摘要：GA級高壓天然氣管道的焊接工藝的介紹。

　　關鍵詞：高壓天然氣;管道焊接;焊接工藝

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

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

　　中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

　　一、前言

　　天然氣長輸管線，屬于國家GA級高壓壓力管道，輸送極易燃氣體，其焊接工藝尤為重要。管線的設計壓力很大;輸送速度極快;牽涉重要大都市、重要工業區的正常生活和生產;管線的穿越地貌復雜。鋼管長期在自然條件下工作，受地下水、土壤、地面侵進物、甚至地震的影響，服役條件及其惡劣，維修非常困難，所以對施工質量尤其是焊接質量要求極高。

　　二、工藝特點

　　管道環形焊縫的焊接總體方案為：現場焊接環形焊口全部采用手工下向焊纖維素焊條根焊、半自動藥芯焊絲焊接填充、蓋面焊接技術。該技術不僅焊接速度快，而且焊接合格率高。焊縫返修口采用上向焊技術(略)。焊后進行外觀檢查、超聲檢驗和射線檢驗。本工藝針對的天然氣長輸管道工程鋼管材質為L360(X52)，管徑以及壁厚為Ф508×7.9，設計壓力6.4Mpa。本工程采用奧太ZX7-400S型逆變焊接電源和Miller XMT304逆變半自動焊接設備及SP32送絲機來滿足本工程焊接施工的要求。

　　三、施工準備工作

　　1、焊工培訓資格審定

　　按照有關標準和焊接工藝規程的要求，對焊工進行針對性焊接基礎理論、焊接質量要求和操作技能的培訓和考試取證。管線施工的焊工取證項目：SMAW-FeⅡ-5GX-2.5/377-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX(K)-5/377-FefS-11/15。

　　2、焊接設備、機具的準備

　　用于管道焊接的主要設備機具是移動式電站(包括XMT304焊機、SP32半自動送絲機等)，內對口器、外對口、管口預熱器、焊材烘干箱，角向磨光機，防風棚等。

　　四、主要焊接工藝

　　1、現場焊前準備

　　◆ 清除坡口及兩側的水、銹、油、污，用鋼絲輪打磨管內外坡口兩側25mm范圍內使其顯現金屬光澤。

　　◆ 組對死口時，短節及其坡口用火焰切割方法制備，現場用角向磨光機打磨掉坡口表面的割渣、氧化皮，用鋼絲輪除去坡口兩側25mm范圍的鐵銹等污物，露出金屬光澤。

　　◆ 嚴格按照焊接工藝評定的規定制作坡口。為有效地防止焊機二線與管子外表面接觸不佳或因固定不牢固而造成管子外表面的電弧燒傷，采用專用連接夾具，焊前在焊縫兩端的管口纏繞一周寬度為0.8m的厚石棉布，以防焊接飛濺灼傷防腐層。

　　2、焊口組對

　　◆ 管道組裝嚴禁采用斜坡口，組對時坡口的間隙、錯邊量誤差等滿足標準和焊接工藝要求。

　　◆ 對于正常的流水作業施工段，采用內對口器組對管口。管子原有焊縫相互錯開距離不小于lOOmm。

　　◆ 直管段兩相鄰環焊縫之間的距離不得小于1.5倍的管徑。

　　◆ 撤離內對器前應完成全部根焊道。

　　◆ 對于死口和無法應用內對口器時，采用外對口器，撤離外對口器前，必須在焊口整個圓周上均勻分布6--8處的定位焊，每一處定位焊長度不小于100mm，且在卸下對口器之前定位焊的長度不得小于管周長的50%。

　　3、環型焊口焊接措施

　　◆ 對于正常地段環形焊口焊接采用下向焊流水作業施工工藝;對于管道焊縫返修采用上向焊方法。

　　◆ 下向焊焊接流水工序為：手工根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊半自動焊接，每道工序由兩名焊工分左右從管頂向管底焊接。焊哪一層的焊工，不能隨意變動，只是為了提高一次合格率時才做調整。

　　◆ 使用的焊條直徑、焊接極性、電流、電壓、焊接速度、運條方法等應符合焊接工藝規程的要求;

　　◆ 下向焊根焊后，由專職砂輪打磨工修磨，清理根焊外表面熔渣、飛濺物、砂輪粉末等，表面缺陷及焊縫中線凸高。修磨時，不準傷害坡口邊緣及管子外表面。修磨時間不超過5分鐘。

　　◆ 各焊層間在保證清理干凈徹底的基礎上，應遵從短時間、快速度的原則。

　　根焊施焊時采用流水作業，每層焊道由兩名焊工同時施焊: 填充以及蓋面施焊時亦采用流水作業，每層焊道由兩名焊工同時施焊，施焊順序如圖所示：其中D=508mm，圖為根焊、填充、蓋面施焊順序:

　　其主要焊接工藝規程詳見附錄。

　　4、焊縫外觀檢查和焊縫修補

　　焊口完成后，將接頭及兩側母材金屬表面上的熔渣、藥皮等飛濺物用鋼絲輪或鋼絲刷清理掉;焊后檢查焊縫，蓋面尺寸應符合下列規定：

　　◆ 寬度：坡口上口寬+(2-4)mm。焊后錯邊量不大于0.15倍壁厚，且不得大于1.6mm，因管子尺寸誤差造成的任何較大的錯邊，都應均勻分布在管子的整個圓周上。

　　◆ 余高：0-1.6mm，局部不超過3mm，且長度不大于50mm，上向焊焊縫余高應小于或等于0.1倍焊縫寬度加lmm，局部不得大于3mm，但長度不得大于30mm，除咬邊缺陷外，焊縫外表面都不應低于母材。

　　◆ 咬邊深度不得大于0.5mm，在焊縫任何304.8mm連續長度中兩側內外咬邊的累計長度不得大于50.8mm;

　　◆ 在焊接過程中，發現缺陷應立即消除修補，外檢超標缺陷則應進行焊接修補，每處焊接修補長度應大于50mm，同一處缺陷修補不應超過二次。

　　5、焊縫返修

　　◆ 無損探傷不合格的焊口，應進行焊縫返修。返修時根焊采用纖維素型焊條+低氫型焊條手工電弧焊，由取得焊縫返修資格的焊工進行返修作業。

　　◆ 根據焊縫返修通知單，明確缺陷位置、缺陷性質和缺陷范圍，然后采用砂輪打磨清除缺陷。

　　◆ 缺陷清除后，修磨出便于焊接的坡口形狀，確認缺陷已清除，坡口及其周圍25mm處應露出金屬光澤。每處返修的焊縫長度大于50mm。

　　◆ 根據缺陷性質和缺陷范圍確認進行焊縫返修還是割掉重焊。當裂紋長度超過焊縫長度的8%;需除去根部焊道的返修焊縫總長超過焊口周長的20%;需返修的焊縫總長超過焊口周長的30%：同一部位的補修及返修累計次數超過兩次的情況下，應割掉整個焊口重焊。當缺陷累計數量和長度低于上述情況時，可進行焊縫的返修。

　　◆ 返修后的焊口，焊工同樣要進行焊縫外觀自檢，用焊接檢驗尺測量焊縫成型尺寸;填好自檢記錄，返修焊接的原始記錄和接頭標記交，焊縫由專檢人員進行專檢。

　　五、結語

　　本焊接工藝在河北省京石線天然氣管線、河北省石邯線天然氣管線兩個國家重點項目中得以充分檢驗，獲得良好的焊接質量，達到了建設單位的高度好評，我公司是河北省第一家具備天然氣長輸管道焊接安裝經驗的施工隊伍，正因如此，預計本工藝在河北省、乃至華北地區具有重要的推廣價值。