1 前言

隨著西氣東輸項目的全面啟動,，天然氣作為一種潔凈能源逐步替代傳統(tǒng)的人工煤氣。

天然氣的特點是壓力大,，其輸配系統(tǒng)為高中壓燃?xì)夤艿?，對燃?xì)夤?yīng)的安全性,、可靠性的要求較高。天然氣管道的材質(zhì)一般為合金鋼,，從X52到X70,，承壓值有較大的提高。作為管道安裝的主要環(huán)節(jié),，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到天然氣管道的安全運(yùn)行,。

2 常用天然氣管道焊接工藝簡介

雙面焊容易保證接頭質(zhì)量，對焊工的焊接技術(shù)要求低,；但是工作效率不高，作業(yè)條件差,，并且受到管徑和施工條件的限制,，應(yīng)用范圍很小，天然氣管道的焊接多采用下述幾種工藝,。

2．1 氬弧焊打底+低氫型焊條焊填充蓋面(TIG50+E5015) 目前這種工藝非常成熟,，焊接方向由下而上，在管道安裝行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)普遍,。氬弧焊幾乎適用于任何金屬材料,，背面成型較好，并且對組對要求不高,，手工電弧焊全位置焊接現(xiàn)在已經(jīng)成熟,。但是，這種傳統(tǒng)工藝的工效不高,，不能適應(yīng)大規(guī)模流水作業(yè)的需要,；而且氬弧焊打底時，仰焊部位容易產(chǎn)生內(nèi)凹,，尤其在大直徑,、厚壁管道焊接時，這種缺點更加明顯,，有時這種缺陷甚至是致命的,。

2．2 纖維素焊條打底+自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊填充蓋面(如E6010+E71T8一Nil)。

為了適應(yīng)大直徑,、厚壁高壓管道焊接的需要,，目前西氣東輸工程中下游地區(qū)廣泛采用以上工藝。藥芯焊絲半自動焊可以大大提高工作效率,，改善工作條件,。由于焊絲的連續(xù)性，焊接過程斷弧停頓的機(jī)會較少,，因而焊縫質(zhì)量大大提高,；同時,，自動焊使用的焊接電流大大增加，工作效率高,，便于排管過程的流水作業(yè),。由于焊絲內(nèi)含藥芯，可以方便地調(diào)節(jié)成分,，所以適合焊接不同成分的合金鋼的需要,，應(yīng)用前景十分廣闊。

2．3 纖維素焊條打底+普通低氫型焊條焊填充蓋面(如F,6010+ES015) 在山區(qū)或其他地形復(fù)雜區(qū)域,，只適合小型手弧焊機(jī)作業(yè)時,，一般可采用這種工藝，特點是比較靈活,，操作簡單,，可以保證焊接質(zhì)量。由于國產(chǎn)焊條質(zhì)量的提高,，在一定區(qū)域有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用空間,。

焊接方向自上而下，使用的焊接電流較大,，因而效率大大提高,；而且因為順流焊接，焊縫表面紋路較小,，成型美觀,。纖維素焊條焊接時，產(chǎn)生的電弧吹力足,，容易獲得理想的背面成型,，是比較理想的打底材料，這種方法缺點是對組對要求較高,，尤其要保證組對間隙,，否則影響根部質(zhì)量：由于電弧吹力較大，飛濺多,，焊接時層間打磨量較大,。在管道材質(zhì)強(qiáng)度不高(如X42，X46,，X52)時,，可以采用E6010纖維素焊條打底與填充蓋面，操作起來比較簡單,。在管道材質(zhì)強(qiáng)度較高(如X56,，X60，X65,，X70)時,，采用E6010纖維素焊條打底,，E7018或E8018填充蓋面；如果管壁較厚或者氣溫較低,，在打底后立即用E6010,，E7010或E8010纖維素焊條加焊一層熱焊道，具體選材視管材而定,。

3 天燃?xì)夤艿篮附邮┕ぜ夹g(shù)簡介

3.1.1通用性焊接方法

一般工程焊接以半自動焊為主,；對于局部困難地段和連頭可采用手工電弧焊下向焊方式。下向焊操作規(guī)程必須符合《管道下向焊接工藝規(guī)程》的規(guī)定,。

（1）手工電弧焊打底焊采用AWS E6010纖維素焊條,，填充采用AWS E8010焊條，蓋帽采用AWS E8018G低氫焊條,。

（2）半自動焊根焊采用AWS E6010焊條,，填充、蓋帽采用E71T8-Ni1或71T8-K6藥芯焊絲,。

3.1.2焊接人員

（1）在施工前根據(jù)焊接工藝建立焊接質(zhì)量管理體系,，按照業(yè)主批復(fù)的焊接工藝要求對焊工進(jìn)行培訓(xùn),、考試取證,，使焊接人員的技術(shù)素質(zhì)和技術(shù)水平能夠符合本工程施工驗收規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

（2）所有參加此工程施工的焊工必須具有國家技術(shù)監(jiān)督總局或者各省,、市技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的“焊工合格證”和上崗前監(jiān)理頒發(fā)的“上崗證”,，做到持證上崗。

3.1.3主要焊接設(shè)備

電源：半自動焊焊接電源為管道人機(jī)械設(shè)備公司生產(chǎn)的DZ-80移動電站,。該電站配備美國林肯多制式焊機(jī)DC-400,，可同時滿足手工焊接。

3.1.4一般要求

3.1.4.1材質(zhì)為X70的管道焊接需進(jìn)行焊前預(yù)熱,。預(yù)熱采用環(huán)形加熱器,、烤把加熱。預(yù)熱寬度：坡口兩側(cè)≥50mm,，預(yù)熱溫度,、層間加熱溫度：根據(jù)焊接工藝規(guī)程規(guī)定的溫度進(jìn)行加熱處理。預(yù)熱溫度采用紅外線測溫儀在距管口50mm外測量,。

其它材質(zhì)沒有預(yù)熱要求,。

3.1.4.2焊道的起弧或收弧處相互錯開30mm以上。焊接起弧在坡口內(nèi)進(jìn)行,，不能在施焊層以外的坡口上引弧,，更不允許在坡口以外的管壁引弧。焊接前每個引弧點和接頭必須修磨,。在前一個焊層全部完成后,，開始

下一焊層的焊接,。

3.1.4.3根焊完成后，用角向磨光機(jī)修磨,、清理根焊外表面熔渣,、飛濺物、缺陷及焊縫凸高,。修磨不得損壞管外表面的坡口形狀,，根焊與填充時間間隔不得大于10分鐘。

3.1.4.4各焊道應(yīng)連續(xù)焊接,，并使焊道層間溫度達(dá)到規(guī)定的要求,。焊口完成后，必須將連接頭表面的飛濺物,、熔渣等清除干凈,。對當(dāng)日不能完成的焊道每日收工前，每個焊口要完成整個焊道的50%以上并不少于三層,。焊接施工中,，應(yīng)按規(guī)定認(rèn)真填寫“焊接工藝記錄”。

3.1.4.5對當(dāng)天未焊完的接頭應(yīng)用干燥,、防水,、隔熱的材料覆蓋好。次日焊接前,，應(yīng)預(yù)熱到焊接工藝規(guī)程要求的溫度,。對當(dāng)天沒有用完的焊絲，收工前從送絲機(jī)中取出或連同送絲機(jī)一起放入施工現(xiàn)場裝有除濕機(jī)的庫房內(nèi),，進(jìn)行除濕處理,。第二天到施工現(xiàn)場后，立即拆除管口上纏繞的膠帶,，打磨清根后用環(huán)形加熱器對留口加熱,，加熱溫度要求與管口組對的溫度相同。加熱質(zhì)量須經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)理工程師的認(rèn)可,。

3.1.4.6焊接過程中,，在防腐層兩端纏繞一周寬度為800mm的膠皮保護(hù)層，以防焊接飛濺灼傷,。

3.1.4.7焊材要求

（1）每個批號焊接材料必須具有質(zhì)量證明書,、合格證、復(fù)檢報告,，進(jìn)口材料還應(yīng)有商檢證明,。

（2）焊材外觀應(yīng)表面光滑、潔凈,、無開裂,、無銹蝕,、油污及其它污物。

（3）焊接材料嚴(yán)禁受潮氣,、雨水及油類等有害物質(zhì)的侵蝕,，應(yīng)在干燥通風(fēng)的室內(nèi)存放，室內(nèi)的濕度須小于60%,。

（4）碼放焊材的貨架離地高于300mm,，離墻大于300mm，且堆放高度不超過規(guī)定的層數(shù),。

（5）在保管和搬運(yùn)時應(yīng)避免損害焊接材料及包裝,，包裝開啟后，應(yīng)保護(hù)其不致變質(zhì),，凡有損害或變質(zhì)跡象的焊接材料不得在工程中使用,。

（6）設(shè)專人保管和發(fā)放焊接材料，并做好發(fā)放及回收記錄,，氣象記錄及烘烤記錄,。

（7）焊材烘干要求表：

（8）焊條使用時，應(yīng)放在焊條筒內(nèi),，當(dāng)環(huán)境相對濕度大于80%時,，限領(lǐng)兩小時用量，當(dāng)環(huán)境相對濕度小于80%時,，限領(lǐng)四小時使用量,。

（9）當(dāng)天未用完的焊條應(yīng)取回存放,。低氫型焊條重新烘干后首先使用,，重新烘干次數(shù)不得超過兩次。

（10）每根焊條宜連續(xù)焊完,，電焊工應(yīng)盡量避免斷弧現(xiàn)象的發(fā)生,。

（11）焊絲不能烘干，應(yīng)在干燥通風(fēng)的室內(nèi)存放,，保持干燥,。

（12）焊條如有偏心度大、藥皮裂紋,、脫落等影響焊接質(zhì)量的現(xiàn)象,，不得用于焊接。

（13）焊接完畢后,，剩余的焊條不得隨意丟棄,，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)回收，集中處理,。

3.1.5焊接環(huán)境

在下列情況下,，如無有效防護(hù)措施（如設(shè)防護(hù)棚,、加熱器等）嚴(yán)禁施焊。 （1）在風(fēng)速超過焊接工藝規(guī)程要求時,，配備專用的防風(fēng)棚,，保證焊接處密閉要求。當(dāng)環(huán)境風(fēng)速影響到焊接操作時,，應(yīng)采取有效的防風(fēng)措施進(jìn)行焊接區(qū)域的防護(hù),，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，我們通常采用的方法是在每道焊口上用防風(fēng)棚進(jìn)行防護(hù),。如下圖為防護(hù)棚焊接,。

（2）當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時，應(yīng)采取焊后在焊道上加蓋保溫被的措施保溫,，以防止焊道急驟降溫,。

3.1.6焊接檢驗

3.1.6.1外觀檢查

焊接、修補(bǔ)或返修完成后應(yīng)及時進(jìn)行外觀檢查,，檢查前應(yīng)清除表面熔渣,、飛濺和其它污物。焊縫外觀應(yīng)達(dá)到《鋼制管道焊接及驗收》SY/T 4103規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn),。外觀檢查不合格的焊縫不得進(jìn)行無損檢測,。

焊縫外觀檢查應(yīng)符合下列規(guī)定。

（1）焊縫外觀成型均勻一致,，焊縫及其熱影響區(qū)表面上不得有裂紋,、未熔合、氣孔,、夾渣,、飛濺、夾具焊點等缺陷

（2）焊縫表面不低于母材表面,，焊縫余高應(yīng)不大于1.6mm

3）焊縫表面寬度每側(cè)應(yīng)比坡口表面寬0.5～2mm,。

（4）焊后錯邊量應(yīng)小于2mm

（5）咬邊的最大尺寸應(yīng)符合規(guī)定。

（6）電弧燒痕應(yīng)打磨掉,，打磨后應(yīng)不使剩下的管壁厚度減少小于材料標(biāo)準(zhǔn)允許的最小厚度,。否則，應(yīng)將含有電弧燒痕的部分管段整段切除,。

3.1.6.2焊縫無損檢測

所有對接焊縫應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測,，并按以下要求進(jìn)行超聲檢測復(fù)驗（即為俗稱的雙百檢測），設(shè)計有要求是,，

按實際要求檢測：

（1）對以下焊口進(jìn)行100%超聲波探傷： a.三級地區(qū),、四級地區(qū)的所有管道焊口；

b.穿跨越大中型河流、山嶺隧道,、沼澤地,、水庫、三級以上公路,、鐵路的管道焊口,；

c.穿越地下管道、電纜,、光纜的管道焊口,； d. 直管與彎頭連接的焊口； e. 分段試壓后的碰頭焊口,；

f. 每個機(jī)組最初焊接的前100道焊口,；

（2）本段管道焊口，在進(jìn)行100％的射線檢測后,，應(yīng)對每個機(jī)組當(dāng)天完成的全部焊口的10％進(jìn)行超聲波探傷：

2)探傷不合格的焊口應(yīng)按要求進(jìn)行返修,，同一部位缺陷修補(bǔ)次數(shù)不能超過1次，返修部位應(yīng)進(jìn)行100%超聲復(fù)檢,。

3.1.7返修

3.1.7.1焊道中出現(xiàn)的非裂紋性缺陷,，可直接返修。若返修工藝不同于原始焊道的焊接工藝,，必須使用評定合格的返修焊接工藝規(guī)定,。

3.1.7.2當(dāng)裂紋長度小于焊縫長度的8％時，應(yīng)使用評定合格的返修焊接規(guī)程進(jìn)行返修,。當(dāng)裂紋長度大于8％時所有帶裂紋的焊縫必須從管線上切除,。

3.1.7.3同一部位缺陷修補(bǔ)次數(shù)不能超過1次，否則應(yīng)將該焊縫切除,。返修后,，按原標(biāo)準(zhǔn)檢測。

綜上所述,，為淺析天然氣管道組對焊接技術(shù),，有不妥之處請指正,！