Come vengono saldati i giunti di isolamento in acciaio?

I giunti isolanti sono utilizzati principalmente per la protezione della tenuta di oleodotti e gasdotti e per prevenire la corrosione elettrochimica. Sono composti principalmente da giunti corti, flange in acciaio, anelli di fissaggio, guarnizioni, piastre isolanti, manicotti isolanti e materiali isolanti di riempimento. Le guarnizioni possono essere di tipo O-ring, U-ring e composite "O-shaped + U-shaped", anche se la struttura di tenuta è diversa, ma hanno lo stesso principio di tenuta. Il principio di tenuta è il seguente: l'anello di tenuta, sotto l'azione del precarico esterno, produce una deformazione elastica e la forza di tenuta necessaria a garantire che il fluido nella tubazione non sia disperso. Di seguito è riportato un esempio di giunto isolato X80 DN1200 PN120 per illustrare il processo di saldatura.

Il materiale del giunto isolante in questo esperimento è API 5L X80 e la dimensione è di 1 219 mm×27,5 mm. Il materiale del corpo principale in acciaio forgiato a pressione (flangia, anello fisso) è F65, classe Ⅳ; la parte di tenuta è costituita da un anello di tenuta a forma di U in gomma al fluoro, che ha le caratteristiche di tenuta affidabile, basso assorbimento d'acqua, elevata resistenza alla compressione, buona elasticità e isolamento elettrico. Il materiale della piastra isolante ha forti prestazioni di isolamento elettrico, resistenza alla penetrazione dei fluidi e basso assorbimento d'acqua. La flangia forgiata è conforme alla norma ASTM A694 per i requisiti di F65 C, Mn, P, S e carbonio equivalente, indice di resistenza alle cricche, durezza ed energia d'impatto. Dopo i test, la struttura metallografica è perlite + ferrite, struttura uniforme, nessuna segregazione, la granulometria media è di 8 gradi. La granulometria più fine garantisce un'elevata resistenza e tenacità dei forgiati.

Qualificazione della procedura di saldatura

Per la saldatura di questo prodotto, dopo il trattamento di rimozione delle tensioni, i test di trazione, piegatura, impatto, durezza, metallografia e analisi spettrale, i risultati sono conformi alle specifiche.

1. Scanalatura di saldatura

• In base alle proprietà del materiale e allo spessore delle pareti dei raccordi per tubi e delle flange, scegliere la forma e la dimensione della scanalatura appropriata, ovvero la scanalatura a doppia V
• Quando si progettano le dimensioni e il tipo di scanalatura di saldatura, si considera l'influenza dell'apporto di calore della saldatura sulle prestazioni degli elementi di tenuta e si adotta un apporto di calore inferiore per garantire che l'anello di tenuta in gomma vicino alla saldatura non venga bruciato durante il processo di saldatura. La scanalatura a spazio ridotto è determinata in base alla nostra esperienza pluriennale nella saldatura di valvole a sfera interamente saldate.

2. Metodo di saldatura

Il metodo di saldatura è "saldatura ad arco di argon + saldatura ad arco sommerso di riempimento e copertura". In base al principio di selezione dei materiali di saldatura per gli acciai alto legati con diversi gradi di acciaio stabilito dal codice e dallo standard di saldatura dei recipienti a pressione, sono stati selezionati i materiali di saldatura corrispondenti al grado dell'acciaio F65, in grado non solo di garantire i requisiti di resistenza del materiale F65 e X80, ma anche di avere una buona tenacità.

Saldatura flangia-nipples

Le flange e i giunti dei tubi sono saldati mediante saldatura ad arco di argon e saldatura automatica ad arco sommerso. La saldatura ad arco di argon per la saldatura di supporto e la saldatura automatica ad arco sommerso per la saldatura di riempimento e copertura.

1. Apparecchiature di saldatura.

Saldatrice automatica ad arco sommerso: velocità 0,04 ~ 2r/min, campo di serraggio del pezzo Φ330 ~ Φ2 700mm, lunghezza massima del pezzo saldabile 4 500mm, profondità massima del cordone di saldatura 110mm, può sopportare il peso di 30t.

La saldatura ad arco sommerso presenta i vantaggi di una qualità di saldatura affidabile, di una bella formazione del cordone di saldatura, di un'elevata velocità di deposito e può essere ampiamente utilizzata nei giunti isolanti di grande diametro, nelle valvole a sfera interrate interamente saldate, ecc.

(2) Metodo di saldatura.

Metodo di saldatura GTAW+SAW. In primo luogo, utilizziamo la saldatura ad arco di argon per il supporto e il riempimento delle radici per garantire la fusione delle radici, quindi utilizziamo il metodo di saldatura automatica multistrato ad arco sommerso per completare il riempimento e la copertura.

Trattamento termico post-saldatura

Per ridurre le tensioni residue della saldatura e prevenire la criccatura o la deformazione da stress, è necessario procedere alla distensione e al rinvenimento dopo la saldatura. Per il trattamento termico vengono utilizzati un riscaldatore elettrico a corda di tipo SCD (lungo 18,5 m) e una centralina di controllo della temperatura di tipo LWK-3×220-A. La termocoppia blindata di tipo K è stata scelta come strumento di misurazione della temperatura. La temperatura del trattamento termico è stata di 550℃ e il tempo di conservazione del calore di 2 ore.

Il materiale del giunto isolante in questo esperimento è API 5L X80 e la dimensione è di 1 219 mm×27,5 mm. Il materiale del corpo principale in acciaio forgiato a pressione (flangia, anello fisso) è F65, classe Ⅳ; la parte di tenuta è costituita da un anello di tenuta a forma di U in gomma al fluoro, che ha le caratteristiche di tenuta affidabile, basso assorbimento d'acqua, elevata resistenza alla compressione, buona elasticità e isolamento elettrico. Il materiale della piastra isolante ha forti prestazioni di isolamento elettrico, resistenza alla penetrazione dei fluidi e basso assorbimento d'acqua. La flangia forgiata è conforme alla norma ASTM A694 per i requisiti di F65 C, Mn, P, S e carbonio equivalente, indice di resistenza alle cricche, durezza ed energia d'impatto. Dopo i test, la struttura metallografica è perlite + ferrite, struttura uniforme, nessuna segregazione, la granulometria media è di 8 gradi. La granulometria più fine garantisce un'elevata resistenza e tenacità dei forgiati.

Qualificazione della procedura di saldatura

Per la saldatura di questo prodotto, dopo il trattamento di rimozione delle tensioni, i test di trazione, piegatura, impatto, durezza, metallografia e analisi spettrale, i risultati sono conformi alle specifiche.

1. Scanalatura di saldatura

• In base alle proprietà del materiale e allo spessore delle pareti dei raccordi per tubi e delle flange, scegliere la forma e la dimensione della scanalatura appropriata, ovvero la scanalatura a doppia V
• Quando si progettano le dimensioni e il tipo di scanalatura di saldatura, si considera l'influenza dell'apporto di calore della saldatura sulle prestazioni degli elementi di tenuta e si adotta un apporto di calore inferiore per garantire che l'anello di tenuta in gomma vicino alla saldatura non venga bruciato durante il processo di saldatura. La scanalatura a spazio ridotto è determinata in base alla nostra esperienza pluriennale nella saldatura di valvole a sfera interamente saldate.

2. Metodo di saldatura

Il metodo di saldatura è "saldatura ad arco di argon + saldatura ad arco sommerso di riempimento e copertura". In base al principio di selezione dei materiali di saldatura per gli acciai alto legati con diversi gradi di acciaio stabilito dal codice e dallo standard di saldatura dei recipienti a pressione, sono stati selezionati i materiali di saldatura corrispondenti al grado dell'acciaio F65, in grado non solo di garantire i requisiti di resistenza del materiale F65 e X80, ma anche di avere una buona tenacità.

Saldatura flangia-nipples

Le flange e i giunti dei tubi sono saldati mediante saldatura ad arco di argon e saldatura automatica ad arco sommerso. La saldatura ad arco di argon per la saldatura di supporto e la saldatura automatica ad arco sommerso per la saldatura di riempimento e copertura.

1. Apparecchiature di saldatura.

Saldatrice automatica ad arco sommerso: velocità 0,04 ~ 2r/min, campo di serraggio del pezzo Φ330 ~ Φ2 700mm, lunghezza massima del pezzo saldabile 4 500mm, profondità massima del cordone di saldatura 110mm, può sopportare il peso di 30t.

La saldatura ad arco sommerso presenta i vantaggi di una qualità di saldatura affidabile, di una bella formazione del cordone di saldatura, di un'elevata velocità di deposito e può essere ampiamente utilizzata nei giunti isolanti di grande diametro, nelle valvole a sfera interrate interamente saldate, ecc.

(2) Metodo di saldatura.

Metodo di saldatura GTAW+SAW. In primo luogo, utilizziamo la saldatura ad arco di argon per il supporto e il riempimento delle radici per garantire la fusione delle radici, quindi utilizziamo il metodo di saldatura automatica multistrato ad arco sommerso per completare il riempimento e la copertura.

Trattamento termico post-saldatura

Per ridurre le tensioni residue della saldatura e prevenire la criccatura o la deformazione da stress, è necessario procedere alla distensione e al rinvenimento dopo la saldatura. Per il trattamento termico vengono utilizzati un riscaldatore elettrico a corda di tipo SCD (lungo 18,5 m) e una centralina di controllo della temperatura di tipo LWK-3×220-A. La termocoppia blindata di tipo K è stata scelta come strumento di misurazione della temperatura. La temperatura del trattamento termico è stata di 550℃ e il tempo di conservazione del calore è stato di 2h.