天然气管线焊接施工与技术实践

天然气管线焊接施工与技术实践

于文娟

中石化胜利建设工程有限公司，山东 东营 257000

摘要：结合某城市天然气管线施工实践，从天然气管线焊接施工前准备、天然气管线焊接施工技术要求、天然气管线焊接施工技术等方面，对天然气管线焊接施工与技术进行了论述，以为工程施工提供技术参考。

关键词：管线焊接；天然气管线；施工技术

1天然气管线焊接施工前准备

某城市气源引进工程需要焊接施工作业，需要做好天然气管线焊接施工前准备工作，主要包括管子材料、管道附件、阀门的质量必须符合现行有关标准的规定，并应对制造厂的出厂合格证等进行严格检查，不合格者不得使用。 管材必须符合 ASME B16.10 《Face-to-face and end-to-end dimensions of valves》和 ASMEB36.19M《Stainless Steel Pipe》中关于无缝钢管、直缝埋弧焊钢管的有关要求。 钢管圆度允许偏差不应超过外径允许偏差，钢管的每米弯曲不得大于 1.5mm。管子表面检查无裂纹、气孔及超过壁厚负偏差的锈蚀或凹陷。法兰及紧固件应符合有关标准要求，法兰密封 4 面应光洁，不得有径向沟槽、裂纹、气孔及毛刺。三通、弯头、异径接头应符合 ASME B16.9、ASME B16.11、MSS SP-75、MSS SP-97标准，当其壁厚大于 3.5mm 时，应在端部切出 30°～35°的坡口，并留出 1～2mm 的钝边。管道弯头的使用应符合工艺设计的要求，一般应为 90°、曲率半径为 1.5D 的弯头。

2天然气管线焊接施工技术要求

2.1管道组焊施工准备

参加施工的人员，熟悉管道组对、焊接工艺等技术要求。用电动工具、面纱等对管口内、外表面25mm内的油污、铁锈、毛刺等杂物进行清理，同时将管口10mm范围内的焊缝余高打磨掉并平缓过渡，露出坡口处的金属本色。

用钢卷尺对每个管口进行测量，并标上测量结果，以利于对口时进行调整，保证管径的级配更趋合理。按顺序登记每根钢管出厂时所编写的原始管号、管长、防腐等级编号等基本数据，并现场对管长进行实测。标出实测管长的中心位置，以利于管口组对时，吊点保持正中，避免焊接时产生应力。用卡尺对每根管子的两端进行壁厚实测，并加以记录，将不符合壁厚要求的管子挑出。管口椭圆度超标、有较严重的机械划伤等不合格管子应挑出。对口前，使用专用清管器、专人负责清扫、专人检查，对管子内的杂物进行清除，绝对要保证管内的清洁。每位焊工在作业时都要使用4mm厚500mm宽的橡胶皮，在焊接时覆盖管口两侧，以免焊接过程中飞溅损伤防腐层。

2.2一般要求

参加施焊的焊工必须持证上岗，焊工应掌握焊接系统的组装、拆卸、日常保养、常见故障排除等；负责焊接的技术人员要须熟练掌握焊机的维护、保养、简单故障、焊接缺陷排除等。施工时严格按作业指导书要求进行施焊。每个焊接机组施工初期除严格按照规定的考核段程序进行施工外，还应放慢焊接速度、密切关注检测结果，出现问题及时进行分析整改。每天工作结束或中间休息超过2h，必须在焊接部位的开口端装上一个防尘管帽，不允许将工具及杂物存放在管内。焊接时使用4mm厚，500mm宽的胶皮对焊口两侧的防腐层进行保护，防止焊接飞溅灼伤防腐层。所有参加工程施焊的焊工具有质量监督部门颁发的《焊工合格证》，做到“双证”齐全；熟悉“焊接工艺规程”和“焊接作业指导书”；并遵守焊接工艺纪律。

2.3焊接设备要求

焊接设备必须完好，并有专人负责；焊接设备性能能满足焊接工艺的需要；施焊时，不能在施焊层以外的坡口上引弧，更不允许在坡口以外的管壁引弧。接地线与管子链接采用专用卡具连接牢固，防止地线与管壁产生电弧烧伤管材。预热温度应用测温笔或红外测温仪测量，测温设备须经计量部门检测且在周检期内。

2.4焊接材料的检验

焊条外观应表面光滑、洁净、无破损、无锈蚀、油污、发霉及其它污物；焊丝无锈蚀和折弯。

2.5焊材保管及运输

焊接材料严禁受潮气、雨水、雪霜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%；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2层；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。

3天然气管线焊接施工技术

焊材使用。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，并建立焊材管理库及焊材管理库器材的配备齐全。焊条使用时，应放在焊条桶内，限领2h用量。当天未用完的焊条应回收存放。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。每根焊条宜连续焊完，电焊工应尽量避免断弧现象的发生。焊丝不能烘干，应在干燥通风的室内存放，保持干燥。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。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。焊接材料保管和发放设专人负责，当天没有使用完的焊丝，应从焊车上取下，统一保管，应在干燥通风的室内存放，防止焊丝受潮、油锈污染和折弯变形；焊丝包装应密封完好，焊丝盘结均匀，无乱匝现象；焊丝表面要清洁，光滑，无锈蚀、油污，表面生锈和镀层脱落焊丝不能使用。

焊接环境：在下列情况下，如无有效防护措施（如设防护棚、加热器等）严禁施焊。雨、雪天气；大气相对湿度﹥90%；E6010焊条手工电弧焊，风速大于8m/s；E71T8-A4-K6焊丝半自动焊，风速大于8m/s。

预热要求。对管口预热后应清除表面污垢。应保障在预热范围内温度均匀，预热要求按焊接工艺规程的有关规定执行。环境温度0℃以上时，预热宽度以坡口两侧宽度各不小于100mm为宜。预热宜采用电加热形。≥80℃，层间温度80-150摄氏度，预热温度应在距管口50mm处测量，需测量均匀圆周上的8点。

焊接方式。管道焊接应采用多层焊接，根焊采用氩弧焊打底（焊条为）。施焊时，层间熔渣应清除干净并进行外观检查，烘干后方可进行下一层焊接。

焊接检验。管口焊接、修补或返修完成后，应及时进行外观检查，检查前应用钢丝刷和锉刀清除表面熔渣、飞溅和其它污物。焊缝外观应达到成型均匀一致，焊缝及热影响区表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅、夹具焊点等缺陷。外观检查不合格的焊缝不得申请进行无损检查。焊缝表面不应低于母材表丽，焊缝余高在0～3mm范围内，与母材圆滑过渡。焊缝宽度比外表面坡口宽度每侧增加1～2mm 。咬边深度超过0.8mm的任何长度均为不合格，咬边深度小于0.4mm 的任何长度均为合格，咬边深度在0.4～0.8mm之间，在焊缝任意300mm连续长度上不超过50mm为合格。

外观检验合格后方可进行无损检验。对一般管段管道环焊缝的无损探伤进行100%射线探伤和100%的超声波探伤复检。探伤不合格的焊口应按《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2014的有关要求进行返修。按《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T4109-2013标准执行。超声波检测按《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T4109-2013标准执行Ⅱ级为合格；射线检测按《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T4109-2013标准执行Ⅱ级为合格。