长输管道工程焊接及其质量控制

长输管道工程焊接及其质量控制

作者姓名：

导师姓名：

工作单位：

完成日期：2009 年8 月

作者简介：

男，汉族，24岁，河北乐亭人，2008年7月毕业于，获工学学士学位。现在工作。

指导老师：

姜志阳，机械设备设计所，副总设计师

付国强，机械设备设计所，一级设计师

目次

1. 前言 (1)

2. 焊前准备 (2)

2.1焊接人员 (2)

2.2焊接材料 (3)

2.3焊接用设备 (4)

2.4坡口加工及清理 (4)

2.5定位/组对 (5)

3焊接工艺评定及焊接工艺 (6)

4焊接过程控制 (8)

4.1施焊环境 (8)

4.2焊接操作 (9)

5焊缝返修 (10)

6焊后检查 (10)

6.1焊缝外观检查 (10)

6.2焊缝内部质量检验 (10)

6.3最终检验、试验 (11)

7结论 (11)

参考文献。 (12)

长输管道工程焊接及其质量控制

摘要：长输管道的焊接是压力管道工程的关键环节之一。本文结合川气东送项目，就焊接过程中的焊前准备、焊接工艺评定及焊接工艺、焊接过程控制、焊缝返修、焊后检查五个关键环节概述如何控制管道焊接质量。

关键词：川气东送管道工程、焊前准备、焊接工艺评定及焊接工艺、焊接过程控制、焊缝返修、焊后检查

1. 前言

管道输送是石油天然气运输供给的主要方式之一。管道焊接质量的好坏将直接影响管道安全稳定运行。以川气东送管道工程为例：西起川东北普光首站，东至上海市青浦区上海末站，全程跨越5省2市，是一条贯穿我国东西部地区的天然气输送管道工程（见图1）。川气东送管线与国内外其他管道工程相比，具有线路长、管径大、地形条件复杂、站场多、设计压力高、压力等级多、技术难度大、建设周期紧，设计施工要求高的特点。焊接是贯穿管道施工建设中关键步骤，特别是川气东送管道工程，沿线地形地质条件复杂，气候潮湿、穿跨越地段多，尤其在川渝、鄂西地区，地势起伏、落差大，给焊接作业和焊接质量的保证带来巨大的挑战。因此，控制好管道的焊接质量成为川气东送管道工程建设顺利与否的关键。

图1

工程实践中所遇到的影响焊接质量的因素有很多，诸如焊接方法、焊接设备、原材料的质量、焊接材料的质量及其控制与选择、坡口的加工质量及管道组对质量、焊接环境(环境温度、相对湿度、风速等)、现场条件(如登高或地沟作业等)、焊工素质、焊接工艺的正确性及其具体实施情况等等，本文从上述诸多因素中，归纳整理为焊前准备、焊接工艺评定及焊接工艺、焊接过程控制、焊缝返修、焊后检查五个环节，就如何能有效地使焊接全过程处于受控状态，保证压力管道的焊接质量进行分析总结。

2. 焊前准备

压力管道施工作业前，需对整个项目制定详细的计划表，在作业前进行全面的准备，笔者认为焊前准备应从焊接人员、焊接材料、焊接设备、坡口加工加工及清理定位/组对、几方面着手进行。

2.1焊接人员

对于压力管道焊接，最主要的人员是焊接责任工程师、是质检员、无损检测人员及焊工。

川气东送项目管道线路长，工作量大，施工时间短，施工环境复杂，施工单位多，参加焊接的焊工技术水平参差不齐，在这样的情况下，严格按照规范施工、

检验、考核非常重要。焊接责任工程师是管道焊接质量的重要负责人，主要负责一系列焊接技术文件的编制及审核签发。如焊接性能试验、焊接工艺评定及其报告、焊接方案以及焊接作业指导书等。质检员和无损检测人员都是直接进行焊缝质量检验的人员，因此必须经上级主管部门培训考核取得相应的资格证书，持证上岗，并应熟悉相关的标准、规程规范。所选焊工应是按照现行《锅炉压力容器焊工考试规则》、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定进行考试后，考试结果合格者，持证上岗。确保焊工技术过硬，定期抽查，保证焊缝质量。

2.2焊接材料

焊接材料，特别是焊条和焊丝是直接进入焊缝的填充材料，将直接影响焊缝合金元素的成分和机械性能，必须严格控制和管理。焊接材料的选用应遵循以下原则：

⑴应与母材的力学性能和化学成分相匹配。

⑵应考虑焊件的复杂程度、刚性大小、焊接坡口的制备情况和焊缝位置及焊件的工作条件和使用性能。

⑶操作工艺性、设备及施工条件、劳动生产率和经济合理性。

⑷焊接工人的技术能力和设备能力。

⑸焊材选择还应考虑环境因素及工作介质。

川气东送项目中，在满足以上原则的情况下，针对X70管线钢材料，根据实际情况分析，确定了对于不同的焊接方式所选用焊条、焊丝类型。

手工焊接，焊条应符合AWS A5.1、AWS A5.5和GB/T5118的要求，采用的部分焊条型号如表1：

表1 手工焊接焊条型号

AWS 型号药皮类型焊接位置电流类型

E6010 高纤维素钠型平焊、立焊、仰焊、水平焊直流反接E8018-G 低氢钾型，铁粉型平焊、仰焊、水平焊、立焊交流或直流反接E5515 低氢钠型平焊立焊仰焊水平焊直流反接

半自动焊接，自保护药芯焊丝应符合AWS A5.29的要求，选择E71T8-K6、E71T8-Ni1、E71T8-Ni1J或E81T8-G。焊丝直径：2.0mm。

自动焊接，实芯焊丝应符合AWS A5.28的要求，选择ER70S-G、ER80S-G。焊丝直径：0.9mm。

不同批号的焊接材料在工程使用前必须进行复检工作。

2.3焊接用设备

焊接设备选择得当，对获得良好的焊接质量起到至关重要的作用。川气东送

项目焊接作业为例，采取了手工焊、半自动焊及自动焊的方式，因此在焊接前应

保证所用到的手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全、完好、性能稳定可靠，并应装有在周检（校）期内合格的电流、电压表、压力表。

尽可能选用综合性能指标较好的专用设备，选用焊接设备的原则首选专用，设备

性能指标优中选优。同时对设备要做到正确使用、精心维护。

2.4坡口加工及清理

不同项目对于坡口要求不同，应按照项目要求进行坡口加工处理。川气东送

项目设计规定，管端壁厚相等的对接接头坡口型式参照《输气管道工程设计规范》（GB 50251-2003）附录H“管端焊接接头型式”中H.0.1条执行，外径相同、壁厚

不同的管口进行对接时，按图2的方法进行坡口的过度加工。坡口加工完成后，