Quy trình hàn ống ở vị trí 1G, Flextec 650X SAW trên lớp lót STT và lớp hot Rapid X

MÔ TẢ CHUNG  

Công ty ABC là nhà chế tạo đường ống cung cấp cho ngành công nghiệp dầu khí (Oil&Gas). Hiện tại họ đã áp dụng hầu hết các giải pháp công nghệ hàn đường ống của Lincoln và rất hiệu quả. Giải pháp thông dụng đó là thực hiện lớp lót bằng quá trình hàn GMAW – STT (Surface Tension Transfer), tuy nhiên xưởng chế tạo ống của họ vẫn muốn có được một giải pháp thật năng suất cho hàn các lớp điền đầy (fill pass) và lớp phủ (cap pass) trong khi vẫn đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng.

Lincoln đã tiến hành phân tích và đưa ra một bảng tra nhằm khuyến cáo khách hàng lựa chọn giải pháp hàn phù hợp theo đường kính và chiều dày ống. Bản báo cáo này cung cấp chi tiết dữ liệu liên quan đến các khuyến cáo giải pháp hàn tương ứng với thời gian hàn hoàn thiện liên kết và phân tích chất lượng nhằm giúp công ty ABC lựa chọn một cách đúng nhất giải pháp hàn cho các trường hợp khác nhau.

TỪ KHÓA: Power Wave S350, Flextec 650, SAW, hàn tự động dưới lớp thuốc, dây hàn/thuốc hàn, Lincoln L-61/860, GMAW-P, Hàn ống, liên kết hàn 1G, ống quay, STT, SuperArc L-56.

1. Nội dung thực nghiệm

Công ty ABC là nhà chế tạo đường ống cung cấp cho ngành công nghiệp dầu khí (Oil&Gas). Hiện tại họ đã áp dụng hầu hết các giải pháp công nghệ hàn đường ống của Lincoln và rất hiệu quả. Giải pháp thông dụng đó là thực hiện lớp lót bằng quá trình hàn GMAW – STT (Surface Tension Transfer), tuy nhiên xưởng chế tạo ống của họ vẫn muốn có được một giải pháp thật năng suất cho hàn các lớp điền đầy (fill pass) và lớp phủ (cap pass) trong khi vẫn đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng.

Lincoln đã tiến hành phân tích và đưa ra một bảng tra như Hình 1 nhằm khuyến cáo khách hàng lựa chọn giải pháp hàn phù hợp theo đường kính và chiều dày ống. Bảng hướng dẫn này được xây dựng dựa trên quá trình tích lũy kinh nghiệm nhiều năm của Lincoln song nhóm kỹ sư ứng dụng vẫn cần phải đưa ra so sánh một cách chi tiết hơn về mặt năng suất cũng như chất lượng giữa ba quá trình hàn SAW, GMAW-P và FCAW-G nhằm hỗ trợ một cách tốt nhất cho lựa chọn của khách hàng.

 Hình 1: Bảng tra cứu lựa chọn giải pháp hàn cho liên kết hàn ống ở vị trí 1G

2. Quy trình hàn

Phôi mẫu sử dụng cho thực nghiệm này được hàn tự động dưới lớp thuốc SAW bằng nguồn hàn Flextec 650 cho lớp điền đầy và lớp phủ với bộ dây/thuốc Lincolnweld L-61/860. Cả hai lớp lót STT và lớp hot Rapid X đều được hàn ở vị trí 3:00 (theo chu vi ống) kết hợp với bộ gá quay tạo ra quá trình hàn Vertical-down. Dữ liệu thông số hàn đã được đưa thành báo cáo cùng với các kết quả chụp X-quang cũng như macro để phục vụ việc phân tích năng suất chất lượng. Hình 2 dưới đây thể hiện dạng thiết kế liên kết trước khi hàn áp dụng cho ống 18” x ½” (45.7 cm x 12.7 mm). Hình 3 mô tả quá trình hàn thực tế.

 Hình 2: Thiết kế liên kết áp dụng cho ống 18” x ½” (45.7 cm x 12.7 mm)

Hình 3: Hình ảnh thực tế quá trình hàn lót bằng GMAW-STT, hàn lớp hot bằng GMAW-P (Rapid X) và hàn các lớp điền đầy (fill pass)/ lớp phủ (cap pass) bằng SAW. Vị trí hàn 1G, ống gá trên đồ gá quay.

3. Kết quả và thảo luận

Quy trình hàn GMAW-P và SAW nêu ra trong báo cáo này được dùng để xây dựng phương án tối ưu về chất lượng và năng suất theo các tiêu chí cơ bản đối với chế tạo đường ống. Những quy trình hàn này cũng được thực hiện bởi thợ hàn có kỹ năng nghề ở mức độ thông thường. Hình 4 dưới đây thể hiện kết quả so sánh giữa các quá trình hàn GMAW-P, FCAW-G và SAW khi áp dụng cho hàn ống ở vị trí 1G đường kính 18” (45.7 cm) dày ½” (12.7 mm) sau khi đã thực hiện lớp lót bằng công nghệ STT ống quay.

Hình 4: Bảng phân tích so sánh thời gian hàn hoàn thiện một mối hàn ống đường kính 18” (45.7 cm)x ½” (12.7 mm) chiều dày.

Dưới đây là một số đánh giá có được sau khi phân tích dữ liệu trong Hình 4:

• Quá trình hàn SAW thực hiện sau khi đã hàn lớp lót bằng STT và lớp nóng (hot pass) bằng GMAW-P (Rapid X) cho năng suất cao nhất.
• Tổng thời gian hoàn thiện liên kết bao gồm cả làm sạch được giảm khi áp dụng hàn SAW cho lớp điền đầy và phủ.

Theo những đánh giá trên, các nhà sản xuất ống có thể lựa chọn quá trình hàn SAW cho lớp điền đầy/phủ đối với các ứng dụng nối ống đường kính từ 8” (~20 cm) trở lên (cho đến ống schedule 140) để tăng năng suất và chất lượng. Lincoln khuyến cáo sử dụng quá trình hàn SAW bằng bộ dây/thuốc Lincolnweld L-61/860.

Bảng 1: Bộ thông số quy trình hàn

Bảng 1 thể hiện dữ liệu thông số quy trình hàn thực tế đối với từng lớp (root to cap). Tổng số lớp: 5

Hình 5 thể hiện vị trí mỏ hàn thực tế và hình ảnh macro.

Lưu ý: Sau mỗi lớp hàn SAW, xỉ hàn đều tự bong.

Hình 5: Vị trí mỏ hàn SAW và kết quả hình ảnh macro liên kết hàn ống 1G

4. Kết luận

Mặc dù hoàn toàn có thể thực hiện lớp hot bằng quá trình SAW trực tiếp trên lớp lót STT, tuy nhiên rất khó có thể tin tưởng rằng xỉ hàn không bị kẹt lại trong liên kết với góc vát tiêu chuẩn 60^o khi dùng bộ dây/thuốc Lincolnweld L-61/860. Sử dụng quá trình hàn GMAW-P (Rapid X) cho lớp hot chính là nhằm hỗ trợ cho việc tự bong xỉ của lớp hàn SAW tiếp theo do bể hàn đã được nâng lên cao. Quá trình hàn GMAW-P (Rapid X) thực hiện ở cùng vị trí 3:00 (theo chu vi ống), cùng tốc độ hàn như khi hàn lớp lót bằng STT nhằm tiết kiệm thời gian chuẩn bị đưa đầu hàn SAW vào vị trí trước khi hàn các lớp còn lại.

1. Báo cáo này cho thấy việc hàn liên kết ống quay (1G) đường kính 18” (45.7 cm) chiều dày ½” (12.7 mm) bằng quá trình hàn SAW cho lớp điền đầy/phủ sẽ cho năng suất cao hơn so với quá trình hàn GMAW-P và FCAW-G.
2. Đường kính dây hàn SAW được khuyến cáo cho ứng dụng này là 3/32” (2.4 mm).
3. Sử dụng quá trình hàn GMAW-P (STT) cho lớp lót và GMAW-P (Rapid X) cho lớp hot giúp cải thiện khả năng xỉ tự bong ở lớp hàn SAW tiếp theo.
4. Quá trình hàn GMAW-P (Rapid X) thực hiện ở cùng vị trí 3:00 (theo chu vi ống), cùng tốc độ hàn, khí bảo vệ (75%Ar25%CO₂) như khi hàn lớp lót bằng STT.
5. Nguồn hàn Flextec 650 đặt trên xe là lựa chọn tốt cho các phân xưởng hàn ống do đây là loại nguồn hàn đa chức năng. (SAW, GTAW, GMAW, SMAW, FCAW-G/S và CAG).

Trên đây là toàn bộ những chia sẻ của DG Welding - vp miền bắc cty Double Good JSC về Quy trình hàn ống ở vị trí 1G, Flextec 650X SAW trên lớp lót STT và lớp hot Rapid X. Hy vọng bài viết cung cấp những thông tin hữu ích cho bạn đọc, nếu cần đơn vị tư vấn về các giải pháp hàn để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm hãy liên hệ ngay cho chúng tôi.

QUYỀN SỞ HỮU VÀ BẢO MẬT: Báo cáo này căn cứ trên các kết quả thử nghiệm của hãng Lincoln Electric, và được biên tập bởi Double Good JSC – Nhà phân phối sản phẩm và Dịch vụ ủy quyền của Lincoln Electric tại Việt Nam. Không được phép sao chép, lưu chuyển, sử dụng tài liệu này với bất kỳ mục đích nào nếu không được sự cho phép bằng văn bản của Double Good JSC.

Ghi chú: Tính đa dạng trong thiết kế, chế tạo và điều kiện làm việc của các sản phẩm thực tế sẽ ảnh hưởng tới kết quả thực nghiệm. Vì vậy các bên tự cân nhắc và chịu trách nhiệm khi áp dụng các thông tin trong báo cáo này vào công việc của mình.