GA级高压天然气管道的焊接工艺要点

　　摘要：GA级高压天然气管道的焊接工艺的介绍。

　　关键词：高压天然气;管道焊接;焊接工艺

　　Abstract: the introduction of the GA-class high-pressure natural gas pipeline welding process.

　　Key words: high-pressure natural gas; pipe welding; welding process

　　中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

　　一、前言

　　天然气长输管线，属于国家GA级高压压力管道，输送极易燃气体，其焊接工艺尤为重要。管线的设计压力很大;输送速度极快;牵涉重要大都市、重要工业区的正常生活和生产;管线的穿越地貌复杂。钢管长期在自然条件下工作，受地下水、土壤、地面侵进物、甚至地震的影响，服役条件及其恶劣，维修非常困难，所以对施工质量尤其是焊接质量要求极高。

　　二、工艺特点

　　管道环形焊缝的焊接总体方案为：现场焊接环形焊口全部采用手工下向焊纤维素焊条根焊、半自动药芯焊丝焊接填充、盖面焊接技术。该技术不仅焊接速度快，而且焊接合格率高。焊缝返修口采用上向焊技术(略)。焊后进行外观检查、超声检验和射线检验。本工艺针对的天然气长输管道工程钢管材质为L360(X52)，管径以及壁厚为Ф508×7.9，设计压力6.4Mpa。本工程采用奥太ZX7-400S型逆变焊接电源和Miller XMT304逆变半自动焊接设备及SP32送丝机来满足本工程焊接施工的要求。

　　三、施工准备工作

　　1、焊工培训资格审定

　　按照有关标准和焊接工艺规程的要求，对焊工进行针对性焊接基础理论、焊接质量要求和操作技能的培训和考试取证。管线施工的焊工取证项目：SMAW-FeⅡ-5GX-2.5/377-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX(K)-5/377-FefS-11/15。

　　2、焊接设备、机具的准备

　　用于管道焊接的主要设备机具是移动式电站(包括XMT304焊机、SP32半自动送丝机等)，内对口器、外对口、管口预热器、焊材烘干箱，角向磨光机，防风棚等。

　　四、主要焊接工艺

　　1、现场焊前准备

　　◆ 清除坡口及两侧的水、锈、油、污，用钢丝轮打磨管内外坡口两侧25mm范围内使其显现金属光泽。

　　◆ 组对死口时，短节及其坡口用火焰切割方法制备，现场用角向磨光机打磨掉坡口表面的割渣、氧化皮，用钢丝轮除去坡口两侧25mm范围的铁锈等污物，露出金属光泽。

　　◆ 严格按照焊接工艺评定的规定制作坡口。为有效地防止焊机二线与管子外表面接触不佳或因固定不牢固而造成管子外表面的电弧烧伤，采用专用连接夹具，焊前在焊缝两端的管口缠绕一周宽度为0.8m的厚石棉布，以防焊接飞溅灼伤防腐层。

　　2、焊口组对

　　◆ 管道组装严禁采用斜坡口，组对时坡口的间隙、错边量误差等满足标准和焊接工艺要求。

　　◆ 对于正常的流水作业施工段，采用内对口器组对管口。管子原有焊缝相互错开距离不小于lOOmm。

　　◆ 直管段两相邻环焊缝之间的距离不得小于1.5倍的管径。

　　◆ 撤离内对器前应完成全部根焊道。

　　◆ 对于死口和无法应用内对口器时，采用外对口器，撤离外对口器前，必须在焊口整个圆周上均匀分布6--8处的定位焊，每一处定位焊长度不小于100mm，且在卸下对口器之前定位焊的长度不得小于管周长的50%。

　　3、环型焊口焊接措施

　　◆ 对于正常地段环形焊口焊接采用下向焊流水作业施工工艺;对于管道焊缝返修采用上向焊方法。

　　◆ 下向焊焊接流水工序为：手工根焊、热焊、填充焊和盖帽焊半自动焊接，每道工序由两名焊工分左右从管顶向管底焊接。焊哪一层的焊工，不能随意变动，只是为了提高一次合格率时才做调整。

　　◆ 使用的焊条直径、焊接极性、电流、电压、焊接速度、运条方法等应符合焊接工艺规程的要求;

　　◆ 下向焊根焊后，由专职砂轮打磨工修磨，清理根焊外表面熔渣、飞溅物、砂轮粉末等，表面缺陷及焊缝中线凸高。修磨时，不准伤害坡口边缘及管子外表面。修磨时间不超过5分钟。

　　◆ 各焊层间在保证清理干净彻底的基础上，应遵从短时间、快速度的原则。

　　根焊施焊时采用流水作业，每层焊道由两名焊工同时施焊: 填充以及盖面施焊时亦采用流水作业，每层焊道由两名焊工同时施焊，施焊顺序如图所示：其中D=508mm，图为根焊、填充、盖面施焊顺序:

　　其主要焊接工艺规程详见附录。

　　4、焊缝外观检查和焊缝修补

　　焊口完成后，将接头及两侧母材金属表面上的熔渣、药皮等飞溅物用钢丝轮或钢丝刷清理掉;焊后检查焊缝，盖面尺寸应符合下列规定：

　　◆ 宽度：坡口上口宽+(2-4)mm。焊后错边量不大于0.15倍壁厚，且不得大于1.6mm，因管子尺寸误差造成的任何较大的错边，都应均匀分布在管子的整个圆周上。

　　◆ 余高：0-1.6mm，局部不超过3mm，且长度不大于50mm，上向焊焊缝余高应小于或等于0.1倍焊缝宽度加lmm，局部不得大于3mm，但长度不得大于30mm，除咬边缺陷外，焊缝外表面都不应低于母材。

　　◆ 咬边深度不得大于0.5mm，在焊缝任何304.8mm连续长度中两侧内外咬边的累计长度不得大于50.8mm;

　　◆ 在焊接过程中，发现缺陷应立即消除修补，外检超标缺陷则应进行焊接修补，每处焊接修补长度应大于50mm，同一处缺陷修补不应超过二次。

　　5、焊缝返修

　　◆ 无损探伤不合格的焊口，应进行焊缝返修。返修时根焊采用纤维素型焊条+低氢型焊条手工电弧焊，由取得焊缝返修资格的焊工进行返修作业。

　　◆ 根据焊缝返修通知单，明确缺陷位置、缺陷性质和缺陷范围，然后采用砂轮打磨清除缺陷。

　　◆ 缺陷清除后，修磨出便于焊接的坡口形状，确认缺陷已清除，坡口及其周围25mm处应露出金属光泽。每处返修的焊缝长度大于50mm。

　　◆ 根据缺陷性质和缺陷范围确认进行焊缝返修还是割掉重焊。当裂纹长度超过焊缝长度的8%;需除去根部焊道的返修焊缝总长超过焊口周长的20%;需返修的焊缝总长超过焊口周长的30%：同一部位的补修及返修累计次数超过两次的情况下，应割掉整个焊口重焊。当缺陷累计数量和长度低于上述情况时，可进行焊缝的返修。

　　◆ 返修后的焊口，焊工同样要进行焊缝外观自检，用焊接检验尺测量焊缝成型尺寸;填好自检记录，返修焊接的原始记录和接头标记交，焊缝由专检人员进行专检。

　　五、结语

　　本焊接工艺在河北省京石线天然气管线、河北省石邯线天然气管线两个国家重点项目中得以充分检验，获得良好的焊接质量，达到了建设单位的高度好评，我公司是河北省第一家具备天然气长输管道焊接安装经验的施工队伍，正因如此，预计本工艺在河北省、乃至华北地区具有重要的推广价值。