油气管道缺陷B型套筒修复焊接及无损检测技术现场应用

油气管道缺陷B型套筒修复焊接及无损
检测技术现场应用
王常顺4
国家管网集团管道工程建设项目部
【摘要】：我国输油气管道输送的介质主要以石油、天然气为主，大部分油气管道因建设时间早，运行时间较长，管道输送距离长、运行条件复杂，管道铺设时条件恶劣，焊接质量等因素难免产生大量缺欠及缺陷，多年高压运行缺陷逐渐扩大，经内检测初步检测后通过开挖验证发现大量不可接受的缺陷，因此近年长输管道的缺陷修复的数量大大增加，缺陷修复主要采取的方式为换管或B型套筒修复，本文主要介绍B型套筒焊接及其无损检测技术的现场应用。

关键字：油气管道；B型套筒；焊接；无损检测。

对于高钢级长输管道缺陷修复，前期国内管道B型套筒普遍采用钢级较低的Q345R，但因管道承压要求其B型套筒厚度较大，从而增大了焊接的工作量大，且易产生各类焊接缺陷。

如今现场一般采用X65、 X70 钢级的B型套筒及其配套技术，其高钢级的优势可使套筒壁厚降低20%左右，减少现场焊接工作缩短修复时间。

一、B型套筒焊接
B型套筒通常针对管径DN600~DN1000的管道进行修复，因其焊缝结构一般采用SMAW手工电弧焊，焊条采用Ф3.2mm E9018-GH4R焊条。

如今B型套筒自动焊技术已经开始运用在高压、高钢级管道上，其具有表面成型好、焊接质量高、减少劳动强度、节省焊接用时等诸多优点。

焊接前注意事项：1）对焊接位置对应的原始管道位置进行壁厚测量，保证其壁厚符合相关标准要求；2）B型套筒焊接为在役焊接，应调节管道运行压力符
合GB/T 36701-2018附录A带压施焊的压力相关要求；3）调节管道内介质的流
速至工艺要求范围内；4）套筒母材坡口面应进行磁粉或者渗透检测，以防止坡
口面存在影响焊接的缺陷。

B型套筒组队完成后应对其焊接位置进行预热，一般采取的方式为火焰加热
或者中频加热，加热温度应符合相关工艺的要求，如在焊接过程中中断，继续焊
接前应重新加热至要求的温度。

焊接使用的低氢焊条在使用过程中存放在保温桶内，随用随取。

焊条应在烘干后 4 小时内使用，超过 4 小时的低氢焊条应重新
烘干后使用。

焊接时采用分区分段的对称焊，可以两人或四人同时焊接，焊接顺序应按照
工艺要求执行。

焊接时应在主体管道上焊接垫层，当垫层完成后，焊接回火焊道，回火焊道即是盖面焊道的一部分，垫层(或预堆层) 尽量接近护板，但不能与护
板连接，如图1所示:
图1 回火焊道及垫层焊接
退火焊道的焊接应在填充焊完成 30%~50%时进行，宽度距离坡口边缘小于
3mm，退火焊道选用直径3.2mm 焊条，焊后打磨至1mm 左右，如图2所示:
图2 盖面焊接及焊接顺序
在焊接过程中应特别注意：坡口和每层焊道上的锈皮及焊渣，在下一步焊接前应清除干净，否则容易出现夹渣、气孔等缺陷。

焊接过程中发现的层(道)间焊接缺陷，应采用打磨、焊接等方式立即进行修补。

焊接完成后应对套筒进行热处理，防止快速冷却造成的氢致裂纹等问题，一般采取中频保温，温度及时间应符合相关工艺要求。

二、B型套筒的无损检测
现场B型套筒焊接完成后，一般采取超声、磁粉及相控阵对套筒角焊缝及纵焊缝进行无损探伤。

磁粉检测对焊缝的表面及近表面缺陷进行检测，相控阵通过焊缝结构的建模对内部缺陷进行检测，对于相控阵超声波检测的结果进行超声波复核。

检测时机一般为焊后、焊后24及48小时分别进行检测一次。

焊缝表面由于焊工水平、电流等因素会导致角焊缝及纵焊缝存在外观上的一些缺陷，如外观成型不良、咬边及表面气孔或者未熔合的缺陷，若焊后热处理不规范，甚至可能会导致表面裂纹的出现，这些缺陷在磁粉检测前应进行外观检测，发现后应及时打磨消除。

针对某处B型套筒修复后纵缝及角焊缝进行无损检测（焊后），相控阵发现下游角焊缝上存在2处超标缺陷见表1，相控阵检测图谱见图3、图4。

表1 相控阵检测结果
图3 1#缺陷相控阵图谱图4 2#缺陷相控阵图谱
由缺陷评定结果来看，该B型套筒下游角焊缝上存在的2处缺陷，依据标准SY/T4109-2020，2处缺陷均为波幅高度超过80%的线状缺陷，故评定为IV级。

由相控阵扇扫图可以看出第一处缺陷是从套筒侧检测出来的，缺陷位于角焊缝内部；第二处为原始管道侧检测出来的缺陷，缺陷位于打底焊接部位。

现场对2处缺陷进行返修，均发现缺陷，如图5、图6所示。

图5 1#缺陷返修
图 图6 2#缺陷返修图
由图可见，第一处缺陷为类似夹渣的条状缺陷，第二处为密集气孔，且气孔直径较大，引起焊接缺陷的原因可能是层间的清渣不够彻底，焊条受潮等原因，应在后期的焊接过程中引起注意。

在对缺陷进行返修后应当对返修后的焊口进行超声、磁粉及相控阵复检，为预防产生延迟裂纹，应在返修后24小时及48小时再次进行相应检测。

三、小结
B 型套筒在油气管道缺陷的修复中有大量的优势，如管道无需停输，对管道正常运行影响较小，施工量小，成本低等优点，在现场管道修复中使用较多。

SY/T 6649―2018《油气管道管体缺陷修复技术规范》及GB/T 36701―2018《埋地钢制管道管体缺陷修复指南》等相关规范，B 型套筒已可作为永久性修复方式，
适用于包括泄漏及环向缺陷在内的多种管体和环焊缝缺陷修复。

但在现场焊接中，应对焊接工艺及人员做到现场监督，严格按照施工工艺及标准规范要求进行施工。

参考文献：
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