天燃气管道的焊接技术

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1、天燃气管道的焊接技术简述编写人：芦立江，李靖，冯天亮1 前言随着西气东输项目的全面启动，天然气作为一种洁净能源逐步替代传统的人工煤 气。天然气的特点是压力大，其输配系统为高中压燃气管道，对燃气供应的安全性、 可靠性的要求较高。天然气管道的材质一般为合金钢，从X52到X70,承压值有较大的 提高。作为管道安装的主要环节，焊接质量直接关系到天然气管道的安全运行。2 常用天然气管道焊接工艺简介双面焊容易保证接头质量，对焊工的焊接技术要求低；但是工作效率不高，作业 条件差，并且受到管径和施工条件的限制，应用范围很小，天然气管道的焊接多采用 下述几种工艺。2.1氩弧焊打底+低氢型焊条焊填充盖面(TIG5

2、0+E5015)目前这种工艺非常成熟，焊接方向由下而上，在管道安装行业中的应用相当普 遍。氩弧焊几乎适用于任何金属材料，背面成型较好，并且对组对要求不高，手工电 弧焊全位置焊接现在已经成熟。但是，这种传统工艺的工效不高，不能适应大规模流 水作业的需要；而且氩弧焊打底时，仰焊部位容易产生内凹，尤其在大直径、厚壁管 道焊接时，这种缺点更加明显，有时这种缺陷甚至是致命的。2. 2纤维素焊条打底+自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面(如E6010+E71T8 Nil)。为了适应大直径、厚壁高压管道焊接的需要，目前西气东输工程中下游地区广泛 采用以上工艺。药芯焊丝半自动焊可以大大提高工作效率，改善工作条件。由

3、于焊丝 的连续性，焊接过程断弧停顿的机会较少，因而焊缝质量大大提高；同时，自动焊使 用的焊接电流大大增加，工作效率高，便于排管过程的流水作业。由于焊丝内含药 芯，可以方便地调节成分，所以适合焊接不同成分的合金钢的需要，应用前景十分广 阔。2. 3纤维素焊条打底+普通低氢型焊条焊填充盖面(如F,6010+ES015)在山区或其他地形复杂区域，只适合小型手弧焊机作业时，一般可采用这种工 艺，特点是比较灵活，操作简单，可以保证焊接质量。由于国产焊条质量的提高，在 一定区域有相当的应用空间。焊接方向自上而下，使用的焊接电流较大，因而效率大大提高；而且因为顺流焊 接，焊缝表面纹路较小，成型美观。纤维素焊

4、条焊接时，产生的电弧吹力足，容易获 得理想的背面成型，是比较理想的打底材料，这种方法缺点是对组对要求较高，尤其 要保证组对间隙，否则影响根部质量：由于电弧吹力较大，飞溅多，焊接时层间打磨 量较大。在管道材质强度不高(如X42, X46, X52)时，可以采用E6010纤维素焊条打底 与填充盖面，操作起来比较简单。在管道材质强度较高(如X56, X60, X65, X70)时， 采用E6010纤维素焊条打底，E7018或E8018填充盖面；如果管壁较厚或者气温较低， 在打底后立即用E6010, E7010或E8010纤维素焊条加焊一层热焊道，具体选材视管材 而定。3 天燃气管道焊接施工技术简介3

5、.1.1 通用性焊接方法一般工程焊接以半自动焊为主；对于局部困难地段和连头可采用手工电弧焊下向 焊方式。下向焊操作规程必须符合管道下向焊接工艺规程的规定。(1) 手工电弧焊打底焊采用AWSE6010纤维素焊条，填充采用AWSE8010焊条，盖 帽采用AWS E8018G低氢焊条。(2) 半自动焊根焊采用AWS E6010焊条，填充、盖帽采用E71T8-Nil或71T8-K6药 芯焊丝。3.1.2焊接人员(1) 在施工前根据焊接工艺建立焊接质量管理体系，按照业主批复的焊接工艺要 求对焊工进行培训、考试取证，使焊接人员的技术素质和技术水平能够符合本工程施 工验收规范的有关规定。(2) 所有参加此工

6、程施工的焊工必须具有国家技术监督总局或者各省、市技术监 督局颁发的“焊工合格证”和上岗前监理颁发的“上岗证”，做到持证上岗。3.1.3主要焊接设备电源：半自动焊焊接电源为管道人机械设备公司生产的DZ-80移动电站。该电站 配备美国林肯多制式焊机DC-400，可同时满足手工焊接。3.1.4一般要求进气孔3.1.4.1材质为X70的管道焊接需进行焊前 预热。预热采用环形加热器、烤把加热。预热 宽度：坡口两侧50mm，预热温度、层间加热 温度：根据焊接工艺规程规定的温度进行加热 处理。预热温度采用红外线测温仪在距管口 50mm外测量。其它材质没有预热要求。3.1.4.2焊道的起弧或收弧处相互错开 3

7、0mm以上。焊接起弧在坡口内进行，不能在施焊层以外的坡口上引弧，更不允许在坡口以外管口预热的管壁引弧。焊接前每个引弧点和接头必须修磨。在前一个焊层全部完成后，开始下 一焊层的焊接。3.1.4.3根焊完成后，用角向磨光机修磨、清理根焊外表面熔渣、飞溅物、缺陷及焊缝凸高。修磨不得损坏管外表面的坡口形状，根焊与填充时间间隔不得大于10分 钟。3.1.4.4各焊道应连续焊接，并使焊道层间温度达到规定的要求。焊口完成后， 必须将连接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。对当日不能完成的焊道每日收工前， 每个焊口要完成整个焊道的50%以上并不少于三层。焊接施工中，应按规定认真填写 “焊接工艺记录”。3.1.4.

8、5 对当天未焊完的接头应用干燥、防水、隔热的材料覆盖好。次日焊接 前，应预热到焊接工艺规程要求的温度。对当天没有用完的焊丝，收工前从送丝机中 取出或连同送丝机一起放入施工现场装有除湿机的库房内，进行除湿处理。第二天到 施工现场后，立即拆除管口上缠绕的胶带，打磨清根后用环形加热器对留口加热，加 热温度要求与管口组对的温度相同。加热质量须经过现场监理工程师的认可。3.1.4.6焊接过程中，在防腐层两端缠绕一周宽度为 800mm 的胶皮保护层，以防 焊接飞溅灼伤。3.1.4.7 焊材要求(1)每个批号焊接材料必须具有质量证明书、合格证、复检报告，进口材料还应 有商检证明。(2)焊材外观应表面光滑、洁

9、净、无开裂、无锈蚀、油污及其它污物。(3) 焊接材料严禁受潮气、雨水及油类等有害物质的侵蚀，应在干燥通风的室内 存放，室内的湿度须小于 60%。(4) 码放焊材的货架离地高于300mm，离墙大于300mm，且堆放高度不超过规定 的层数。(5) 在保管和搬运时应避免损害焊接材料及包装，包装开启后，应保护其不致变 质，凡有损害或变质迹象的焊接材料不得在工程中使用。(6) 设专人保管和发放焊接材料，并做好发放及回收记录，气象记录及烘烤记 录。7)焊材烘干要求表：序号焊条类别烘干温度恒温时间备注1低氢型下向焊条350-400Cl-2h存入100-150C恒温箱2纤维素下向焊条70-80C，但不 100

10、C0.5-lh3低氢型上向焊条350-450C1h8)焊条使用时，应放在焊条筒内，当环境相对湿度大于80%时，限领两小时用量，当环境相对湿度小于 80%时，限领四小时使用量。(9) 当天未用完的焊条应取回存放。低氢型焊条重新烘干后首先使用，重新烘干 次数不得超过两次。(10) 每根焊条宜连续焊完，电焊工应尽量避免断弧现象的发生。(11) 焊丝不能烘干，应在干燥通风的室内存放，保持干燥。(12) 焊条如有偏心度大、药皮裂纹、脱落等影响焊接质量的现象，不得用于焊 接。(13) 焊接完毕后，剩余的焊条不得随意丢弃，应有专人负责回收，集中处理。3.1.5 焊接环境 在下列情况下，如无有效防护措施(如设

11、防护棚、加热器等)严禁施焊。（1）在风速超过焊接工艺规程要求时，配备专用的防风棚，保证焊接处密闭要 求。当环境风速影响到焊接操作时，应采取有效的防风措施进行焊接区域的防护，根 据以往施工经验，我们通常采用的方法是在每道焊口上用防风棚进行防护。如下图为 防护棚焊接。（2）当 于5C时，应 焊道上加盖 施保温，以 骤降温。3.1.6 焊3.1.6.1 焊接、环境温度低 采取焊后在 保温被的措 防止焊道急接检验 外观检查 修补或返修 时进行外观 前应清除表 溅和其它污 观应达到钢完成后应及 检查，检查 面熔渣、飞 物。焊缝外 制管道焊接及验收SY/T 4103规定的验收标准。外观检查不合格的焊缝不得

12、进行无损 检测。焊缝外观检查应符合下列规定。（1）焊缝外观成型均匀一致，焊缝及其热影响区表面上不得有裂纹、未熔合、气 孔、夹渣、飞溅、夹具焊点等缺陷（2）焊缝表面不低于母材表面，焊缝余高应不大于 1.6mm（3）焊缝表面宽度每侧应比坡口表面宽0.52mm。（4）焊后错边量应小于 2mm（5）咬边的最大尺寸应符合规定。（6）电弧烧痕应打磨掉，打磨后应不使剩下的管壁厚度减少小于材料标准允许的 最小厚度。否则，应将含有电弧烧痕的部分管段整段切除。3.1.6.2焊缝无损检测所有对接焊缝应进行 100%射线检测，并按以下要求进行超声检测复验（即为俗称 的双百检测），设计有要求是，按实际要求检测：（1）对

13、以下焊口进行 100%超声波探伤：a. 三级地区、四级地区的所有管道焊口；b. 穿跨越大中型河流、山岭隧道、沼泽地、水库、三级以上公路、铁路的管道焊 口；c. 穿越地下管道、电缆、光缆的管道焊口;d. 直管与弯头连接的焊口；e. 分段试压后的碰头焊口；f. 每个机组最初焊接的前 100 道焊口；（2）本段管道焊口，在进行100的射线检测后，应对每个机组当天完成的全部 焊口的 10进行超声波探伤：2）探伤不合格的焊口应按要求进行返修，同一部位缺陷修补次数不能超过 1次， 返修部位应进行 100%超声复检。3.1.7 返修3.1.7.1 焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。若返修工艺不同于原始焊道 的焊接工艺，必须使用评定合格的返修焊接工艺规定。3.1.7.2 当裂纹长度小于焊缝长度的 8时，应使用评定合格的返修焊接规程进 行返修。当裂纹长度大于 8时所有带裂纹的焊缝必须从管线上切除。3.1.7.3 同一部位缺陷修补次数不能超过 1 次，否则应将该焊缝切除。返修后， 按原标准检测。综上所述，为浅析天然气管道组对焊接技术，有不妥之处请指正！