[发明专利]用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法

权利要求书

1.一种用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)收集碳钢支管焊缝的原始数据，并根据收集的原始数据对堆焊结构进行设计，确保堆焊结构满足结构强度和结构完整性对堆焊修复结构尺寸要求，包括：

堆焊结构承载焊缝有效厚度大于结构强度设计要求的最小厚度；

堆焊厚度应满足压力所引起的总体一次薄膜应力强度的限制要求；

缺陷深度小于堆焊后的壁厚的75％；

堆焊厚度应满足根据净截面塌陷理论及极限载荷准则计算的最小计算厚度要求；

堆焊长度应保证应力能在管道和堆焊层中重新分布，以满足一次局部和弯曲应力和二次峰值应力的限制；

当焊接材料为镍基合金时，堆焊层的边缘过渡角应不大于30°，当焊接材料为奥氏体不锈钢或碳钢时堆焊层的边缘过渡角应不大于45°；

2)按照设计的堆焊结构对碳钢支管焊缝进行堆焊修复，施焊时焊道搭接量为40％～70％；有效堆焊层数不少于两层，第一层为打底焊道，后续层焊道在第一层打底焊道上依次叠加并全部位于第一层打底焊道上方，不可接触碳钢基体，在第一层的边缘焊道上方采用增加堆焊焊道方式增强对边缘焊道的回火效应；堆焊修复时的道间温度不超过250℃，前三层的焊接热输入不超过2.5kJ/mm，且前三层的热输入为逐层增大。

2.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)按照设计的堆焊结构对碳钢支管焊缝进行堆焊修复前，先对焊缝开展预处理，包括通过锤击和/或熔敷密封焊道对贯穿性裂纹进行密封。

3.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)堆焊修复时采用钨极惰性气体保护电弧焊施焊。

4.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)堆焊修复时，对于应力腐蚀开裂敏感性低的场合堆焊碳钢材料，对于应力腐蚀开裂敏感性适中且对焊接性要求较高的场合堆焊不锈钢合金材料，对于应力腐蚀开裂敏感性较高或异种金属焊缝的场合堆焊镍基合金材料。

5.根据权利要求4所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：当堆焊碳钢材料时，焊接材料选用与母材强度级别相匹配的焊材；当堆焊不锈钢合金材料，首先采用ER309L焊材堆焊一层过渡层，然后采用ER316L焊材堆焊后续层；当堆焊镍基合金材料，手工焊时选用ERNiCr-3，机械焊时选用ERNiCrFe-7/7A。

6.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)堆焊修复时采用顺序焊方式施焊，采用“从支管侧依次施焊至主管侧”或“从主管侧依次施焊至支座侧”的施焊方向；其中，当主管壁厚不超过5mm时，采用“从支管侧依次施焊至主管侧”以控制堆焊后的主管变形。

7.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)堆焊修复时首层选用不超过1.6mm规格的焊丝。

8.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)中，当待焊部件温度低于5℃，或环境温度低于-10℃时，不允许施焊。

9.根据权利要求1所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤2)堆焊修复时为环向360°整圈熔敷，如马鞍型部位无法整圈堆焊，则马鞍型部位先进行局部施焊。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：所述步骤1)收集的碳钢支管焊缝的原始数据包括支管焊缝结构尺寸信息、支管焊缝的缺陷相关信息和支管焊缝运行工况信息。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其特征在于：还包括焊接前、焊接过程中、焊接后的质量检验工序。