Soluciones de junta de tubería soldadura de soldadura a tope

I. Principio técnico y diseño estructural

1. Soldadura a tope

Método de conexión: Alinee las caras finales de las dos tuberías directamente y fusione llenando la soldadura para formar una soldadura continua.

Características estructurales:

• La soldadura es consistente con el grosor de la pared de la tubería, no hay una estructura sobresaliente y la resistencia al flujo es pequeña.
• El surco (tipo V, tipo U o j-type) debe procesarse para garantizar la tasa de penetración.
• Especificación estándar: ASME B16.25 especifica la tolerancia dimensional y los requisitos de tratamiento de superficie de la ranura de soldadura a tope.

2. Soldadura

Método de conexión: Inserte la tubería en el ajuste de la tubería con un zócalo (como una válvula o una camiseta), y suelde la soldadura del filete a lo largo del borde exterior del ajuste de la tubería.

Características estructurales:

• Hay un espacio de expansión de 1.6 mm entre la tubería y el ajuste de la tubería (requisito de ASME B31.3).
• La soldadura se encuentra entre la pared externa de la tubería y el zócalo de la tubería ajustado para formar un bloqueo mecánico.

Especificación estándar: ASME B16.11 define la serie de grado de presión y tamaño de los accesorios de tubería de soldadura de enchufe.

II. Comparación de los requisitos del proceso y los procedimientos de operación

1. Proceso de construcción de soldadura a tope

Procesamiento de ranuras:

• Use una máquina de ranura para cortar una ranura en forma de V (ángulo 60 ° ± 5 °, borde contundente 1.6 mm).
• Limpie el aceite y el óxido a menos de 20 mm de las paredes interiores y exteriores del surco.

Asamblea y soldadura por manchas:

• Use una abrazadera para garantizar que la desviación de concentricidad de la tubería sea ≤1 mm, y fijola en 3 ~ 4 soldaduras en el punto.

Soldadura de múltiples capas:

• La soldadura base adopta el proceso de TIG (pureza de argón ≥99.99%), y la soldadura de llenado y la soldadura de cubierta se pueden seleccionar mediante SMAW o GMAW.
• La temperatura de la capa intermedia se controla a 150 ~ 250 ℃ (acero al carbono) o ≤150 ℃ (acero inoxidable).

Tratamiento posterior a la soldado:

• Realice pruebas radiográficas 100% (RT) o pruebas ultrasónicas (UT) para eliminar defectos no fusionados o poros.

2. Proceso de construcción de soldadura de enchufe

Pretratamiento de tuberías:

• Corte la tubería a una tolerancia de longitud de ± 0.8 mm para garantizar que la profundidad de inserción cumpla con los requisitos.

Ensamblaje y posicionamiento:

• Inserte la tubería en el zócalo del ajuste de la tubería, dejando un espacio axial de 1.6 mm (para evitar el agrietamiento de la tensión térmica).

Soldadura de soldadura de filete:

• Use el proceso SMAW o GTAW para soldar 1 ~ 2 soldaduras alrededor de la boca de la tubería.
• La altura de la pata de soldadura debe ser ≥1.09 veces el grosor de la pared de la tubería (regulaciones ASME B31.3).

Inspección y aceptación:

• Inspección visual (VT) para verificar la continuidad de la soldadura y realizar pruebas de penetración (PT) si es necesario.

III. Comparación del desempeño central y la eficiencia económica

IV. Análisis de escenarios de aplicaciones de la industria

1. Aplicaciones típicas de soldadura a tope

Tuberías de petróleo y gas a larga distancia:

Requisitos: Existir alta presión (≥10mpa), resistir la corrosión por estrés por sulfuro de hidrógeno.

Solución: Pipelina de grado de acero X65 + surco en forma de U, soldadura de múltiples pasos con tratamiento térmico posterior a la solilla (PWHT).

Potencia nuclear Tubería de vapor principal:

Requisito: fuga cero, resistencia a la fatiga térmica.

Solución: Acero inoxidable austenítico + soldadura orbital automática, detección de defectos radiográficos al 100%.

2. Aplicaciones típicas de soldadura de socket

Tubería de presión del instrumento químico:

Requisito: Diámetro de la TUBERÍA pequeña (DN15 ~ 25), fácil de desmontar y calibrar.

Solución: Válvula de soldadura de acero inoxidable 316L + soldadura blindada por gas de soldadura de filete.

Barco Sistema de agua de lastre:

Requisito: instalación rápida, resistencia a la vibración.

Solución: tubo de acero galvanizado con brida de soldadura de zócalo, recubrimiento de anticorrosión epoxi después de la soldadura.

V. Factores clave para la decisión de selección

Presión y temperatura del sistema:

• Alta presión y alta temperatura (P≥5MPA, T≥200 ℃) dan prioridad a la soldadura a tope.
• Los sistemas de temperatura medianos y de baja presión y normales pueden considerar la soldadura del enchufe para reducir los costos.

Diámetro de la tubería y restricciones de espacio:

• Cuando el diámetro de la tubería está por debajo de DN80 y el espacio de instalación es estrecho, la soldadura del socket es más fácil de operar.
• Para diámetros de tubería grandes (≥DN150), se debe utilizar la soldadura a tope para garantizar la resistencia estructural.

Requisitos de mantenimiento e inspección:

• Para las tuberías que necesitan ser desmontadas y reparadas con frecuencia (como los sistemas de muestreo), la soldadura del enchufe es más económica.
• Para tuberías que involucran medios altamente tóxicos o radiactivos, la estructura de penetración completa de la soldadura a tope es más segura.

VI. Problemas y soluciones comunes

1. Defectos típicos de soldadura a tope

Penetración incompleta: ajuste el ángulo de la ranura o aumente la corriente de soldadura para garantizar la fusión de la raíz.

Grietas de la zona afectada por el calor: controle la temperatura entre capas, el enfriamiento lento después de la soldadura o realice el tratamiento térmico de alivio del estrés.

2. Defectos típicos de la soldadura de socket

Brecha insuficiente: consulte con un indicador antes de la instalación para garantizar un espacio de expansión de 1.6 mm.

La soldadura no está llena: aumente el número de soldaduras o use un electrodo de mayor diámetro.

VII. Estándares de la industria y requisitos de cumplimiento

ASME B31.3: especifica los estándares de evaluación e inspección del proceso para la soldadura a tope y la soldadura de enchufe.

API 570: requiere la inspección del grosor de la pared de las tuberías soldadas en el tope cada 5 años, y la soldadura del enchufe debe centrarse en verificar la corrosión de las soldaduras de filete.

ISO 15614-1: Requisitos de certificación para especificaciones de procedimientos de soldadura (WPS).

VIII. Tendencias de desarrollo futuras

Soldadura automatizada: El sistema robótico de soldadura a tope mejora la eficiencia de construcción de tuberías de gran diámetro con una precisión de ± 0.2 mm.

Tecnología sin argón: El cable con copa de flujo reduce la dependencia de la protección del gas durante la soldadura a tope.

Detección inteligente: Sistema de monitoreo de calidad de soldadura en tiempo real impulsado por IA (como Olympus Omniscan X3).