mmDN125-140mm、DN150-168mmDN150-168mm、DN200-219mmDN200-219mm、DN250-273mmDN250-273mm、DN300-DN300-324mm324mm、DN350-356mmDN350-356mm、DN400-406mmDN400-406mm、DN450-457mmDN450-457mm、DN500-508mmDN500-508mm、DN600

4、-610DN600-610mmmm等为对应外径尺寸的所等为对应外径尺寸的所谓谓“大外径大外径”系列系列；另一类则是以另一类则是以DN15-18mmDN15-18mm、DN20-25mmDN20-25mm、DN25-DN25-32mm32mm、DN32-38mmDN32-38mm、DN40-45mmDN40-45mm、DN50-57mmDN50-57mm、DN65-DN65-73mm73mm、DN80-89mmDN80-89mm、DN100-108mmDN100-108mm、DN125-133mmDN125-133mm、DN150-159mmDN150-159mm、DN200-219mmDN20

5、0-219mm、DN250-273mmDN250-273mm、DN300-DN300-325mm325mm、DN350-377mmDN350-377mm、DN400-426mmDN400-426mm、DN450-480mmDN450-480mm、DN500-530mmDN500-530mm、DN600-630mmDN600-630mm等为对应外径尺寸的所谓等为对应外径尺寸的所谓“小外径小外径”系列。系列。就就法兰系列标准法兰系列标准而言：而言：一类是以一类是以200200作为计算基准温度，而压力等级按作为计算基准温度，而压力等级按PN0.1PN0.1、PN0.25PN0.25、PN0.6PN0

6、.6、PN1.0PN1.0、PN1.6PN1.6、PN2.5PN2.5、PN4.0PN4.0、PN6.3PN6.3、PN10.0PN10.0、PN16.0PN16.0、PN25.0PN25.0、PN40.0PN40.0等分级的所谓的等分级的所谓的“欧式法欧式法兰兰”。 （这一系列标准为德国（这一系列标准为德国DINDIN标准，并为前苏联等欧洲标准，并为前苏联等欧洲国家所使用，故通常称之为欧式法兰）国家所使用，故通常称之为欧式法兰）另一类则是以大约另一类则是以大约430430（对（对150Lb150Lb级则是级则是300300）作为）作为计算基准温度，而压力等级按计算基准温度，而压力等级按PN2

7、.0PN2.0（CL150CL150）、）、PN5.0PN5.0（CL300CL300）、）、PN6.8PN6.8（CL400CL400）、）、PN10.0PN10.0（CL600CL600）、）、PN15.0PN15.0（CL900CL900）、）、PN25.0PN25.0（CL1500CL1500）、）、PN42.0PN42.0（CL2500CL2500）分级的所）分级的所谓的谓的“美式法兰美式法兰”。（这一系列标准为美国。（这一系列标准为美国ANSIANSI标准，并为标准，并为世界各国石油工业广泛采用，故通常称之为美式法兰）世界各国石油工业广泛采用，故通常称之为美式法兰）目前，国内的压力

8、管道及其元件的应用标准很多，又均目前，国内的压力管道及其元件的应用标准很多，又均不完整。以管法兰标准为例，常用的标准就有国家标准（不完整。以管法兰标准为例，常用的标准就有国家标准（GBGB）、机械行业标准（）、机械行业标准（JBJB）、石化行业标准（）、石化行业标准（SHSH）和化工行业）和化工行业标准（标准（HGHG）等。这些标准各有各自的温度压力表、密封面）等。这些标准各有各自的温度压力表、密封面尺寸和接管尺寸，相互之间互换性差，有些甚至不能配套使尺寸和接管尺寸，相互之间互换性差，有些甚至不能配套使用。用。2.1 2.1 压力管道安装的特点与方法压力管道安装的特点与方法2.1.1 2.1.

9、1 材料核对材料核对管材和附件到达施工现场后，首先应检查制造厂家的制管材和附件到达施工现场后，首先应检查制造厂家的制造许可证、合格证、造许可证、合格证、 材料质量保证书和化学元素分析等资材料质量保证书和化学元素分析等资料，与设计标准核对。然后进行材料的外观检查，并核对有料，与设计标准核对。然后进行材料的外观检查，并核对有关椭圆度、外径、壁厚等物理指标，必要时进行化学元素分关椭圆度、外径、壁厚等物理指标，必要时进行化学元素分析抽查。只有在确定核实无误后，才能正式启用。析抽查。只有在确定核实无误后，才能正式启用。2.1.2 2.1.2 管道的连接管道的连接根据管材和使用条件的不同，通常管道的连接方

10、式有螺根据管材和使用条件的不同，通常管道的连接方式有螺纹连接、法兰连接、焊接、承插式联接、粘接等多种方法。纹连接、法兰连接、焊接、承插式联接、粘接等多种方法。1 1）螺纹连接）螺纹连接管道连接中使用的螺纹，分英制螺纹和公制螺纹两种。管道连接中使用的螺纹，分英制螺纹和公制螺纹两种。其中，英制螺纹又分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。其中，英制螺纹又分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。2 2 ）法兰连接）法兰连接法兰安装应注意的事项：法兰安装应注意的事项： 管道安装过程中，成对的法兰正确连接一般不会出现管道安装过程中，成对的法兰正确连接一般不会出现问题。但在与设备接管或管道附件连接时，有时会出现选用不问题。但在与

11、设备接管或管道附件连接时，有时会出现选用不同的标准或等级的问题，施工单位一定要预先注意核对。同的标准或等级的问题，施工单位一定要预先注意核对。 焊接钢管与无缝钢管外径不同，如果忽视这个问题，焊接钢管与无缝钢管外径不同，如果忽视这个问题，加工好的法兰有可能不能插入。不得不进行二次加工，要注意加工好的法兰有可能不能插入。不得不进行二次加工，要注意防止。防止。 采用法兰连接的管道，需要改变管径时，有时可采取采用法兰连接的管道，需要改变管径时，有时可采取异径法兰做法，在现场施工中也称做异径法兰做法，在现场施工中也称做“大小法兰大小法兰”。但是这种。但是这种做法增大了流体阻力，如果管遁介质是稠粘的物质，

12、甚至会产做法增大了流体阻力，如果管遁介质是稠粘的物质，甚至会产生管道阻塞。生管道阻塞。 3 3 ）焊接管道）焊接管道 安装以焊接最为普遍。安装以焊接最为普遍。压力管道的焊前准备压力管道的焊前准备 管子接头型式及坡口加工要求管子坡口的加工应按图纸规管子接头型式及坡口加工要求管子坡口的加工应按图纸规定进行，因为它对焊接质量影响很大，必须十分重视。坡口的定进行，因为它对焊接质量影响很大，必须十分重视。坡口的型式和尺寸，应本着能保证焊接质量，填充金属少。减少焊接型式和尺寸，应本着能保证焊接质量，填充金属少。减少焊接应力和变形，适应探伤要求，改善劳动条件，便于操作等原则应力和变形，适应探伤要求，改善劳动

13、条件，便于操作等原则选用。选用。管子的切断和坡口的加工方法除应按设计要求外，还应按管子的切断和坡口的加工方法除应按设计要求外，还应按下列规定选用：下列规定选用： A.A.碳素钢、普通低合金钢等可采用机械切断（碳素钢、普通低合金钢等可采用机械切断（ 包括剪、包括剪、车、铣、刨、锯、凿等）、砂轮切割、气割或等离子切割等；车、铣、刨、锯、凿等）、砂轮切割、气割或等离子切割等；对于淬硬倾向较大的钢种，宜采用等离子切割，如果施工现场对于淬硬倾向较大的钢种，宜采用等离子切割，如果施工现场条件限制，采用气割应有相应的工艺措施，采取割前预热，切条件限制，采用气割应有相应的工艺措施，采取割前预热，切割后保温缓冷

14、，以防止切口和坡日边缘产生裂纹和淬硬层，冷割后保温缓冷，以防止切口和坡日边缘产生裂纹和淬硬层，冷却后坡口表面用砂轮修磨。却后坡口表面用砂轮修磨。B.B.不锈钢及耐热钢管子宜采用机械切割、砂轮切割或等不锈钢及耐热钢管子宜采用机械切割、砂轮切割或等离子切割。离子切割。 C.C.有色金属管材宜采用机械切割或等离子切割。有色金属管材宜采用机械切割或等离子切割。气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸按尺寸按 GB985 GB985 标准。埋弧焊焊缝坡日的基本形式和尺寸参标准。埋弧焊焊缝坡日的基本形式和尺寸参照照 GB986 GB986 标准。

15、标准。不同厚度焊件对口时，厚度差可按不同方法处理。不同厚度焊件对口时，厚度差可按不同方法处理。管子组对前，管子组对前， 应清除管口内外壁表面的油、漆、垢、应清除管口内外壁表面的油、漆、垢、锈，每侧各为锈，每侧各为 lOmmlOmm以上，直至发出金属光泽，并检查无裂以上，直至发出金属光泽，并检查无裂纹及夹层等缺陷。纹及夹层等缺陷。管道对口质量要求管道对口质量要求管子组对质量，直接影响焊工的操作。也是保证焊接质管子组对质量，直接影响焊工的操作。也是保证焊接质量的重要因素。对口局部间隙过大，要修正规定尺寸，严禁量的重要因素。对口局部间隙过大，要修正规定尺寸，严禁在间隙内填充异物。管子内壁应齐平，防止

16、错口，造成根部在间隙内填充异物。管子内壁应齐平，防止错口，造成根部未焊透。因此，必须采用专用对口夹具。未焊透。因此，必须采用专用对口夹具。 A.A.焊口的位置应避开应力集中区且便于施焊及热处理，焊口的位置应避开应力集中区且便于施焊及热处理，一般应符合下列要求：一般应符合下列要求： a.a.管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径、且不小于子外径、且不小于 100mm(100mm(焊接、锻制、铸造成型管件除外焊接、锻制、铸造成型管件除外），距支吊架边缘至少），距支吊架边缘至少 50mm50mm。两个对接焊口间距离不得小。两个对接焊口间距离

17、不得小于管子直径，且不小于于管子直径，且不小于 100mm100mm。 b.b. 管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝和热影响区管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝和热影响区内。内。c.c.焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔与焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔与相邻焊缝热影响区相重合。如必须在焊缝上及附近开孔时应相邻焊缝热影响区相重合。如必须在焊缝上及附近开孔时应满足以下条件满足以下条件: :l管孔两侧孔径不小于管孔两侧孔径不小于60mm60mm范围内的焊缝应满足焊接接头范围内的焊缝应满足焊接接头机械性能试验指标，并经无损检测合格；机械性能试验指标，并经无损检测合格； l管接头

18、需焊后热处理消除应力。管接头需焊后热处理消除应力。B.B.管道组装前应将焊口表面及附近母材内外壁的油、漆管道组装前应将焊口表面及附近母材内外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围规定如、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围规定如下：下： a.a.手工电弧焊对接焊口，每侧各为手工电弧焊对接焊口，每侧各为 101015 mm15 mm ; ; b. b. 埋弧焊接焊口，每侧各为为埋弧焊接焊口，每侧各为为 20mm ; 20mm ; c. c.角接接头焊口，焊脚角接接头焊口，焊脚 K K 值值+10mm+10mm。 C.C.对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度不得超对接

19、管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度不得超标。标。D.D.焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合值应符合GB50235 GB50235 的要求：的要求： a.a.对钢管局部错口值不应超过壁厚的对钢管局部错口值不应超过壁厚的10 % 10 % ，且不大于，且不大于 2 mm ; 2 mm ; b.b.焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。禁在间隙内加填塞物。E.E.焊接施工场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施焊接施工场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施焊接施

20、工过程包括：对口装配、焊接、热处理、检验等焊接施工过程包括：对口装配、焊接、热处理、检验等工序。上道工序符合要求后方准进行下道工序。工序。上道工序符合要求后方准进行下道工序。2.2 2.2 常用材料的焊接常用材料的焊接石油化工生产装置中，经常用到的有焊接要求的管道材石油化工生产装置中，经常用到的有焊接要求的管道材料有低碳钢、合金钢、不锈钢和异种钢。料有低碳钢、合金钢、不锈钢和异种钢。（一）材料的可焊性（一）材料的可焊性金属材料的可焊性是指在一定的工艺条件下通过焊接形金属材料的可焊性是指在一定的工艺条件下通过焊接形成优质接头的性能。如果一种金属材料用普通简单的焊接工成优质接头的性能。如果一种金属

21、材料用普通简单的焊接工艺条件就可获得优质的焊接接头，那么就认为该种金属材料艺条件就可获得优质的焊接接头，那么就认为该种金属材料具有良好的可焊性。反之，如果需要特殊复杂的焊接工艺条具有良好的可焊性。反之，如果需要特殊复杂的焊接工艺条件才能获得优质接头，则认为该种金属材料的可焊性差。这件才能获得优质接头，则认为该种金属材料的可焊性差。这里所说的焊接工艺条件是指焊接方法、焊接参数、焊前预热里所说的焊接工艺条件是指焊接方法、焊接参数、焊前预热及焊后热处理、接头型式、坡口型式及尺寸、环境温度、焊及焊后热处理、接头型式、坡口型式及尺寸、环境温度、焊接位置、焊接材料等。优质接头是指焊缝的机械性能和耐腐接位置

22、、焊接材料等。优质接头是指焊缝的机械性能和耐腐蚀性能好，热裂和冷裂的倾向小，各种非人为的焊接缺陷少蚀性能好，热裂和冷裂的倾向小，各种非人为的焊接缺陷少. .。（二）低碳钢的焊接（二）低碳钢的焊接由于低碳钢的含碳量较低，故其可焊性比较好，一般无由于低碳钢的含碳量较低，故其可焊性比较好，一般无须采取特殊的工艺措施就可获得优质的焊接接头。但对于沸须采取特殊的工艺措施就可获得优质的焊接接头。但对于沸腾钢，由于它脱氧不完全，硫、磷杂质元素的分布也很不均腾钢，由于它脱氧不完全，硫、磷杂质元素的分布也很不均匀，焊接时出现热裂和冷裂的倾向较大。因此，对于沸腾钢匀，焊接时出现热裂和冷裂的倾向较大。因此，对于沸腾

23、钢材料，不宜用在重要场合和有应力腐蚀、交变应力的场合。材料，不宜用在重要场合和有应力腐蚀、交变应力的场合。一般情况下，低碳钢的焊接以手工电弧焊为主，不需要一般情况下，低碳钢的焊接以手工电弧焊为主，不需要采用气体保护焊焊接方法，只有当焊缝根部要求洁净、或者采用气体保护焊焊接方法，只有当焊缝根部要求洁净、或者构件壁厚较薄容易焊漏时才考虑用气体保护焊打底。构件壁厚较薄容易焊漏时才考虑用气体保护焊打底。焊接材料采用酸性焊条和碱性焊条均可，均能获得较好焊接材料采用酸性焊条和碱性焊条均可，均能获得较好的焊接接头。但对于特殊场合，如临氢、受交变载荷作用、的焊接接头。但对于特殊场合，如临氢、受交变载荷作用、处

24、于低温工况时或者工作在有应力腐蚀倾向的环境时，宜选处于低温工况时或者工作在有应力腐蚀倾向的环境时，宜选用碱性焊条。用碱性焊条。（三）合金钢的焊接（三）合金钢的焊接石油化工压力管道中常用的合金钢有石油化工压力管道中常用的合金钢有16Mn16Mn、09Mn2V09Mn2V、12CrMo12CrMo、15CrMo15CrMo、12Cr1MoV12Cr1MoV、1Cr5Mo1Cr5Mo等材料，这些材料均属等材料，这些材料均属于高强度易淬硬金属材料，故其可焊性较差，焊接时容易产于高强度易淬硬金属材料，故其可焊性较差，焊接时容易产生热裂纹和冷裂纹，故焊接时应采用相应的措施来保证焊接生热裂纹和冷裂纹，故焊接

25、时应采用相应的措施来保证焊接接头的性能。接头的性能。1 1、碳锰低合金钢（、碳锰低合金钢（16Mn16Mn，09Mn2V09Mn2V等）的焊接等）的焊接从碳当量上来看，它的碳当量比低碳钢高，但由于它不从碳当量上来看，它的碳当量比低碳钢高，但由于它不含铬（含铬（CrCr）、钼（）、钼（MoMo）等合金元素，故其淬硬性和热裂的倾）等合金元素，故其淬硬性和热裂的倾向性比铬钼钢或铬钼钒钢小。向性比铬钼钢或铬钼钒钢小。碳锰低合金钢的焊接材料应选择强度等于或略高于母材碳锰低合金钢的焊接材料应选择强度等于或略高于母材的材料，以免因焊缝强度过高而使其塑性和韧性下降。的材料，以免因焊缝强度过高而使其塑性和韧性下

26、降。2 2、铬钼钢（、铬钼钢（12CrMo12CrMo、15CrMo15CrMo、1Cr5Mo1Cr5Mo）和铬钼钒钢（）和铬钼钒钢（12Cr1MoV12Cr1MoV）的焊接）的焊接由于这类材料中含有较多的高熔点合金元素，故容易出由于这类材料中含有较多的高熔点合金元素，故容易出现低熔点成分的偏析，并且由于这类材料的强度高，现低熔点成分的偏析，并且由于这类材料的强度高， 塑性塑性差，对焊接变形的适应性差，故很容易出现热裂纹。由于这差，对焊接变形的适应性差，故很容易出现热裂纹。由于这类材料存在铬、钼等增加材料淬透性的元素，故其淬硬性也类材料存在铬、钼等增加材料淬透性的元素，故其淬硬性也比较强，焊缝

27、及其热影响区很容易出现淬硬马氏体组织，加比较强，焊缝及其热影响区很容易出现淬硬马氏体组织，加之氢在材料中的扩散速度较慢，因此这类材料又很容易出现之氢在材料中的扩散速度较慢，因此这类材料又很容易出现冷裂纹，工程实践也证明了这一点。冷裂纹，工程实践也证明了这一点。为此，在选择焊接材料时，应选用低氢型焊条，并在施为此，在选择焊接材料时，应选用低氢型焊条，并在施焊前严格烘干。焊前严格烘干。焊前应进行预热，焊后应进行热处理，以释放或降低焊焊前应进行预热，焊后应进行热处理，以释放或降低焊接残余应力。接残余应力。（四）不锈钢的焊接（四）不锈钢的焊接压力管道中常用的不锈钢一般为奥氏体不锈钢，偶然用压力管道中常

28、用的不锈钢一般为奥氏体不锈钢，偶然用到铁素体和马氏体不锈钢也是作为阀门的阀杆、垫片之类的到铁素体和马氏体不锈钢也是作为阀门的阀杆、垫片之类的非焊件，故这里仅介绍奥氏体不锈钢的焊接性能。非焊件，故这里仅介绍奥氏体不锈钢的焊接性能。由于奥氏体不锈钢具有很好的塑性，又具有单一的奥氏由于奥氏体不锈钢具有很好的塑性，又具有单一的奥氏体常温组织，没有淬硬性（即不出现淬硬马氏体组织），故体常温组织，没有淬硬性（即不出现淬硬马氏体组织），故它具有很好的可焊性，一般不会出现冷裂纹。但是，奥氏体它具有很好的可焊性，一般不会出现冷裂纹。但是，奥氏体不锈钢具有较大的热膨胀率，且结晶时的树枝状结晶方向比不锈钢具有较大的

29、热膨胀率，且结晶时的树枝状结晶方向比较明显，低熔点的杂质或共晶物易集聚在晶界上，如果处理较明显，低熔点的杂质或共晶物易集聚在晶界上，如果处理不好，易出现热裂纹。不好，易出现热裂纹。焊接时，宜采用低碳型焊条，并适当加入钛、铝等变质焊接时，宜采用低碳型焊条，并适当加入钛、铝等变质剂，能起到细化晶粒，改善偏析，防止热裂纹的作用。剂，能起到细化晶粒，改善偏析，防止热裂纹的作用。（五）常用异种钢的焊接（五）常用异种钢的焊接对于异种钢的焊接接头，尤其是成分差别比较大的异种对于异种钢的焊接接头，尤其是成分差别比较大的异种钢焊接接头，其焊缝组织存在着稀释和被稀释的问题，因此钢焊接接头，其焊缝组织存在着稀释和被

30、稀释的问题，因此焊缝金属的组织和成分可能与两种母材均不同，在考虑其焊焊缝金属的组织和成分可能与两种母材均不同，在考虑其焊接接头性能问题时应充分注意这个因素。为了解决稀释和被接接头性能问题时应充分注意这个因素。为了解决稀释和被稀释的问题，曾经广为应用的焊接方法就是采用加过渡层的稀释的问题，曾经广为应用的焊接方法就是采用加过渡层的焊接办法，但这种焊接方法工艺复杂，费工费时。因此，在焊接办法，但这种焊接方法工艺复杂，费工费时。因此，在考虑异种钢接头的使用工况后，也可以采用简单的焊接方法考虑异种钢接头的使用工况后，也可以采用简单的焊接方法来处理。下面就以常见的复合钢板、碳钢和铬钼钢、碳钢和来处理。下面

31、就以常见的复合钢板、碳钢和铬钼钢、碳钢和不锈钢、铬钼钢和不锈钢的焊接问题作简单介绍。不锈钢、铬钼钢和不锈钢的焊接问题作简单介绍。1 1、碳钢和不锈钢复合钢板的焊接、碳钢和不锈钢复合钢板的焊接首先应该清楚，碳钢不锈钢复合板是利用其较薄的不首先应该清楚，碳钢不锈钢复合板是利用其较薄的不锈钢复层具有抗腐蚀性能较好的特点来工作的，此时不能在锈钢复层具有抗腐蚀性能较好的特点来工作的，此时不能在焊缝处破坏其耐蚀性，也就是说，焊缝处的内侧应保留不锈焊缝处破坏其耐蚀性，也就是说，焊缝处的内侧应保留不锈钢的成分和耐腐蚀性。对此，工程上常采用加过渡层的方法钢的成分和耐腐蚀性。对此，工程上常采用加过渡层的方法进行焊

32、接，即复层的焊接材料应选用相应的不锈钢材料，在进行焊接，即复层的焊接材料应选用相应的不锈钢材料，在焊完复层后，清除干净焊渣和飞溅物，然后再焊接过渡层。焊完复层后，清除干净焊渣和飞溅物，然后再焊接过渡层。过渡层的焊接材料应选用合金含量（尤其是镍含量）较高的过渡层的焊接材料应选用合金含量（尤其是镍含量）较高的材料，以防止由于基层的稀释而产生不良影响。最后焊接基材料，以防止由于基层的稀释而产生不良影响。最后焊接基层（即碳钢层）。焊接基层的过程中，应尽可能采用小电流层（即碳钢层）。焊接基层的过程中，应尽可能采用小电流、小直径、高速度的焊接参数，以免基层金属溶入到复层中、小直径、高速度的焊接参数，以免基

33、层金属溶入到复层中。2 2、碳钢和铬钼钢的焊接、碳钢和铬钼钢的焊接可以肯定地说，此时的焊接接头不会用于高于碳钢使用可以肯定地说，此时的焊接接头不会用于高于碳钢使用条件的工况下，故焊缝金属的性能只要不低于碳钢的性能即条件的工况下，故焊缝金属的性能只要不低于碳钢的性能即可。由于常用铬钼钢的合金含量比较低，经碳钢稀释后，其可。由于常用铬钼钢的合金含量比较低，经碳钢稀释后，其性能没有发生太大的变化。而碳钢（一般为低碳钢）又与铬性能没有发生太大的变化。而碳钢（一般为低碳钢）又与铬钼钢的含碳量差别不太大，也就是说铬钼钢对碳钢的含碳量钼钢的含碳量差别不太大，也就是说铬钼钢对碳钢的含碳量不敏感，故此接头的组织

34、和性能均不会产生突变。焊接时只不敏感，故此接头的组织和性能均不会产生突变。焊接时只要按照焊接性较差的铬钼钢选择焊接工艺条件即可。一般情要按照焊接性较差的铬钼钢选择焊接工艺条件即可。一般情况下，焊接材料宜选比铬钼钢合金元素含量稍低的焊接材料况下，焊接材料宜选比铬钼钢合金元素含量稍低的焊接材料，以减少碳钢侧的淬硬性。焊前预热和焊后热处理按铬钼钢，以减少碳钢侧的淬硬性。焊前预热和焊后热处理按铬钼钢确定。确定。3 3、碳钢和不锈钢的焊接、碳钢和不锈钢的焊接它与碳钢不锈钢复合钢板不同，其焊接接头不要求具它与碳钢不锈钢复合钢板不同，其焊接接头不要求具有不锈钢的耐腐蚀性能，因此不必采用过渡层焊接，也不要有不

35、锈钢的耐腐蚀性能，因此不必采用过渡层焊接，也不要求在超过碳钢允许的温度以上工作。因此，此时的焊接接头求在超过碳钢允许的温度以上工作。因此，此时的焊接接头性能只要不低于碳钢母材金属即可。但是，由于不锈钢合金性能只要不低于碳钢母材金属即可。但是，由于不锈钢合金含量较高，而它的含碳量又比碳钢低许多，因此，虽然二者含量较高，而它的含碳量又比碳钢低许多，因此，虽然二者单独焊接时，可焊性比较好，但二者相互交融稀释的结果，单独焊接时，可焊性比较好，但二者相互交融稀释的结果，会形成一系列不同组分的高碳合金，这些合金当中有些具有会形成一系列不同组分的高碳合金，这些合金当中有些具有较大的淬硬倾向。又由于碳钢和不锈

36、钢的热胀系数差别较大较大的淬硬倾向。又由于碳钢和不锈钢的热胀系数差别较大故存在较大的热应力，此时的焊接接头可能会出现热裂纹和故存在较大的热应力，此时的焊接接头可能会出现热裂纹和冷裂纹等一系列问题。冷裂纹等一系列问题。解决或缓解碳钢与不锈钢接头缺陷的办法是采用高铬镍解决或缓解碳钢与不锈钢接头缺陷的办法是采用高铬镍焊接材料。高铬镍焊接材料可以补偿碳钢对不锈钢的稀释作焊接材料。高铬镍焊接材料可以补偿碳钢对不锈钢的稀释作用，同时镍又能阻止碳的迁移。焊接接头最好进行焊后热处用，同时镍又能阻止碳的迁移。焊接接头最好进行焊后热处理，以消除马氏体可能带来的延迟裂纹。理，以消除马氏体可能带来的延迟裂纹。4 4、

37、铬钼钢和不锈钢的焊接、铬钼钢和不锈钢的焊接铬钼钢与不锈钢的焊接既具有碳钢与不锈钢焊接相似的铬钼钢与不锈钢的焊接既具有碳钢与不锈钢焊接相似的特殊问题，又具有铬钼钢本身可焊性差的问题，并且这样的特殊问题，又具有铬钼钢本身可焊性差的问题，并且这样的接头又是用在使用条件较苛刻（一般是用在高温下，例如加接头又是用在使用条件较苛刻（一般是用在高温下，例如加热炉炉管与工艺管道的连接处）的情况下，故工程上应力求热炉炉管与工艺管道的连接处）的情况下，故工程上应力求避免这种接头的出现。如果不可避免铬钼钢与不锈钢的连接避免这种接头的出现。如果不可避免铬钼钢与不锈钢的连接时，应采用法兰连接。时，应采用法兰连接。2.3

38、 2.3 压力管道的焊接缺陷及防止措施压力管道的焊接缺陷及防止措施2.3.1 2.3.1 焊接缺陷的种类、产生原因及预防措施焊接缺陷的种类、产生原因及预防措施 1 1 ）裂纹）裂纹裂纹按其产生部位不同可分为裂纹按其产生部位不同可分为纵向裂纹、横向裂纹、根纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹、熔合区裂纹和热影响区裂纹部裂纹、弧坑裂纹、熔合区裂纹和热影响区裂纹等；按其产等；按其产生的温度和时问不同又可分为生的温度和时问不同又可分为热裂纹热裂纹（包括结晶裂纹和热影（包括结晶裂纹和热影响区液化裂纹等）、响区液化裂纹等）、冷裂纹冷裂纹（包括氢致裂纹和层状撕裂等）（包括氢致裂纹和层状撕裂等）以及以及再热

39、裂纹再热裂纹。 (1)(1)热裂纹热裂纹 热裂纹一般是指高温下所产生的裂纹所以热裂纹一般是指高温下所产生的裂纹所以又叫高温裂纹，它的产生原因是由于焊接熔池在结品过程中又叫高温裂纹，它的产生原因是由于焊接熔池在结品过程中存在着偏析现象。偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质，它存在着偏析现象。偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质，它们在结晶过程中以液态间层存在。由于熔点低往往最后结晶们在结晶过程中以液态间层存在。由于熔点低往往最后结晶凝固，强度极低，当焊接拉力足够大时，会将液态间层拉开凝固，强度极低，当焊接拉力足够大时，会将液态间层拉开或在凝固后不久被拉断而形成裂纹。或在凝固后不久被拉断而形成裂纹。热裂纹

40、的防止措施：热裂纹的防止措施： 限制钢材及焊材中易偏析元素和有害杂质的含量，限制钢材及焊材中易偏析元素和有害杂质的含量，减少硫、磷等元素含量及降低含碳量；减少硫、磷等元素含量及降低含碳量； 调节焊缝金属化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝调节焊缝金属化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，以提高塑性、减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶晶粒，以提高塑性、减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的有害影响；的有害影响； 提高焊条和焊剂的碱度，以降低焊缝中杂质含量，提高焊条和焊剂的碱度，以降低焊缝中杂质含量，改善偏析程度；改善偏析程度； 控制焊接规范，适当提高焊缝形状系数，采用多层控制焊接规范，适当提高焊缝形状

41、系数，采用多层多道焊法，避免中心线偏析，防止中心线裂纹；多道焊法，避免中心线偏析，防止中心线裂纹； 采取各种降低焊接应力的工艺措施；采取各种降低焊接应力的工艺措施； 断弧时采用收弧板，填满弧坑；断弧时采用收弧板，填满弧坑； 采用尽量小的焊接线能量，防止液化裂纹产生。采用尽量小的焊接线能量，防止液化裂纹产生。(2)(2)冷裂纹冷裂纹 冷裂纹是在冷却过程中或冷却至室温以后所产生的裂冷裂纹是在冷却过程中或冷却至室温以后所产生的裂纹。冷裂纹可以在焊接后立即出现，也可以延至几小时、几纹。冷裂纹可以在焊接后立即出现，也可以延至几小时、几天、儿周甚至更长时间以后发生，又称为延迟裂纹或氢致裂天、儿周甚至更长时

42、间以后发生，又称为延迟裂纹或氢致裂纹。冷裂纹一般在焊接低合金高强度钢，中碳钢、合金钢等纹。冷裂纹一般在焊接低合金高强度钢，中碳钢、合金钢等易淬火钢时容易发生，主要由于氢的作用而引起。易淬火钢时容易发生，主要由于氢的作用而引起。 而低碳而低碳钢、奥氏体不锈钢焊接时遇到较少。钢、奥氏体不锈钢焊接时遇到较少。形成冷裂纹的基本条件是焊接接头形成淬硬组织、扩散形成冷裂纹的基本条件是焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在较大的焊接拉伸应力。氢的存在和浓集、存在较大的焊接拉伸应力。冷裂纹的防止措施：冷裂纹的防止措施： 选用碱性低氢焊条和碱性焊剂，减少焊缝中的扩散选用碱性低氢焊条和碱性焊剂，减少焊缝中

43、的扩散氢含量；氢含量； 焊条和焊剂应严格按规定要求进行烘干，随用随取焊条和焊剂应严格按规定要求进行烘干，随用随取; ; 选择合理的焊接规范和线能量，如焊前预热，控制选择合理的焊接规范和线能量，如焊前预热，控制层间温度、缓冷等；层间温度、缓冷等； 焊后立即进行消氢处理，使氢充分逸出焊接接头；焊后立即进行消氢处理，使氢充分逸出焊接接头； 焊后及时进行热处理，改善其韧性；焊后及时进行热处理，改善其韧性； 提高钢材质量。减少钢材中层状央杂物，防止层状提高钢材质量。减少钢材中层状央杂物，防止层状撕裂；撕裂； 采用降低焊接应力的各种工艺措施等。采用降低焊接应力的各种工艺措施等。2 2 ）未焊透）未焊透焊缝

44、金属与母材之问，未被电弧（或火焰）熔化而留下焊缝金属与母材之问，未被电弧（或火焰）熔化而留下的空隙称为未焊透。的空隙称为未焊透。（1 1）产生原因）产生原因是接头的坡口角度小，问隙过小或钝边过大；管子厚薄是接头的坡口角度小，问隙过小或钝边过大；管子厚薄不均，错边量过大；焊接电流或焊炬火焰能率过小，或焊速不均，错边量过大；焊接电流或焊炬火焰能率过小，或焊速过大等都容易形成未焊透。过大等都容易形成未焊透。 （2 2）防止措施）防止措施控制接头坡口尺寸，管道单面焊双面成形的接头，其装控制接头坡口尺寸，管道单面焊双面成形的接头，其装配间隙应为焊条直径，并有合适的钝边，管子对口应严格控配间隙应为焊条直径

45、，并有合适的钝边，管子对口应严格控制错边量，壁厚不同的管子应按要求进行加工成缓坡形。制错边量，壁厚不同的管子应按要求进行加工成缓坡形。3 3 ）边缘及层间未熔合）边缘及层间未熔合焊缝金属与母材之间，焊缝金属之问彼此没有完全熔合焊缝金属与母材之间，焊缝金属之问彼此没有完全熔合在一起的现象称为未熔合。在一起的现象称为未熔合。 （1 1）产生原因）产生原因热能过小；焊条、焊丝或焊炬火焰偏于坡口一侧，或焊热能过小；焊条、焊丝或焊炬火焰偏于坡口一侧，或焊条偏心，偏弧使电弧偏于一侧，使母材或前一层焊缝金属未条偏心，偏弧使电弧偏于一侧，使母材或前一层焊缝金属未得到充分熔化就被填充金属敖盖面造成。当母材坡口或

46、前一得到充分熔化就被填充金属敖盖面造成。当母材坡口或前一层焊缝表面有铁锈或污物，焊接时由于温度不够，未能将其层焊缝表面有铁锈或污物，焊接时由于温度不够，未能将其熔化而盖上填充金属，也会形成边缘及层间未熔合。熔化而盖上填充金属，也会形成边缘及层间未熔合。 ( 2 ( 2 ）防止措施）防止措施焊条和焊炬的角度要合适，运条要适当，要注意观察坡焊条和焊炬的角度要合适，运条要适当，要注意观察坡口两侧熔化情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率。适当控口两侧熔化情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率。适当控制焊速，使热量增加足以熔化母材或前一层焊缝金属；发现制焊速，使热量增加足以熔化母材或前一层焊缝金属；发现焊条偏

47、心或偏弧，应及时调整角度，使电弧处于正确方向；焊条偏心或偏弧，应及时调整角度，使电弧处于正确方向；仔细清理坡口和焊缝上的脏物。仔细清理坡口和焊缝上的脏物。4 4 ）夹渣）夹渣夹杂在焊缝中的非金属夹杂物称为夹渣。夹杂在焊缝中的非金属夹杂物称为夹渣。（l l）产生原因）产生原因坡口角度过小，焊接电流过小，熔渣粘度大等，将使熔坡口角度过小，焊接电流过小，熔渣粘度大等，将使熔渣浮不到表面而引起夹渣。焊条药皮块状脱落未被熔化；多渣浮不到表面而引起夹渣。焊条药皮块状脱落未被熔化；多层多道焊，熔渣没有清理干净而残留在焊缝中；气焊时焊炬层多道焊，熔渣没有清理干净而残留在焊缝中；气焊时焊炬火焰能率不够，焊前工件

48、清理不好，采用氧化焰，或摆动幅火焰能率不够，焊前工件清理不好，采用氧化焰，或摆动幅度小没有将熔渣拨出等，均会引起夹渣。度小没有将熔渣拨出等，均会引起夹渣。 （2 2）防止方法适当调整焊接电流，使熔池达到一定温）防止方法适当调整焊接电流，使熔池达到一定温度，让熔渣充分浮出；采用良好工艺性能的焊条；仔细清理度，让熔渣充分浮出；采用良好工艺性能的焊条；仔细清理母材上的脏物或前一层（道），上的溶渣；焊接过程中始终母材上的脏物或前一层（道），上的溶渣；焊接过程中始终要保持清晰的熔池，熔渣和液态金属良好分离；气焊时应选要保持清晰的熔池，熔渣和液态金属良好分离；气焊时应选用合适的焊咀和火焰能率；并采用中性焰

49、，焊接时仔细操作用合适的焊咀和火焰能率；并采用中性焰，焊接时仔细操作将熔渣拨出熔池。将熔渣拨出熔池。5 5 ）气孔）气孔气孔是由于焊接熔池在高温时吸收了过多的气体，而冷气孔是由于焊接熔池在高温时吸收了过多的气体，而冷却时气体来不及逸出而残留在焊缝金属内而形成的。形成气却时气体来不及逸出而残留在焊缝金属内而形成的。形成气孔的气体来自大气，溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体孔的气体来自大气，溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体、焊条药皮或焊剂熔化时产生的气体、焊丝和母材上的油、焊条药皮或焊剂熔化时产生的气体、焊丝和母材上的油、锈等脏物在受热后分解产生的气体以及各种冶金反应所产生锈等脏物在受热后分解产

50、生的气体以及各种冶金反应所产生的气体。熔化焊中，氢、一氧化碳是产生气孔的主要气体。的气体。熔化焊中，氢、一氧化碳是产生气孔的主要气体。（l l）产生原因）产生原因焊接过程中一切导致产生大量气体的因素都是产生气孔焊接过程中一切导致产生大量气体的因素都是产生气孔的原因，主要有以下两方面原因：的原因，主要有以下两方面原因： 焊接材料方面：焊条或焊剂受潮，或未按规定进行焊接材料方面：焊条或焊剂受潮，或未按规定进行烘干；焊条药皮变质，脱落，或因烘干温度过高而使药皮中烘干；焊条药皮变质，脱落，或因烘干温度过高而使药皮中部分成分变质失效；焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，焊剂中混部分成分变质失效；焊芯锈蚀，焊丝清理