[发明专利]一种三通焊接工艺可靠性验证试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气输送设备技术领域，尤其是涉及一种三通焊接工艺可靠性验证试验方法。

背景技术

三通(如图1所示)种类按照不同形式可大致分为焊制三通、挤压三通、锻造三通和铸造三通4类。铸造三通容易形成沙眼等铸造缺陷，且铸钢焊接性能差，主要用于非高压工矿条件；焊制三通对焊接技术的要求很高，角焊缝处易形成焊接缺陷，内在质量的控制有待于现有检测技术的进一步发展和提高，且主、支管想连接处的焊缝对弯曲应力特别敏感，高压条件下使用存在较大的质量风险；锻造三通的结构部连续，应力分布不均，加工耗材高，费时且成本高；热挤压三通的外形变化平缓，壁厚分布均匀无突变，整体强度高，应用范围较为广泛。

高强度大口径热拔三通由于受到无缝钢管生产外径尺寸较小的限制，通常使用宽厚板生产。三通在生产成型中，首先由厚度合适的板材卷曲成管，然后焊接成三通毛坯管，再将毛坯管经压扁、反复热鼓包、开孔和拉拔成型，再进行整形得到所要求的支管形状与尺寸，最后再对三通进行合适的整体热处理，从而得到组织均匀、性能优良的高强度、高韧性三通。典型的三通成型工艺如图2所示。

三通在油气长输管道使用中受力状态复杂，不仅承受内压、还要受到弯矩、扭矩和轴向力的作用，并且生产难度大，影响质量和性能的因素多，所以三通质量的好坏及承载能力高低直接影响整个管道系通的安全运行，因此在三通的生产制造检验标准中除对三通的选材、产品技术指标、检验试验程序等均有严格的要求外，在产品正式生产之前，要求制造厂应该按照相关规定进行单根三通的制造工艺评定试验，工艺评定工作通过后还需再进行小批量三通试制，生产合格后方可进行首批生产。据调查，目前长输管道用的X70/X80等高强度大口径三通单件重量达2.5～4吨，按照规定完成相应的工艺评定试验，在确保每种产品一次试制100％成功的情况下，仅原材料投入、工厂试制及试验等直接资本投入不少于40万元，而实际大多数管件制造公司成功完成一种这类高强度三通新产品所花费的成本均在200万元左右，其中增加的相当一部分投入多集中在三通纵焊缝技术攻关方面。

焊缝质量受到焊接材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接人员等各种因素的影响，焊缝中可能出现未焊透、未熔合、气孔、咬边以及裂纹等缺陷，尤其是对于生产大口径三通所用的厚板，不仅焊缝焊接技术要求高，同时，要求焊缝在三通反复热成型后，其强韧性指标必须满足三通产品标准的要求，这对X70/X80等高强度大口径三通制造在技术和成本控制两方面是一个挑战。

由图2可知，三通制造不仅工艺流程较长，较为复杂，且需要消耗大量的时间、能源，因此，三通焊接质量至关重要，在进行工艺可靠性评定时，只要焊接工艺稍不合适则可能会导致工艺评定不合格，进而需要重新选择焊接材料、调节焊接参数，重新进行三通制造，这样会造成大量资金浪费。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型的三通焊接工艺可靠性验证试验方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种三通焊接工艺可靠性验证试验方法，包括步骤如下：

步骤1，焊接三通制造用的毛坯管，则在所述毛坯管上形成毛坯焊接焊缝；

步骤2，通过电弧气刨在所述毛坯管上加工不少于两组的试验用焊接坡口；

步骤3，然后使用不同于步骤1中的焊接工艺对各组所述试验用焊接坡口进行焊接，形成试验用焊缝；并且每组所述试验用焊接坡口之间也使用不同的焊接工艺进行焊接；

步骤4，待三通制造检验完成后进行评定时，对每个所述试验用焊缝分别进行焊接工艺的试验评定；

步骤5，试验结束后，从步骤4中评定的焊接工艺中，选择最为合适的焊接工艺为最终正式生产时的焊接工艺。

相邻所述试验用焊缝之间的间距为320mm以上。

在步骤4中，待三通制造检验完成后进行评定时，对每个所述试验用焊缝分别进行焊接工艺的试验评定，并且对所述毛坯焊接焊缝也进行焊接工艺的评定。

相邻所述试验用焊缝之间的间距为320mm以上，并且每个所述试验用焊缝与所述毛坯焊接焊缝的间距也为320mm以上。

所述焊接工艺包括焊接材料和焊接参数。

本发明的设计目的在于，为了避免在三通工艺评定试验中由于焊接参数、焊材等选择不当而造成焊缝质量不合格，有效降低因焊接问题而造成的三通试制成本投入。

本发明的有益效果可以总结如下：