管道焊接技术PDF电子书下载

目录 1

第1章　基础知识 1

1.1　焊接管道受力及质量因素 1

1.1.1　焊接管道接头类别和受力基本概念 1

1.1.2　影响管道焊接的质量因素 1

1.2　钢材金相组织 2

1.3.3　焊接区内的气体 3

1.3.2　磷 3

1.3.1　硫 3

1.3　影响焊缝金属的杂质和气体 3

1.4　钢材的焊接性 4

1.5　焊缝余高与应力集中 5

1.5.1　对接焊缝余高 5

1.5.2 T形接头焊缝余高 6

1.6　引弧板、引出板和包角焊 6

1.7　焊接热效率、热循环、线能量、预热温度和层间温度 7

1.7.1　焊接热效率 7

1.7.3　焊接线能量 8

1.7.2　焊接热循环 8

1.7.4　预热温度 9

1.7.5　层间温度 10

1.8　焊接接头剖析 10

1.8.1　熔合区 10

1.8.2　焊接热影响区的组织和性能 10

1.9.1 特点 12

1.9.2　特征 12

1.9　焊缝金属的结晶组织 12

1.8.3　热应变脆化区 12

1.9.3　焊缝金属二次结晶组织 13

1.10　焊接变形和焊接应力 13

1.10.1　焊接变形 14

1.10.2　影响焊接变形的因素 14

1.10.3　控制焊接变形的措施 15

1.10.4　焊接应力 15

1.11　焊接裂纹及其他缺陷的防止 16

1.11.1　热裂纹 16

1.11.2　冷裂纹和延迟裂纹 17

1.11.5　未焊透和未熔合 18

1.11.4　层状撕裂 18

1.11.3　再热裂纹 18

1.11.6　夹渣 19

1.11.7　气孔 19

1.11.8 咬边 19

1.11.9　一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级（GB 50205—2001） 20

1.12　焊接接头的质量控制 20

1.12.1　材料匹配 20

1.12.2　焊接工艺方法 20

1.12.4　加强焊前预热，控制层间温度 21

1.12.3　焊接线能量及焊接参数 21

1.12.5　焊接方法 22

1.12.6　尽量减少组装造成的焊缝残余应力 22

1.12.7　对焊缝余高和焊缝咬边不容忽视 22

第2章　管道金属材料 23

2.1　管道金属材料的选用 23

2.1.1　压力管道金属材料的特点 23

2.1.2　压力管道金属材料的选用 24

2.2 AFI标准和管线钢 27

2.3.1　低压和中压锅炉用无缝钢管（GB 3087—1999） 29

2.3　钢管 29

2.3.2　低压和中压锅炉用电焊钢管（YB 4102—2000） 30

2.3.3　低压液体输送用焊接钢管（GB/T 3091—2001） 30

2.3.4　锅炉用无缝钢管 33

2.3.5　结构用无缝钢管 41

2.3.6　石油、天然气输送管道用直缝焊管（GB/T 9711.1 1997） 54

2.3.7　石油、天然气输送管道用直缝焊管（GB/T 9711.2—1999） 55

2.3.8　石油、天然气输送管线用直缝焊管（API5L） 56

2.4.1　压力容器用钢板 57

2.4　钢板 57

2.3.9　钢管力学性能和化学成分 57

2.4.2　低温压力容器用低合金钢板（GB 3531—1996） 59

第3章　管道焊接技术标准 62

3.1　压力管道分类 62

3.1.1　压力管道的定义 62

3.1.2　压力管道分类、分级 63

3.1.3 中石化集团公司压力管道分类 63

3.1.4　管子系列标准 63

3.2.1　管道焊接常用标准 64

3.2　管道焊接常用标准 64

3.2.2　国外常用标准体系 65

3.3　压力管道焊接规范规程标准摘录 66

3.3.1 国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程［1999］154号（摘录） 66

3.3.2　钢制压力容器（GB 150—1998） 69

3.3.3 电力建设施工及验收技术规范（管道篇）（DL 5031—1994） 69

3.3.4　船舶压力管系的焊接（中国船级社《材料与焊接规范》1998） 70

3.3.5 工业金属管道工程施工及验收规范（管道加工、管道焊接）（GB 5023—1997） 72

3.3.6 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（管道焊接）（GB 50236） 76

3.3.7　输油输气管道线路工程施工及验收规范（SY 0401—1998） 82

第4章　焊管设备 87

4.1　手工电弧焊 87

4.1.1　手工电弧焊技术 87

4.1.2　手工电弧焊设备 88

4.2　埋弧自动焊 92

4.2.1　工艺参数 92

4.2.2　埋弧自动焊设备 93

4.3.3　氩弧焊分类 98

4.3.2　钨极氩弧焊的不足 98

4.3.1　钨极氩弧焊电弧的特点 98

4.3　钨极氩弧焊（TIG） 98

4.3.4　钨极氩弧焊的工艺参数 99

4.3.5　钨极氩弧焊引弧的三种方法 99

4.3.6　钨极端部形状和电源 99

4.3.7　氩弧焊的应用参数 100

4.3.8　手工钨极氩弧焊设备 100

4.4 MIG/MAG熔化极气体保护焊技术及设备 106

4.4.1 特点 106

4.4.2 MIG/MAG焊接工艺参数 107

4.4.3 MIG/MAG设备 109

4.5　二氧化碳气体保护焊 110

4.5.1 CO2气体保护焊特点 110

4.5.2 CO2气体保护焊熔滴过渡种类及特点 111

4.5.3　设备及组成系统 111

4.6　等离子弧焊技术及设备 112

4.6.1　概述 112

4.6.2　等离子弧焊设备 113

4.6.3　设备品种 113

4.7.1　气焊特点 114

4.7　气焊方法及设备 114

4.8　热切割及设备 116

4.8.1　气体火焰热切割 116

4.7.2　气焊操作方法 116

4.8.2　等离子弧切割 121

5.1.2　检验 126

5.1.5　钢材管理 126

5.1.4　堆放 126

5.1.3　复验 126

5.1.1　钢材订货 126

5.1　原材料管理 126

第5章　焊前准备 126

5.1.6　钢材发放 127

5.2　金工展开 127

5.2.1　展开原理 127

5.2.2　三种基本展开方法 127

5.3　号料 133

5.3.1　管道的中性层和下料计算 133

5.4　切割 134

5.3.2　符号 134

5.3.3　钢管最小弯曲半径及长度计算 134

5.4.1　各种切割方法的原理和特点 135

5.4.2　剪切 135

5.4.3　锯割 135

5.4.4　气割 136

5.4.5　等离子弧切割 137

5.5　边缘加工 138

5.5.1　坡口三要素 138

5.5.2　坡口加工 139

5.6　成形加工 145

5.6.1　卷板（滚圆） 145

5.6.2　管子、管件及管道附件的配制（《电力建设施工及验收技术规范》DL 5031—1994） 148

5.7　焊前技术准备 150

5.7.1　焊接工艺评定试验 150

5.7.2　对焊接技术人员的要求 150

5.7.3　对焊工的要求 150

6.1　概论 151

第6章　钢质管道焊接21法 151

6.2.1　电焊条 153

6.2　焊接材料 153

6.2.2　焊丝 160

6.2.3　焊剂 164

6.2.4　焊接材料选用 168

6.3　焊管技术 168

6.3.1　焊接操作基本技术 168

6.3.2　焊管方法与技术（21法） 170

6.3.3　钢管与法兰连接 189

6.4.1　焊缝外表质量检验 190

6.4　焊接管道检验 190

6.4.2　无损检测 191

6.4.3 业金属管射线照相检验和超声波检验（GB 50235—1997） 191

第7章　不锈耐热低温耐蚀钢管道焊接 194

7.1　概述 194

7.2　不锈钢特性 194

7.2.1　分类和牌号 194

7.2.2　不锈钢的特性 195

7.3.2　焊缝腐蚀、脆化及防止措施 198

7.3　不锈钢焊接特点 198

7.3.1　可焊性综述 198

7.4　奥氏体不锈钢管焊接 199

7.4.1　手工电弧焊 199

7.4.2　埋弧焊 207

7.4.3　钨极氩弧焊 210

7.4.4　熔化极氩弧焊 212

7.4.5　等离子弧焊 213

7.5.2　焊接特点 214

7.5.3　焊接方法与焊接材料 214

7.5　马氏体不锈钢板和钢管焊接 214

7.5.1　分类及特性 214

7.4.6　气焊 214

7.5.4　焊接工艺 215

7.6　铁素体不锈钢板和管焊接 216

7.6.1　焊接特点 216

7.6.2　焊接工艺 216

7.7.2　典型的铁素体-奥氏体双相不锈钢 217

7.7.1　铁素体-奥氏体双相不锈钢的特性 217

7.7　铁素体-奥氏体双相不锈钢板及钢管的焊接 217

7.7.3　三种双相不锈钢的焊接特点 218

7.8　不锈钢管焊接工程实例 218

7.8.1 00Cr20Ni18Mo6CuN耐蚀不锈钢焊接 218

7.8.2　耐腐蚀性能 219

7.8.3　加工性 219

7.8.4　材料的焊接性 219

7.8.5　不锈钢厚壁容器用埋弧自动焊焊接 220

7.8.6　不锈钢中板炉体埋弧自动焊 221

7.8.7　不锈钢导管环缝焊接 222

7.8.8　二氧化碳药芯焊丝焊接不锈钢管 223

7.8.9　等离子弧焊焊接不锈钢容器“乳化缸” 223

7.8.10　手工电弧焊焊接φ900mm×8mm不锈钢管道 224

7.8.11 TP321管材的焊接 225

7.9　耐热钢、低温钢、耐蚀钢钢管焊接 226

7.9.1　耐热钢钢管焊接 226

7.9.2　珠光体耐热钢焊接特点及工艺要点 226

7.9.3　奥氏体型耐热钢焊接特点及工艺要点 232

7.9.6　耐热钢管焊接实例 233

7.9.4　马氏体型耐热钢焊接 233

7.9.5　铁素体耐热钢焊接 233

7.9.7　低温用钢的焊接 235

7.9.8　耐蚀钢焊接 240

7.9.9　工程实例——耐腐蚀合金钢管MoNAl400的焊接 241

8.2　高频直缝电阻焊钢管 243

8.2.1　高频电阻焊 243

8.2.2　高频感应焊 243

8.1 概述 243

第8章　焊接制管 243

8.2.3　高频焊特点 244

8.2.4　高频直缝电阻焊钢管生产 244

8.2.5　高频焊应用范围 244

8.2.6　高频电阻焊焊接速度 244

8.3　钢管生产工艺流程及主要特点 244

8.4　螺旋缝埋弧焊管 246

8.4.1 焊接材料 246

8.4.4　可能出现的质量问题分析 248

8.4.3 关于螺旋焊管生产标准（GB/T 9711.1—1998规定） 248

8.4.2　旋转口埋弧焊工艺参数 248

8.5　直缝埋弧焊钢管 250

8.5.1 国外制管工业发展 250

8.5.2　我国直缝埋弧钢管 250

8.5.3　大口径直缝埋弧钢管生产线（巨龙直缝埋弧焊管生产线） 250

第9章　长输管道焊接技术 253

9.1　长输管道焊接技术发展概论 253

9.1.1　管材钢级现状与发展趋势 253

9.1.2　焊接制管工艺（管型） 254

9.1.3　管道钢管规格（管径和长度） 255

9.2　前苏联长输管道焊接 256

9.2.1　焊前准备及对接口组装 256

9.2.2　管子焊接站的焊接工作 258

9.2.3　双面埋弧自动焊工艺 261

9.2.4　在线路工地上管道手工电弧焊的设备及技术工艺 262

9.3.1 大口径钢管弯管的制作 265

9.3.2 X80管道的试压 265

9.3　德国、加拿大天然气输送管道的施工技术 265

9.3.3　焊缝检测 266

9.4　我国长输管道焊接工程 266

9.4.1　西气东输工程 266

9.4.2　药芯焊丝半自动焊焊长输油管 271

9.4.3　上向与下向复合焊接工艺焊接长输大直径厚壁水管 272

10.1.4　提高焊接质量的工艺措施 274

10.1.3　钛制品的焊接特点 274

10.1.2　钛材特点 274

10.1.1　钛及钛合金分类 274

10.1　钛合金管焊接 274

第10章　钛镍铝铜管焊接 274

10.1.5　钛的焊接方法 275

10.1.6　钛及钛合金焊接工艺 276

10.1.7　钛及钛合金管道焊接工艺 277

10.1.8　焊接实例 278

10.2　镍管焊接 279

10.2.1　镍及镍合金的焊接性能 279

10.2.2　镍及镍合金手工焊接工艺 280

10.2.4　实例——Ni200纯镍管道焊接 281

10.2.3　钨极氩弧焊 281

10.3　铝及铝合金管道的焊接 282

10.3.1　铝及铝合金焊接特点 282

10.3.2　焊接工艺 283

10.3.3　管道焊接 285

10.4　铜及铜合金管焊接 286

10.4.1　分类及牌号 286

10.4.2　焊接材料 287

10.4.3　铜及铜合金可焊性分析 288

10.4.4　焊管要领 291

第11章　塑料管道的焊接 292

11.1　概述 292

11.2　塑料管道的特点 293

11.3　塑料管道的规格尺寸 294

11.4　塑料管道的连接技术 297

11.4.1　热熔对接焊和电熔焊 297

11.4.2　热熔承插焊 297

11.4.3　机械连接 297

11.5　塑料管道焊接的机理 298

11.6　热熔对接焊 299

11.6.1　热熔对接焊的基本过程与参数 300

11.6.2　影响热熔对接焊接头性能的因素 302

11.6.3　热熔对接焊接头的焊接性能分析 303

11.6.4　热熔对接焊机的分类及其特点 304

11.6.5　热熔对接焊机的使用 307

11.6.6　热熔对接焊机的故障分析 308

11.6.7　焊接接头的基本要求 309

11.7.2　电熔焊管件 310

11.7.1 电熔焊的基本过程 310

11.7 电熔焊 310

11.7.3　电熔焊的控制方式 311

11.7.4　电熔焊接过程分析 312

11.7.5　影响电熔连接接口质量的几个因素 314

11.7.6　电熔焊机的特点及性能 315

11.7.7　电熔焊机的使用 316

11.8　施工辅助工具 316

附录　锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 318

参考文献 338