高压天然气管道焊接工艺选择及质量控制.pdf

第 3 4 卷第 1 期 2 0 1 5 ． 0 1 建设 管理 高压天然气管道焊接工艺选择及质量控制 姬 玉 媛 唐山工业职业技术学院 摘要 焊接工艺主要 包括焊接 前准备 、施 工、焊接后 防护三个阶段 。高压天然气管道焊接 工艺的最核心 内容是焊接方法 ，焊接方法的选择 即确定 了焊接工艺的实施过程 。焊接 方法选择 是管道焊接 工艺选择 的最主要 内容 ，当前 正在使 用和推 广的管道焊接 方法很 多，如焊条 电弧 焊 、手 工钨极氩弧 焊、熔化极 气体保护 焊、 自保 护药芯焊丝电弧焊、埋弧 自动焊 、闪光对焊 等 ，焊接材料选择 需要 综合考虑焊接材料环保 、力学、安全、韧性等性能，还要 考虑焊接 区域 气候环境 ，它直接 影响 了焊接质 量的好 坏。质量控 制技 术措 施主要 是针对人 员操作 、设备选 型、材料选择等进行控制，采用技术手段确保焊接质量达到 目标要 求。 关键词天然气管道 ；焊接工艺 ；治理 ；质量控制 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 1 ． 0 3 7 1 焊接工艺及质量控制 高压天然气管道 焊接工艺是一项特 殊操作工 艺 ，施工过程具有一定的危险性 ，焊接质量好坏对 工程应用也具有重要影 响。焊接工艺涉及焊接方 法、焊接步骤、焊接材料、设备工具、焊接操作人 员等各个方面u 。焊接工艺主要包括焊接前 准备 、 施工 、焊接后 防护三个阶段 ，主要操作工艺有 打 底 、中层施焊 、盖面及检查记录等 。 高压天然气管道焊接质量控制主要是指采取一 系列的有效措施和方法 ，降低焊接过程存在的失 误 、过错和风险 ，避免不正当的操作和其他原因引 起焊接质量 的缺陷 ，以达到控制焊接质量的效果 。 管道焊接质量控制是要控制影响焊接质量的因素 ， 解决质量控制易发生的问题。 2 工艺选择 高压天然气管道焊接工艺 的最核心 内容是焊接 方法 ，焊接方法 的选 择即确定 了焊接工艺 的实施 过程 。 2 ． 1 焊接方法 焊接方法选择是管道焊接工艺选择的最主要内 容 ，当前正在使用和推广 的管道焊接方法很多 ，如 焊条电弧焊 、手工钨极氩弧焊、熔化极气体保护 焊 、自保护药芯焊丝 电弧焊 、埋弧 自动焊 、闪光对 焊等 ，要选择合适的、匹配的 、良好稳定 的焊接方 法 比较 困难 ，必需要遵循科学原则选择焊接方法 。 我 国高压天然气管道焊接工艺主要以 自保护药 芯焊 丝半 自动焊和熔化极 活性气体保 护 自动焊为 主。在全位置单 面焊双面成形技术中 ，根焊可采用 传统低氢型焊条进行上 向焊接或高纤维素型焊条进 行下 向焊接来完成 ；针对大 口径管道焊接还开发出 了焊接效率更高 的活性气 体保护双焊炬 自动外 焊 机 ；对于填充盖面焊 ，小管径管线安装焊接以药芯 焊条 电弧焊 包括铁粉低氢型下向焊条和高纤维素 型下 向焊条 和 自保护药芯焊丝半 自动焊为主，大 管径 、厚壁管线安装焊接 以自保护药芯焊丝半 自动 焊和高速熔化极活性气体保护 自动焊为主。经全面 分析归纳后 ，得 出焊接方法选择应 当遵循的原则 ， 如表 1 所示 。 2 ． 2 焊接材料 焊接材料选择是高压天然气管道焊接工艺选择 表 1 高压天然气管道焊接方法选择原则 遵循原则 适用条件 优缺点 焊条电弧焊优先原则 埋弧 自动焊优先原则 熔化极气体保护焊优 先原则 药芯焊丝 电弧焊优先 原则 闪光焊优先原则 对于管线直径小 于6 0 9 mm，而且管线长度 1 0 0 0 k m以下 的管线的安装焊接以及其他焊接方法难以进行的场合 直径小于 4 0 6 mm，大壁厚的长输管线在运输以及路况均 无 问题 时 ，埋弧焊是双联管或 三联管施工 的最佳选 择 对于直径大于6 0 9 m m、壁厚较大的长输管线在埋弧焊使 用条件受 到限制 的情况 下 ，考 虑熔化极 活性 气体保 护焊 对 于大直径、大厚壁钢 管的填充焊 与盖面焊 ，是一种好 的焊接 工艺 仅适合 于近乎平 直段 管线的安装焊接 需 要的设 备少 ，维修 费用低 ，施工技术比较成熟 、适应 性 强 高效率、高质量，缩短了铺设作业的周期；但是使用条 件限制高 含氢量低，焊丝的成分和制造要求比较严格；投资大， 设备和人员要求高，必须考虑所要求的高级维护 具有抗风能力强、焊缝含氢量低、效率高等优点；焊接 生产率高、焊口合格率较高、工艺性能好 效率较高，对环境的适应能力很强 一 6 2一 油气田地面工程 h t t p ／ ／ w v c w ．y q t d mg c ．c o rn 第3 4 卷第 1 期 2 0 1 5 ．0 1 建设管理 的重要 内容 ，需要综合考虑焊接材料环保 、力学 、 安全 、韧性等性 能 ，还要考虑焊接区域气候环境 ， 它直接影响了焊接质量的好坏 ，焊接材料的选择见 表2 。 表2 高压天然气管道焊接材料选择 焊材选择 选择内容 焊条 一般选择高纤维素型或者铁粉低氢型的全位置立焊焊接 的焊条 焊丝 选择实心焊丝和药芯焊丝两种 保护气体选择二氧化碳和氧化性混合气体 焊剂 根据焊剂的类型、焊剂与焊丝的匹配特陛、冶金l生 能、工 艺性能、 粒度、含水量、机械夹杂物、硫磷含量等选择 焊接选择要求较高，一般遵循的原则有①充 分考虑焊材强度和韧性；②选取有效减少焊缝金属 中扩散氢含量的焊材；③仔细分析并考虑焊材的熔 敷率 ；④根据焊接质量和周 围影响考虑焊材的工艺 性能 ；⑤根 据不 同的焊接母 体和力学性能选 择焊 材；⑥尽量根据以往经验选择符合实际的焊材。 3 质量控制 3 ． 1 控制方法及遵循原则 质量控制是高压天然气管道焊接工艺 的最重要 工作 ，质量 控制工作应坚持“ 质量第一 、预 防为 主”的方针 和系统性原 则 ，对焊接工艺涉及 的人 、 物、管理、环境、材料等方面进行系统性分析，对 各个方面和环节进行不断改进 ，最终促使焊接质量 得到有效控制和保障。 管道焊接质量控制应建立质量保证体系 ，明确 各项任务 、职责 、目标 、要求并进行监督考核 ，管 道焊接质量控制应采取 P D C A的循环控制方法 ，并 不断改进和完善。 3 ． 2 焊接质量控制内容 3 ． 2 ． 1 管理措施 1 焊接前管理 准备工作。一是在焊接施工前 制定各项工艺操作规 范及管理制度 ，结合具体实 际 进行不断完善和改进 。建立科学的质量保障体系 ， 确保 各项施工 质量达标 。二是严 格检查和记 录工 作 ，对使用的焊接材料 、工具 、操作等进行详细检 查和记 录，确保与设计方案一致。 2 操作过程管理工作 。设立现场监护人员 ， 对焊接施工工具选择 、各项参数设置 、施工流程步 骤等必须按照施工方案进行 ，确保从源头上控制 质量 。 3 做好施工质量和安全评估工作。对完成的 每一项工作进行施工后质量评估，发现问题及时采 取适当措施进行解决。 3 ． 2 ． 2技 术措 施 质量控制技术措施主要是针对人员操作、设备 选型 、材料选择等进行控制 ，采用技术手段确保焊 接质量达到 目标要求。 1 焊接工艺控制。天然气管道焊接施工前务 必按照标准进行焊接工艺评定 ， 按照评定书和焊接 工艺指导书编写科学完善 的焊接工艺卡 ，施工技术 人员和班组要进行书面的技术交底 ，相关材料需交 送质量检查员一份。不同焊接工艺、不同管道分开 记录填写 ；对焊接位置 、工艺号要清晰注明 ；质量 控制员要严格对焊接工艺卡进行检查和治理控制 ， 做好记录。 2 施工人员、设备及焊材控制。保证焊接质 量一是要求所有参与焊接施工的人员都必须经培训 考核合格并取得相应资格 ，上岗焊工必须在合格证 书范 围内承担相应焊接工作 ，包括现场监护人 、质 量控制员 、检验员等都必须是专业人员 ；二是要求 焊接设备、器材、仪表性能良好，严禁超负荷及故 障使用 ；三是严格控制焊接材料的采购验收、保 管、发放及使用等几个环节 ，做到合理 、科学、 高效 。 3 焊接环境控制。应采取措施确保合理的焊 接作业环境，一是确保环境温度 ， 保证焊接不受影 响；二是确保风速不超过焊接方法的规定值；三是 对焊接电弧 l m范 围内的湿度进行控制 ；四是研究 在下雨 、暴风、下雪等恶劣天气下进行焊接作业。 4 焊接操作及检验控制 。对天然气管道焊接 施工中容易发生问题的承插焊 口、凸台焊 口、三通 焊 口、计量孔板焊 口、管道支 吊架焊接 、管托焊缝 质量等设置 专 门的工艺条件 ，并 进行检查确保合 格 。检验 员要对焊接焊 口、数量 、质量等进行检 测、探伤，确保管道操作及检验合格，保障质量。 5 焊接后质量控制。焊接施工后 ，对焊 口外 观质量 、管道标记 、焊 口标记 、检测报告及现场记 录等必须逐一审核 ，出现问题及时解决 ；对焊接工 艺涉及 的资料进行整理 ，做到完整 、及时 、准确 ， 符合要求后再进行移交。 参考文献 [ 1 ] 杨 文忠 ．油气 管道 焊接 工艺及 质量 控制 [ J 】 _油 气 田地面工 程 ， 2 01 4．3 3 33 3 3 4 ． 栏 目主持焦 晓梅 油气田地面工程 h t t p ／ ／ ww w． y q t d mg c ． c o rn 6 3