Bài giảng hàn ống công nghệ cao nghề hàn

Học xong môn học này người học có khả năng:Làm việc tại các nhà máy, các cơ sở sản xuất cơ khí với những kiến thức, kỹ năng hàn ống.Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong công nghệ hàn ống.Trình bày chích xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn ống.Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn ống.Tính toán chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu. Hàn các mối hàn cơ bản ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước bản vẽ ít bị khuyết tật.Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn, kết cấu hàn.Thực hiện đúng các nguyên tắc an toàn và vệ sinh phân xưởngcho người và thiết bị khi hàn .

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ QUỐC TẾ VABIS HỒNG LAM

KHOA HÀN

MÔ ĐUN: HÀN ỐNG CÔNG NGHỆ CAO

MÃ SỐ: 27 NGHỀ: HÀN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ QUỐC TẾ VABIS HỒNG LAM

KHOA HÀN

MÔ ĐUN: HÀN ỐNG CÔNG NGHỆ CAO

MÃ SỐ: 27 NGHỀ: HÀN

Trình độ (Cao đẳng/Trung cấp)

Giáo viên biên soạn Phó bộ môn

Mai Anh Thi Mai Anh Thi

Vũng tàu – 2013

Giáo trình lưu hành nội bộ

Vị trí/ ý nghĩa, vai trò của mô đun/ môn học

- Vị trí: Mô đun này được bố trí sau khi học xong hoặc học song song với các

môn học thực hành hàn

- Tính chất của mô đun: Là mô-đun chuyên ngành bắt buộc

Mục tiêu của mô đun

Học xong môn học này người học có khả năng:

- Làm việc tại các nhà máy, các cơ sở sản xuất cơ khí với những kiến thức, kỹ

năng hàn ống.

- Nhận biết đúng các loại vật liệu dùng trong công nghệ hàn ống.

- Trình bày chích xác cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị hàn ống.

- Vận hành, sử dụng thành thạo các loại thiết bị dụng cụ hàn ống.

- Tính toán chế độ hàn phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu

- Hàn các mối hàn cơ bản ở mọi vị trí hàn đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích

thước bản vẽ ít bị khuyết tật.

- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn, kết cấu hàn.

- Thực hiện đúng các nguyên tắc an toàn và vệ sinh phân xưởngcho người và

Lýthuyết

Thựchành

Kiểm tra

LT THMÑ

1 Thuyết trình

2 Thực hành ứng dụng.

3 Kiểm tra ghi nhận.

Yêu cầu về đánh giá hoàn thành môn học/ mô đun

- Kiểm tra đánh giá trong khi thực hiện mô-đun:

Được đánh giá qua bài kiểm tra viết, kiểm tra thực hành, qua quan sát có

bảng kiểm về kiến thức, kỹ năng, thái độ có trong mô đun

Yêu cầu phải đạt được mục tiêu của từng bài có trong mô đun

- Kiểm tra sau khi kết thúc mô-đun:

*) Về kiến thức:

Được đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp đạt các yêu cầu sau:

- Mô tả đầy đủ các loại đồ gá thường dùng và công dụng của các loại đồ gá

- Lựa chọn phương pháp gá hợp lý với hình dạng kích thước của kết cấu

- Trình bày kỹ thuật gá đúng nguyên tắc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Chỉnh sủă phôi đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Thao tác sử dụng dụng cụ đo và kỹ thuật đo kiểm thành thạo đúng quy trình

*)Về thái độ:

Được đánh giá bằng phương pháp quan sát có bảng kiểm, đạt các yêu cầu sau:

- Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, có

tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau, tính cẩn thận tỷ mỉ, ý thức tiết kiệm vật liệu khithực tập

MÃ SỐ MÔ ĐUN: MĐ 27 CHƯƠNG TRÌNH MƠ-ĐUN HÀN ỐNG CƠNG NGHỆ CAO

Thời gian mơ đun: 100 h; (Lý thuyết:5h, Thực hành: 85 h, KT: 10 h)

STT Tên các bài trong mơ đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra

Thực hành DN

MỤC TIÊU CỦA MƠ ĐUN

Học xong mơ-đun này người học cĩ khả năng:

- Hàn các loại ống dẫn dầu dẫn khí, ống chịu áp lực cao, bằng các loại vật

liệu khác bằng các loại thiết bị hàn khác nhau như hàn hồ quang tay, hàn

TIG đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

- Thực hiện tốt các tư thế khi hàn điện, hàn khí đúng yêu cầu kỹ thuật.

- Thực hiện tốt cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởngan tồn cho người và

thiết bị.

M Đ 27.1: M ỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Ngày nay các hệ thống công ngiệp và hệ thống đường ống dẫn dầu hoặckhí (trải dài trên các vùng lảnh thổ rộng lớn) hầu hết được hàn hoàn toàn, cácliên kết ren chỉ còn đươc dùng rất hạn chế Việc hàn ống chủ yếu liên quanđến các mối hàn vòng và sự điều tiết của các quy phạm tiêu chuẩn có liênquan như tiêu chuẩn của Mỹ ASME về BOLER & PRESSUARE VESSEELCODE ( tiêu chuẩn về nồi hơi&bồn áp lực ), ASTM (American Society forTesting and Materials) API (American Petrolium Institute: viện xăng dầu Mỹ)có API 1104 – Welding of pepinlines and related fecilities ( tiêu chuẩn hànđường ống và các phụ kiện đường ống )…

 Ống :

- Ống dùng để chuyển tải chất thông vận từ nơi này sang nơi khác

- Chất lượng ống được phân loại dựa trên danh mục của ống (schedule)

- Sch là tiêu chuẩn đánh giá về trọng lượng(weight) và độ dày (thickness) của ống

 Sch gồm:

sch10,20,30,40,60,80,100,120,140,160,

- Ngoài ra còn có standard (std),

- Extra strong (xs),

- Double estra strong (xxs)

- Trọng lượng (weight) được tính kg/m or lb/feet

- Độ dầy (thickness) tính bằng mm or inch (“)

 Vật liệu ống:

 Kích thước danh nghĩa của ống

(Nominal pipe size conversion from inches to millimetres)

Dưới đây là bảng liệt kê các mác thép thường được sử dụng để chế tạo ốngtheo tiêu chuẩn ASTM

Stt Ký hiệu theo

2 A36 Thép Cac bon kết cấu

3 A53 Thép Cacbon để chế tạo ống

4 A105 Thép cán dùng để chế tạo các loại ống

5 A106 Thép Cacbon để chế tạo ống

6 A131 Thép kết cấu sử dụng cho ngành tàu biển

7 A134 Thép Cacbon để chế tạo ống

8 A135 Thép Cacbon để chế tạo ống

9 A139 Thép Cacbon để chế tạo ống

Trong thực tế các loại ống cơng nghệ được chế tạo bởi các vật liệu khác nhau

kể cả vật liệu phi kim loại dùng để chuyển tải các chất lỏng, chất khí tùy theo điều kiện làm việc Ống cơng nghệ ở vị trí 1G , 2G , 3G , 5G , 6G , 6GR

Ở mô đun này giới thiệu với chúng ta hàn ống công nghệ ở vị trí hàn 2G bằng hai phương pháp hàn TIG ( lớp lót ) và các lớp còn lại hàn bằng phương pháp hàn

hồ quang tay que hàn có thuốc bọc Theo tiêu chuẩn AWS với ống công nghệ có đường kính đến 50 mm có thể áp dụng phương pháp hàn TIG Ống có đường kính lớn hơn từ 50 mm trở lên thường áp dụng phương pháp hàn lớp lót ( lớp 1 ) bằng phương pháp hàn TIG ( hàn trong môi trường khí bảo vệ với điện cực không nóng chày các lớp còn lại ( Lớp nóng ) và lớp phủ hàn theo phương pháp hàn hồ quangtay que hàn thuốc bọc

I ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP HÀN LÓT TIG

A Ưu điểm

1 Loại bỏ khuyết tật rỗ khí một cách dễ dàng nhất vì quá trình hàn vùng hànđược khí trơ ( Argon , He li ) bảo vệ vùng hàn không cho ôxy, ni tơ trongkhông khí xâm nhập vào vùng bể hàn

2 Không có khuyết tật lẫn xỉ hàn - Vì que hàn TIG là que hàn trần không cóthuốc bọc

3 Kim loại không bị bắn tóe vì không có sự dịch chuyển của các giọt kim loạiqua cột hồ quang

4 Ít có khuyết tật ở đầu nối que hàn vì chiều dài que hàn TIG có chiều dài lớn thay vì nếu ta dùng que hàn thuốc bọc khi nối que thường để lại khuyết tậtđiểm nối cao hay thấp ( Nhìn từ mặt trong của ống )

5 Mặt trong ống của mối hàn TIG có độ nhẵn cao do vậy ảnh hưởng tốt tới sựchuyển tải của ống

6 Điều kiện làm việc sạch sẽ hơn so với hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc

7 Thời gian đào tạo hàn TIG ngắn hơn thời gian đào tạo hàn lót ống bằngphương pháp hàn hồ quang tay

B Nhựơc điểm

1 Giá thành sản phẩm cao vì đòi hỏi máy móc thiết bị công nghệ cao

2 Năng suất thấp hơn so với hàn hồ quang tay

3 Máy móc thiết bị chế tạo phức tạp

II ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HÀN HỒ QUANG TAY LỚP NÓNG VÀ LỚP PHỦ

A Ưu điểm

1 Nâng cao năng suất lao động làm giàm giá thành sản phẩm , ví trong thực

tế căn cú vào chiều chiều dày của kim loại nền ta cĩ thể tăng cường độ dịnghàn và đường kính que hàn để tăng hệ số đắp trong đơn vị thời gian

2 Máy mĩc thiết bị chế tạo đơn giản

B Nhựơc điểm

1 Mối hàn hay bị khuyết tật

Như rỗ khí, ngậm xỉ do đĩ trong thực tế đối với ống chịu áp lực cao đi đơivới đồng nghĩa của chất lượng mối hàn yêu cầu do đĩ nếu ta áp dung phươngpháp hàn SMAW cho hàn lớp lĩt rất dễ bị các khuyết tật mối hàn vì khe hở đầunối mối hàn hẹp thường chỉ bằng đường kính của lõi thép que hàn, việc khốngchế tình hình vùng nĩng chảy của đầu mút điện cực rất khĩ khăn địi hỏi taynghề của thợ hàn phải cao mới đáp ứng được yêy cầ

2 Điều kiện làm việc vất vả hơn

3 Ngoại dạng mối hàn khơng đẹp bằng mối hàn TIG

III CHẾ ĐỘ HÀN TIG

 Chọn chế độ hàn TIG :

- Chọn lưu lượng khí bảo vệ

- Chọn que hàn TIG

- Chọn đường kính điện cực ( Wolfram )

- Chọn cường độ dòng điện: Ih

Chế độ hàn đĩng một vai trị rất quan trọng Việc chọn chế độ hàn hợp lý haykhơng là một trong những nhân tố quyết định tới chất lượng sản phẩm mặt khácảnh hưởng trực tiếp tới quá trình thực hiện của người thợ

Ví dụ :

- Nếu ta chọn lưu lượng khí bảo vệ nếu nhiều quá vừa lãng phí vật liệu vừagây nên hiện tượng lồc xốy tạo điều kiện cho ơxy , nitơ trong khơng khí xâmnhập vào vùng nĩng chảy tạo nên rỗ khí của mối hàn

Nếu chọn lưu lượng khí ít quá sẽ khơng đủ cường độ đẩy khơng khí xungquanh ra khỏi vùng hàn mất khả năng bảo vệ gây nên rỗ khí

Do đĩ việc chọn lưu lượng khí khơng hợp lý là một trong những yếu tốcủa khuyết tật rỗ khí

- Chọn đường kính que hàn , que hàn được chọn phù hợp với khe hở đẩunối của mối hàn, khe hở đầu nối phụ thuộc vào độ dày của kim loại nền ( Kim loại

cơ bản ) Nếu chọn đường kính que hàn lớn hơn khe hở đầu nối sẽ gây nên hiệntượng hàn klhơng thấu Nếu chọn đường kính que hàn nhỏ quá so với khe hở đầu

nối dẽ gây nên khuyết tật đóng cục phía trong ống thậm chí không thực hiện đượccông việc hàn

- Chọn cường độ dòng hàn phù hợp với đường kính lõi thép que hàn nếukhông phù hợp ảnh hưởng tới độ ngấu của các lớp hàn

- Chọn đường kính điện cực Volfram phụ thuộc vào cường độ dòng hànnếu nhỏ quá điện cực không chịu tải được cường độ dòng hàn

Vì vậy chế độ hàn có thể theo bảng sau :

Hình 1: ống 2G

Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:

- Giải thích yêu cầu kỹ thuật khi hàn các loại ống chịu áp lực cao, ống chịu

nhiệt, chịu ăn mòn hoá chất.

- Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị hàn TIG & SMAW đầy đủ, đảm bảo yêu cầu kỹ

thuật và an toàn

- Chọn dây hàn, khí bảo vệ phù hợp với tính chất của vật liệu

- Chuẩn bị mép hàn sạch hết các vết dầu mỡ, vết bẩn, lớp ô-xy hoá, đúng kích

thước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

- Gá phôi hàn chắc chắn đúng kích thước, đảm bảo vị trí tương quan giữa các

chi tiết.

- Chọn chế độ hàn: Đường kính dây hàn, lưu lượng khí bảo vệ, điện áp hàn,

dòng điện hàn, phù hợp với chiều dày và tích chất của vật liệu, kiểu liên kết hàn.

- Hàn nối các loại ống bằng thiết bị hàn TIG va SMAW, đảm bảo chắc kín,

không rỗ khí ngậm xỷ.

- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn

- Thực hiện tốt công tác an toàn phòng chống cháy nổ và vệ sinh phân xưởng

cho người và thiết bị.

Hình 2

1 Góc độ mỏ hàn và que hàn - quy trình dao động mỏ hàn TIG.

- Quá trình di chuyển của đầu mút điện cực theo hình răng cưa đối với mối hàn

vị trí 2G khi đầu điện cực tới các đỉnh của răng cưa phải dừng lại một lát để tạo

độ ngấu chân đường hàn Thực tế khi đầu điện cực tới đỉnh răng cưa phía trêndùng lâu hơn phía dưới ( Vì kim loại chảy luơn cĩ khuynh hướng chảy xuốngdưới do trọng lực và trọng trường Việc dao động mỏ hàn cĩ thể lợi dụng vào độvát của mối nối ống nên ta cĩ thể tỳ đầu sứ vào rãnh vát để di chuển theo hìnhrăng cua

Mối nối vị trí 2G khơng nhất thiết bắt đầu hàn từ bất kỳ vị trí nào cùa khe

hở đầu nối , hướng hàn cĩ thề hàn theo đường chu vi kín theo chiều cùng chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ ( Tùy thuộc vào sự thuận tay phải hay tay trái của người thợ )

2 Điều chỉnh đầu điện cực wolfram khi hàn giáp mối

Hình 4: Khoảng cách đặt điện cực khi hàn

Đầu điện cực phải được mài nhọn đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, phần chìa ra củađiện cực tính từ mặt đầu của chụp sứ phải được thích hợp, điều này được thực

hiện bằng cách đặt đứng mỏ hàn với đầu phun khí tựa lên phần vát mép chitiết hàn làm sao để đầu điện cực bằng mặt đáy hoặc mặt trong của ống.

II HÀN SMAW ỐNG VỊ TRÍ 2G.

1 Gĩc độ que hàn khi hàn SMAW ống vị trí 2G

Khi hàn SMAW ống vị trí 2G khơng nhất thiết phải hàn bắt đầu từ điểmnào trước ( Vì ống cố định người chuyển động tương đối với ống ) kể cảhướng hàn

- Đầu mút điện cực cĩ thể chuyển động theo hình đường thẳng hoặchình răng cưa là thích hợp nhất

Hình 5: Gĩc độ que hàn khi hàn ống vị trí 2G

- Lớp phủ căn cứ vào chiều dày vật liệu ta cĩ thể

bố trí hàn 1 , 2 , 3 đường hàn phương pháp

chuyển động đầu mút điện cực theo hình đường thẳng

- Que hàn hợp theo hướng hàn một gĩc 80 – 85 độ

- Hợp với phương thẳng đứng một gĩc 85 – 90 độ

- Dao động đầu mút điện cực theo hình đường thẳng , răng cưa

15 0

Huong han Que han

Phiếu thực hành

Tên bài: Hàn giáp mối tư thế 2G

Giáo viên hướng dẫn: ……….

Ngày …………tháng ……… năm ………

Thời gian làm bài: 4 giờ

Mục tiêu: Để đắp một mối hàn giáp mối ống thép cacbon dày 7 mm

Quá trình: Sẽ được người hướng dẫn giải thích

4 Hoàn thành bài tập hàn và đưa nó cho người hướng dẫn của bạn

5 Cắt rời phôi đã hàn và chuyển đổi vị trí miếng hàn để thực tập tiếp

6 Lặp lại bài tập và chứng tỏ rằng bạn hoàn thành bài tập được giao

Yêu cầu:  Căn chỉnh, ghép nối, hàn đính đúng cách

 Đường hàn thông thường có dạng mềm mại

 Biến dạng góc từ 00 đến 50

 Độ ngấu của mối hàn không ít hơn 20% của toàn chiều dài mối hàn

 Không có nhiều hơn 2 điểm bị hỏng trên mỗi 150mm chiều dài của mối hàn và tổng diện tích của các điểm bị lỗi ít hơn 4 lần diện tích của chiều dầy vật liệu

Vật liệu: 2 ống thép kích thước 50 x 2 x 150 mm

Số lượng: 2

Dữ liệu điện đầu ra

Dòng điện hàn +/_ DC

Điện áp hàn 100 ÷ 120 A

Dữ liệu vật liệu hàn

Loại Que hàn R4- 2.4mmĐường kính Que hàn 2.4mmLoại khí bảo vệ ArgonLưu lượng khí bảo vệ 10 – 15l/p

Các góc mỏ hàn

Theo hướng hàn 75 0 ÷ 80 0

Theo hướng bên 90 0

Góc nghiêng của que hàn

100 ÷150 so voi đường hàn

Tiêu chuẩn của mối hàn:

 Hoàn toàn chảy trên bề mặt kim loại cơ bản

 Các mối hàn mềm mại, cân đối, đều đặn

 Bề mặt các vũng hàn không có dấu hiệu bị hỏng

- Thiết lập được thông số hàn tig điện vị trí 6G trên ống 6”.

- Hàn được đường hàn đạt yêu cầu kỹ thuật

Xác định các tư thế hàn ( Theo chu vi ống )

- Cung ( 2 , 1 , 6 ) là tư thế hàn ngửa ( hàn trần )

- Cung ( 2 – 3 ) và ( 6 – 5 ) là tư thế hàn leo

- Cung ( 3 ,4, 5 ) là tư thế hàn bằng

Chú ý :

- Bắt đầu hàn tại vị trí số 1 và kết thúc đường hàn ở vị trí

số 4 ( theo hai nửa đường tròn )

- Mối hàn được thực hiện theo hai hướng Hướng theo

( 1-2-3-4 ) theo chiều cùng chiều kim đồng hồ Hướng

theo ( 1-6-5-4 ) Theo chiều ngược kim đồng hồ

- Mối hàn hai nửa đường tròn đối xứng Hình 6

6

II HÀN LỚP TIG ( VỊ TRÍ 5 G )

Hình 7: Các giao động của mỏ hàn TIG và di chuyển đầu mút điện cực

1 Kỹ thuật hàn TIG ở dây cung ( 1-2 hoặc 1-6 ) tư thế hàn ngửa

Hình 8: Góc độ que hàn và mỏ hàn khi hàn vị trí hàn ngửa

- Góc độ mỏ hàn ( Đầu điện cực ) hợp với các đường kính một góc 20 độ

- Mỏ hàn hợp với que hàn 90 độ

1 2

3

4 5

6

Que hàn tig

- Đầu mút điện cực di chuyển hình răng cưa

Chú ý :

Khi hàn cung ( 1-2 hoặc 1-6 ) : Đường kính que hàn nằm tiếp xúc trên

đường kính trong của ống Mục đích chống hiện tượng hàn không thấu

2 Kỹ thuật hàn TIG ở dây cung ( 2- 3 hoặc 6 - 5 ) tư thế hàn leo

- Góc độ mỏ hàn ( Đầu điện cực ) hợp với các

đường kính một góc 20 độ

- Mỏ hàn hợp với que hàn 90 độ

- Đầu mút điện cực di chuyển hình răng cưa

Chú ý :

Khi hàn ( 2-3 hoặc 6 - 5 ) : 1/2 đấu đường

kính que hàn nằm trên đường kính trong của ống

Mục đích chống hiện tượng hàn không thấu

Hình 9: Góc độ que hàn và mỏ hàn khi hàn vị trí hàn leo

3 Kỹ thuật hàn TIG ở dây cung ( 3- 4 hoặc 5 - 4 ) tư thế hàn bằng

1 2

3

4

6

Khi hàn cung ( 3- 4 hoặc 5 - 4 ): Đường kính que hàn nằm tiếp xúc trên

mép cùn của ống Mục đích chống hiện tượng hàn quá lồi mặt trong

III HÀN ỐNG CÁC LỚP SMAW VỊ TRÍ 5G

Khi hàn SMAW ống vị trí 5G quá trình thực hiện ống khơng được xoay Đểxác định các tư thế hàn ống vị trí này cũng được xác định các tư thế hàn nhưphương pháp hàn TIG ( trình bày trên )

1.Xác định các tư thế hàn ( Theo chu vi ống )

- Cung ( 2 , 1 , 6 ) là tư thế hàn ngửa ( hàn trần )

- Cung ( 2 – 3 ) và ( 6 – 5 ) là tư thế hàn leo

- Cung ( 3 ,4, 5 ) là tư thế hàn bằng

Chú ý :

- Bắt đầu hàn tại vị trí số 1 và kết thúc đường hàn ở vị trí số 4 ( theo hai nửađường trịn )

- Mối hàn được thực hiện theo hai hướng Hướng theo

( 1-2-3- 4 ) theo chiều cùng chiều kim đồng hồ Hướng theo ( 1-6-5- 4 ) Theochiều ngược kim đồng hồ

- Kỹ thuật hàn đối xứng như nhau

Hình 11

23

1

45

6