天然气管道现场焊接的质量控制

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天然气管道现场焊接的质量控制

2022-05-07 17:40:03 | 浏览次数：

【摘要】随着我国石油天然气及石油化工工业的发展，长输管道作为远距离油气输送的主要方式，其管道建设迅猛发展，面对如此巨大的市场，如此难得的发展机遇，对管道施工技术提出了新的挑战。

【关键词】天然气;管道;焊接;质量

随着社会技术不断进步，长输管道焊接技术也在逐步提高。从国内20世纪50年代第一条长输管道建设开始，长输管道焊接至今已有半个世纪，国内管道现场焊接施工大致经历了焊条电弧焊、半自动焊和全自动焊等发展过程。

１．长输管道现场焊接的特点

管道焊接作为管道施工的重要一环，其现场焊接的高效率和安全可靠性在每条管道的建设中都占着举足轻重的作用。

1.1地形地貌

施工单位没有能力选择理想的施工场地。发现和开采的油气田地处边远地区，地理、气候、地质条件恶劣，社会依托条件较差，给施工带来很多困难。一条长输管道可能会遇到多种地形，如珠海中山天然气管道工程，自南向北途经沼泽、山区、平原以及水网等，地形地貌对焊接有直接影响，所以要因地制宜，选择不同的焊接方法来满足工程的需要。

1.2人文、社会环境

在我国东部的人工密集地区，由于种种原因，施工不能连续进行，往往给现场焊接带来困难。珠海一中山天然气管道工程途经珠海、中山两市，经济发达、人门密集，由于外界因素干扰，造成现场焊接留头多，连头数量增加，质量难以保证，也使焊接成本上升。

1.3流动性施工

长输管道焊接一般采用流水线式施工。珠海一中山天然气管道工程采用打底焊、热焊、填充焊以及盖面焊流水线式作业，施工作业点随着施工进度而不断迁移，与工厂产品生产相比，增加了施工管理、质量管理、安全管理等方面的难度；另外，因受当地人文、地理条件的限制，珠中管道工程为保证施工进度，多次更换场地，来回倒运设备，加大了施工的流动性，对保证焊接质量相对增加了难度。

2.关于焊接材料的质量保证

2.1关于焊接材料的选用和使用

焊接材料的正确选用应该说是保证焊接质量的决定性因素，焊接材料的选择要注意的问题：一是认识上的问题，有些设计单位的图纸上标注“通过焊接工艺评定来选择焊接材料”这种认识是错误的，按JB4708的原理，工艺评定只保证焊接接头的力学性能，其他的一些性能如：接头的抗腐蚀性，高温性能等是通过钢材的研发单位，焊接材料的生产单位来保证；二是选择的焊接材料在所施焊的焊件上正确应用，即不用错焊接材料。

2.2 关于焊接材料使用的建议

近年来，随着国家有关的标准出台和各单位质量意识，水平的提高，各单位根据国家的有关要求和单位的实际情况制订了相应的措施，但时有发生用错焊条的事故发生，对于单一的容器类设备组焊因涉及到的焊材的种类不是太多，焊接材料的领用较容易控制；如对于装置材质种类比较多的情况，可考虑采用以下的措施：(1)制订焊接材料领用卡领取焊材(2)对于重要的设备管线(如高压天然气管道，易燃，易爆介质的合金管线)可考虑可按一定的比例，必要时100％进行光谱检验；(3)目前我国的焊接材料的色标及包装情况不是很好，国家在制订有关的焊接材料标准时可考虑借鉴日本焊条生产的经验，如日本神钢的焊条除顶端有色标外，侧面也有色标(二次色)，这样焊工在焊接时就不容易用错。

2.3关于焊工建议

焊工对于保证工程的焊接质量起着至关重要的作用，因此，焊工的技术水平高低可以反映一个企业的焊接水平的高低，但目前普遍存在的问题是焊工执行工艺卡不严格，甚至有些焊工见不到焊接工艺卡，焊工只凭自己的经验施焊，尤其是对一些要求严格控制焊接线能量的钢种，焊接质量得不到保证。

2.4关于焊工执行焊接工艺的建议

如：长输管线焊接下向焊作业的焊工执行工艺卡必须严格做到，在热焊过程中加固根部焊道，同时补充大量热量，使焊缝保持较高温度，防止产生应力裂纹，同时清除焊道和坡口间的残余焊渣，热焊和根焊焊接时间间隔小于5分钟，层间温度大于100度，如此就能够较好的保证焊接质量。

3.焊接工作质量控制

焊接技术作为天然气管道最重要的、最关键的技术，从某种意义说，焊接质量的好坏就决定了管道建设的质量高低。怎么控制焊接现场质量呢?先了解焊接方法，焊接方法一般有：焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极惰性气体保护焊、等离子弧焊、电阻焊和其他焊接。此工程采用焊条电弧焊(根焊)+自动保护药芯焊丝半自动焊(填充盖面)。对焊接材料的检验也是重要的环节，如在线路焊接中，根焊用E6010填充与盖面用E71T8-NI1J一定要重点检查，有的单位用次品充好，由于天气潮湿，焊条应该用保温桶烘干，潮湿的焊条会对焊口质量造成致命的打击。焊接前一定要清理管道，有时里面有积水，或者有其他杂物，使得管道无损检测无法做出正确判断。组对的时候严禁用强力组对，由于现在好的管工的缺失，使得压力管道在野外组队更加困难。在焊接过程中有的单位只用一名焊工施焊，这是绝对不可以的。管道焊接是2名焊工从两边同时焊接。焊接后的检查重点是6点位置的检查，因为6点位置作业空间相对较小，难度最大、技术要求最高，所以焊口质量问题很多出现在6点位置。焊后无损监理工作，主要是对施工单位已经进行外观检查评定合格的焊口，在提交焊接记录资料的情况下，进行100％焊缝外质量检查，并对外观质量检查合格后的焊口，开单由检测公司进行无损检测(100％RT)，并对无损检测过程进行监理，复查底片质量和焊缝内部质量。无损检测是焊口质量最重要的检测方法，一定要杜绝施工与检测单位私下接触才能保证焊口质量信息的准确度。

在焊接施工中，对接接头的质量比较容易得到保证，而对于一些角接接头，尤其是一些和主管连接的管嘴及小管的插焊接头的焊接质量不容易得到保证，对于前者首先应尽可能多的进行的预制，即这样的接头尽可能在地面等条件比较好的情况下焊接完毕，对于后者则应加强对操作人员执行工艺纪律的检查：即插焊接头组对时应留2-3mm的间隙，同时，接头至少焊接两遍，每遍的焊接起弧点应错开。

4.常见焊接缺陷、形成的原因及预防措施

4.1咬边缺陷

由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，在沿着焊道的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷。咬边不仅减弱了焊接接头强度，而且冈应力集巾容易引发裂纹。

形成原因：在最后盖面焊接时，由于操作不当，或焊接电流过大，电弧过长，在焊缝与母材交接处形成母材缺口或未填满的现象，易造成应力集中或母材强度降低。

预防措施：选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。

4.2未熔合缺陷

焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之问未完伞熔化。

形成原因：焊接速度快而焊接电流小，焊接热输入太低；电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层问清理不彻底，使得焊材与母材间未很好熔合。

预防措施：正确选择焊接工艺参数，焊接热输入，精心操作，加强层间的清理等，提高焊工操作技术水平。

4.3气孔缺陷

焊接时，熔池中的气体在凝同时未能逸出而残下（下转第26页）（上接第8页）来所形成的空穴。

形成原因：焊件表而和坡口处有油、锈、水分等污物存在，熔解在熔池的气体，在熔池冷却过程中，因气体熔解度急剧降低，来不及析出残留在同体金属内形成的。液态铁水有气体，气体没有逸出，在焊道形成后，在焊道中有空洞，就称气孔。