.........目錄任務： 21、前言 22、管壁壁厚的計算 33、L245管線鋼的結構及材質分析 43.1產品結構及材質分析 43.1.1、產品結構（詳見工藝草圖） 43.1.2、材質性質分析 44、L245管線鋼的成型設計 55、焊接方法與設備的選擇 55.1焊接方法的選擇 55.2焊接設備的選擇 66、焊接材料及焊接規(guī)（詳見焊接工藝卡） 66.1焊接材料的選擇 66.1.1焊絲的選擇 76.1.2焊條直徑規(guī) 76.1.3焊接電流的選擇 86.1.4焊接電壓的選擇 86.1.5焊接速度的選擇 86.1.6焊縫坡口的設計 87、焊前準備及輔助設備 87.1、焊前準備 87.1.1坡口的制備 97.1.2焊材的準備 97.2焊接輔助設備 98、熱處理分析及工藝分析[5] 99、焊接檢驗 109.1焊接檢驗主要方面 109.1.1焊前 109.1.2施焊過程中 109.1.3焊后 1010、心得體會 11參考文獻： 12壓力管道焊接工藝課程設計說明書課程設計題目：壓力管道焊接工藝設計任務分析：本次課程設計是通過分析L245鋼的化學成份和及其相關性能，對所給材料在制造輸油管道過程中的焊接性能進行了重點思考。管道在制造時可采用直焊縫焊接方式，所選用的焊接方法為埋弧自動焊。根據有關的數據依據，制定了合理的焊接工藝，并分析工藝的合理性，同時還要求闡述焊接前的準備工作、焊接中的注意事項以及焊后的檢驗處理工作以保證獲得質量好的焊縫。具體任務有以下幾點：分析L245管線鋼鋼管在石油天然氣運輸中的運用。根據工作壓力為5MPa，工作溫度為-10~80℃計算管道壁厚，工質為原油。選擇焊接方法以及工藝分析（單件生產，批量生產），設備、選定焊材，確定焊接規(guī)等。焊前準備、焊后熱處理以及焊接輔助設備等。寫出自己在課程設計過程中的心得體會。1引言管道運輸是用管道作為運輸工具的一種長距離輸送液體和氣體物資的輸方式，是一種專門由生產地向市場輸送石油、煤和化學產品的運輸方式，也是油、氣集輸和儲運焊接工程中的重要組成部分。管道運輸不僅運輸量大、連續(xù)、迅速、經濟、安全、可靠、平穩(wěn)以及投資少、占地少、費用低，并可實現自動控制。隨著石油，天然氣的開發(fā)力度增大，管道的建設將向著長距離、大規(guī)模、高壓、大口徑、多樣化的方向發(fā)展，這也使管道在考慮工質壓力，溫度，自然環(huán)境，人為因素的條件下，對管道的制造提出了更高的要求。焊接是管道制造過程中最重要的工序之一，它決定了管道的抗裂強度，使用壽命等。要做好管道制造過程中的焊接工作，保證產出的管道滿足高要求，合理的選擇焊接材料，正確的制定焊接工藝是相當重要的。2管壁壁厚的計算 材質：L245、工作壓力為5MPa、工作溫度：-10~80℃根據石油天然氣輸送管道直焊縫焊管（GB/T9711.1——1997）公稱外徑壁厚理論質量試驗壓力/mpamm管體公差/mm允許公差kg/mL210L245L290L230323.9-0.755.2+1540.874.05.643.975.56.410.811.97.961.513.3可以得到該管道的外徑D1為323.9mm，壁厚為5.6mm徑為318.3mm鋼管壁厚校核：對壓力管道來說，大多數都屬于薄壁管子，故當S<D/6或P/σt≤0.385時，受壓直管理論壁厚計算公式可按下式計算: PχD S=———————+C1+C22χσtχФ+P式中P——設計壓力，5MPa；D——管子外徑，323.9mm；S——管子的理論計算壁厚，mm；σt——設計溫度下材料的許用應力，158MPa;Ф——焊縫系數。對單面焊直焊縫鋼管，Ф=0.85；C1——腐蝕余量，3.2mm；C2——管子壁厚負偏差。-1.mm計算得到5χ323.9 S=———————+3.2-12χ158χ0.85+5可以得到S=7.9mm3L245管線鋼的結構及材質分析3.1產品結構及材質分析3.1.1、產品結構323.9mm316mm323.9mm316mm圖3.1L245鋼直焊縫管道結構圖外徑D1為323.9mm，壁厚為7.9mm徑為316mm的L245管線鋼。產品為直焊縫。3.1.2、材質性質分析（1）、化學性能分析表3.1鋼的化學成分(質量分數)%[1]鋼號CSiMnPSL2460.0220.014（2）、材質的力學性能分析表3.2X70,L245鋼的力學性能[2]鋼號σs/Mpaσb/Mpaδ5/%沖擊吸收功(-20℃)/JL2453804852256

（3）、焊接性的分析L245是一種優(yōu)質非合金鋼,GB/T9711.2標準規(guī)定的碳當量為0142,實際碳當量為0123,供貨的狀態(tài)是正火,組織為鐵素體加珠光體,無脆硬傾向,焊接性較好。該次工藝評定的壁厚圍為11mm,厚度不大,考慮施工方便及經濟性,一般對于單純L245-L245的焊接接頭焊前無預熱要求。綜合考慮這種鋼的焊接冷裂紋敏感性,為了保證良好的焊接接頭質量,避免焊接冷裂紋的產生,確定預熱溫度為100℃,層間溫度為100～150℃.4L245管線鋼的成型設計直縫埋弧自動焊按其成型方式主要分為UOE、REB、JCOE和HU-METAL四種。4.1、直焊縫埋弧焊分類（1）、UOE焊管的成型工藝是，將鋼板首先在成型機壓成U型，然后彎曲成O型，最后進行冷擴徑。（2）、REB焊管是將鋼板通過彎曲成型，如同容器的筒節(jié)成型，焊后進行擴徑，得到所需要的尺寸的鋼管。（3）、JCEO焊管是將鋼板按照J型-C型-O型的順序成型，然后進行擴徑。（4）、HU-METAL焊管成型采用成型棒滾壓法在成型機上進行鋼管成型。由于題目要求L245鋼的口徑較小，所以選擇直焊縫焊接。4.2、HU-METAL焊管成型的工藝流程鋼板→切邊→鋼板送入鉗口→變成J型→松開鉗口→J型鋼板送入鉗口→變成O型→松開鉗口，升起芯棒→點焊→外焊→平管端→檢查和非破壞性檢驗→成品5焊接方法與設備的選擇5.1、焊接方法的選擇直縫埋弧焊管的成型和焊接是分開進行的。焊接分為預焊焊接和埋弧焊焊接兩道工序。①預焊焊接。預焊是將管坯沿全長進行“潛焊”。預焊時管坯被固定在設有焊縫壓縮機構的型套或型框。預焊不需要很大的熔深和容量，但必須保證質量。預焊后的焊道在焊接時一般不清理掉。預焊多采用CO2+Ar氣體保護自動焊或手工電弧焊。②埋弧焊焊接。預焊后的埋弧焊在專用的焊接裝置上進行。直縫埋弧焊鋼管的焊接方式有兩種。一是將鋼管固定，電焊機的焊頭移動；另一種是將焊機的焊頭固定，管坯沿直線移動。大多數采用焊頭固定，管坯沿直線移動的方法。由于課題要求管道壁厚為7.9mm，屬于薄板，預焊選擇手工電弧焊。5.2焊接設備的選擇①預焊的焊接設備選擇：管壁較薄所以選擇手工電弧焊為預焊方法②埋弧焊焊接設備的選擇：根據板厚為7.9mm，確定焊接電流為550~600A，電壓為33~38V，選擇焊機型號為MZ2-1500焊機，[3]其參數如下表：表5.1MZ2-1500焊機的參數項目送絲方式焊機結構特點焊接電流焊絲直徑送絲速度焊接速度焊接電流種類基本參數等速送絲懸掛式自動機頭400~15001.6~247.5~37522.5~187直流或交流6焊接材料及焊接規(guī)（詳見焊接工藝卡）6.1、焊接材料的選擇6.1.1焊絲的選擇為保證焊接接頭的強韌性,采用H08MnNiMoA型焊絲[4]，采用CHF602型焊劑。其中焊絲以及焊劑的化學成分如下表：表6.1H08MnNiMoA型焊絲的化學成分型號CSiMnCrMoNiSPH08MnNiMoA≤0.10≤0.251.20-1.60≤0.200.30-0.50≤0.30≤0.03≤0.30表6.2CHF602型焊劑（%）型號堿度SIO2（%）MgO（%）Al2O3（%）CaF（%）BaCo3（%）用途CHF6023.0-3.2SIO28-12MgO24-30Al2O38-1220-2538-21后壁壓力容器6.1.2焊條直徑規(guī)板厚為2-8mm，焊接位置為平焊，熔滴過渡形式為短路過度，應采用的焊絲直徑為1.0-1.2mm。此處如果選擇焊絲直徑為2.0mm，電流相同時，隨著焊絲直徑的減少，熔深要增加。6.1.3焊接電流的選擇焊接電流的作用是溶化焊絲和工件，同時也是決定熔深的決定因素。焊接電流隨著焊絲直徑和過渡形式的不同而發(fā)生變化，電流選擇圍為500-700A。6.1.4焊接電壓的選擇電弧電壓是焊接一個重要的參數。電弧電壓的大小決定著電弧的長短和熔滴過渡形式，它對焊縫的成型，飛濺、焊接缺陷以及力學性能有有很大的影響。電弧電壓對焊接過程及金屬間的冶金反映起著比焊接電流更大的作用，且隨著焊接直徑的減小，電壓的影響程度不多增大。6.1.5焊接速度的選擇焊接速度主要根據根據生產率和焊接質量。速度大，保護變差，同時是冷卻速度增加，使焊縫塑性降低，切不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷。焊接速度過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻且焊縫粗大。在實際生產過程中一般不超過0.5m/min6.1.6焊縫坡口的設計坡口型式及參數不僅直接影響到焊接結構的生產成本,而且將直接影響到焊接質量。坡口角度的作用是使電弧能深入焊縫根部,滿足操作要求,保證焊縫根部焊透。間隙的尺寸要合適,太小則不易焊透,太大則容易燒穿。鈍邊是保證第一層能焊透,同時又防止燒穿。本處的焊縫坡口設計為V型。（詳見工藝圖）6.1.7焊縫位置的選擇見工藝圖紙7焊前準備及輔助設備7.1、焊前準備7.1.1坡口的制備將每個待焊邊加工成半V型（或單邊J型坡口），如下圖所示。然后將坡口及附近外表面20mm圍的油污、水分、鐵銹等打磨干凈，露出金屬光澤。將管子放在滾架上，根部間隙控制在1.5—2.5mm之間，高低平整，不要出現錯邊。V型坡口示意圖7.1.2焊材的準備焊絲在150℃烘干2小時，焊劑烘干消除水分，烘干時間與溫度由焊劑生產廠家規(guī)定。7.2焊接輔助設備焊接夾具、工件變位設備、焊機變?yōu)樵O備、焊縫成形設備、焊劑回收輸送設備。[5]8熱處理分析及工藝分析[5]8.1根據母材的化學成分、焊接性能、厚度、焊接接頭的拘束程度、容器使用條件和有關標準綜合確定是否需要進行焊后熱處理。8.2.1調質鋼焊后熱處理應低于調質處理時的回火溫度。8.2.2不同鋼相焊時,焊后熱處理規(guī)應按焊后熱處理溫度要求較高的鋼號執(zhí)行,但溫度不應超過兩者中任一鋼號的下臨界點AC非受壓元件與受壓元件相焊時,應按受壓元件的焊后熱處理規(guī).8.2.4采用電渣焊焊縫、焊后必須進行正火+回火的熱處理.8.3.對有再熱裂紋傾向的鋼,在焊后熱處理時應注意防止產生再熱裂紋.8.4奧氏體高合金鋼制壓力容器一般不進行焊后消除應力熱處理.8.5焊后熱處理應在補焊后和壓力試驗前進行.8.6應盡可能采取整體熱處理.當分段熱處理時,熱重疊部份長度至少為1500mm,加熱區(qū)以外部份應采取措施,防止產生有害的溫度梯度.8.7補焊和筒體環(huán)縫采取局部熱處理時,焊縫每側加熱帶寬度不得小于容器厚的2倍;接管與容器相焊整圈焊縫熱處理時,加熱帶寬度不得小于殼體厚度的6倍加熱區(qū)以外部位采取措施,防止產生有害的溫度梯度.8.8焊后熱處理工藝8.8.1焊件進爐時爐溫度不得高于400℃.8.8.2焊件升溫至400℃后,加熱區(qū)升溫速不得超過5000/δ℃/h(δ厚度,mm),且不得超過200℃/h,最小可為50℃/h.8.8.3焊件升溫期間,加熱區(qū)任意長度為5000mm的溫差不得大于120℃8.8.4焊件保溫期間,加熱區(qū)最高與最低溫度之差不宜大于65℃.8.8.5升溫和保溫期間應控制加熱區(qū)氣體,防止焊件表面過度氧化.8.8.6焊件出爐時,爐溫不得高于400℃,加熱區(qū)降溫速度不得超過6500/δ℃/h,且不得超過260℃/h.最小可為50℃/h.8.8.7焊件出爐時,爐溫不得高于400℃,出爐后應在靜止的空氣中冷卻.9焊接檢驗9.1焊前（1）焊接材料的選擇 （2）焊接設備、儀表、工藝裝備;（3）焊接坡口、接頭裝置及清理;（4）焊工資格;（5）焊接工藝文件.9.2施焊過程中（1）焊接規(guī)參數;（2）執(zhí)行焊接工藝情況;（3）執(zhí)行技術標準情況;（4）執(zhí)行圖樣規(guī)定情況.9.3焊后（1）實際施焊記錄;（2）焊縫外觀及尺寸;（3）后熱、焊后熱處理;（4）產品焊接試板、焊接工藝紀律檢查試板;（5）無損檢驗;（6）致密性試驗.10心得體會這次課程設計我的題目是壓力管道焊接工藝設計，對于即將進入單位工作的我有著很重大的意義，不僅是對四年大學所學的總結，也為即將到來的畢業(yè)設計熱身，更是一種將知識融入實踐的過程，為將來工作做一些鋪墊。所以在拿到題目的時候就引起了我足夠的重視。下定決心做好這次課程設計。在準備階段，我和我小組的成員查閱了多本資料，如《管道設備與技術》、《管道焊接技術》、《焊接技術手冊》以及一些要用到的國家標準等等。認真的記錄下課程設計所需要的數據，方法及一些工藝參數。通過這一學習階段，拓寬了我的知識面，并對我所學的專業(yè)課進行了一次查漏補缺。在設計階段，認真思考，共同協(xié)作，將所學的知識以及查閱的資料通過大腦的轉換落實到一頁頁的設計說明書和一圖表上，很好的將理論知識豐富到具體的生產設計中。當然這個階段是最困難的，我遇到了很多問題，但通過老師的講解，同學的幫助，自己的學習化解了這些困難。完善階段就是將思考成熟