天然气管道安装焊接技术的应用(精)

天然气管道安装焊接技术的应用

一冶工安公司

吴梦先随着石油天然气及石油化工工业的高速发展, 长输油、气管道加速朝着大口径、高压力输送方向发展。与其相配套焊接技术的掌控程度已成为长输油气管道工程施工成败的关键, 它直接关系到工程质量、施工效率、施工成本、以及管线运行期间的安全性、可靠性和经济效益。针对长输油气管道工程焊接施工特点, 本文以“武汉市汉口煤气厂至三金潭段天然气管道工程”为例, 论述天然气管道安装焊接技术应用特点。1工程概况

“武汉市汉口煤气厂至三金潭段天然气管道工程”, 2. 5MPa ,管材为

L290<711×11mm 螺旋缝双面埋弧焊钢管, 。本工程管道沿武汉市中环路敷设, 穿越城市主干道2、土堤1处, 与中环路配套施工。2该天然气管道工程, 具有长输管

道工程的所有特点, 即:

(1 相对流动性。管道与输送介质之间是相对流动的, 因此要求管道内部, 特别

是管壁内焊口部位尽可能光滑, 以利减少摩阻力。

(2 固定性。天然气管道埋于地下, 除改造、敷设新线路等特殊原因外, 管道一

般不会发生位移。(3 输送的连续性。天然气管道一旦建成、投产, 一般情况下应连续运行。

(4 威胁性。天然气属易燃易爆气体, 在役运行的天然气管道穿越中心城区对地面建、构筑物或区域长期构成威胁。

(5 潜在的危险性

。天然气管道除特殊地形、特殊要求外, 一般均为地下敷设, 建设中未检出的缺陷在运行中不易发现, 存在不可预见的潜在危险。

上述特点说明, 天然气管道工程质量是确保安全运行和延长使用寿命的决定性因素。而天然气管道敷设则完全依靠焊接而成, 因此焊接质量在很大程度上决定了工程质量, 焊接工序是天然气管道施工的关键环节。而管材、焊材、焊接工艺以及焊接设备等是影响焊接质量的关键因素。

3焊接特点与难点

(1 流动性施工对焊接质量的影响。施工作业点随着施工进度而不断迁移, 与工厂化生产相比, 施工、质量、安全等各个方面的管理都增加了难度; 因此, 焊接质量的保证也增加了难度。

(2 地形地貌对焊接质量的影响。施工单位不能主动选择理想的施工场地, 该天然气管道工程将穿越城市沟渠、箱涵、土堤等处, 可能会遇到多种地形, 焊接位置复杂, 焊接难度大。

(3 气候环境对焊接质量的影响。本工程管道焊接主要集中在夏季及雷雨风暴较多的期间内, 气候环境条件的影响, 增加了焊接质量控制难度。

(4 现场焊接时, 采用对口器进行管口组对。为提高作业效率, 一般在对好的管口下垫置枕木或土堆, 在焊接前一个对接口的同时, 开始下一个对接口的准备。由于钢管热胀冷缩的影响, 在碰死口时因对口不8

52007年第2期

管理与技术

当容易造成附加应力而导致焊接出现质量问题。

(5 现场焊接位置多为管道水平固定或倾斜固定对接, 包括平焊、立焊、仰焊、横焊等焊接位置。对焊工的操作技能要求更高、更严。

(6 施工环境对焊接质量的影响。该天然气管道穿越城市主干道, 由于种种不可预见的因素, 导致施工不能连续进行, 往往给焊接带来困难; 外界因素的干扰, 造成现场施焊接头数量增加, 质量难以保证, 使得焊接成本上升。

(7 焊接质量要求高。根据《钢质管道焊接及验收》(SY ΠT 4103 的规定, 焊缝超声波探伤比例100%, 合格级别为Ⅱ级; 焊缝X 射线探伤比例为20%, 合格级别为Ⅱ级。穿越段进行100%X射线探伤, 合格级别为Ⅱ级。

4管道施工焊接技术

4. 1国内外管线常用的焊接技术

国外管道焊接施工经历了手工焊和自动焊的发展历程。下向焊。在管道自动焊方面, , 里。其显著特点在于效率高, 环境适应能力强。美国统, 由管端坡口机、内对口器与内焊机组合系统到目前为止, 累计焊接管道长度超过30000千米。法国、, 此技术已成为当今。

, 七十年代采用传统焊接方法, 低氢型焊条手工电弧焊上向焊操作技术, 同时研制开发了纤维素型和低氢型向下焊条, 与传统的向上焊工艺比较, 向下焊具有速度快、质量好, 节省焊材等突出优点, 因此在管道环缝焊接中得到了广泛的应用;90年代初开始推广自保护药芯焊丝半自动手工焊, 有效地克服了其它焊接工艺方法野外作业抗风能力差的缺点, 同时也具有焊接效率高、质量好且稳定的特点, 成为现今管道环缝焊接的主要方式。

归纳目前国内外管道常用焊接方法主要有:

(1 手工焊, 包括药皮焊条电弧焊(S MAW 、手工钨极氩弧焊(TIG ;

(2 半自动焊, 包括熔化极气体保护半自动焊[含活性气体保护STT (Surface T ension T rans ferT M 半自动焊、半自动熔化极氩弧焊(MIG 、半自动活性气体保护焊(MAG ]、自保护药芯焊丝电弧焊(FC AW ;

(3 熔化极活性气体保护自动焊(AW ;

(4 埋弧自动焊(S AW 、电阻焊-闪光对焊(F BW 等。

4. 2本工程中应用的焊接技术

在上述对国内外管道焊接技术分析的基础上, 结合本工程实际情况, 因工程选用管材为L290<711×11螺旋缝双面埋弧焊钢管, 其管径和壁厚都较大, 同时鉴于公司目前焊接设备配备状况, 在管道连接中采用手工氩电联焊技术, 即:手工钨极氩弧焊(TIG 打底、手工电弧焊盖面的组合焊接技术。

4. 3焊接工艺

(1 焊接工艺评定:

为检验制定的焊接工艺技术的可靠性和可操作性, 施工前, 按JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》、SY ΠT 4103《钢质管道焊接及验收》及G B50236-98《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》标准规定的指标进行的焊接工艺评定, 报监理进一步确认。并根据工艺评定编制相应焊接工艺作业指导书, 指导现场焊接施工。工艺评定适用范围见下表1。

(2 焊接工艺指导书中制定了相应焊接工艺控制技术参数(见表2 及焊接材料(见表3 。(3 焊接接头坡口形式:

在施工现场采用坡口机加工管件坡口, 坡口角度为32. 5°±2. 5°, 钝边为1. 5±0.

75mm ; 加工好坡口的

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