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1、大港石化济南枣庄成品油管道工程线路工程施工 第四标段技术部分附件10:主体焊接施工方案一.编制依据1.1大港石化济南枣庄成品油管道工程线路工程施工招标文件；1.2管道下向焊接工艺规程（SY/T4071-93）；1.3油气管道焊接工艺评定方法（SY4052-93）；1.4石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级（SY4065-93）；1.5钢质管道焊接及验收规范（SY/T4103-93）；1.6石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级（SY4056-93）；二.工程概况大港石化济南枣庄成品油管道工程第4段山东省德州市的武城县、平原县、禹城县、齐河县段，桩号从CB001CF001，管线全
2、长101.3Km设计压力为8.0Mpa，选用的钢管为L360的ERW钢管，管径为D355.6。管道壁厚分为5.6mm、7.1mm。三.焊接方法的选择根据该管线的设计要求、我单位焊接施工经验，为提高焊接生产率，保证工程质量，针对本工程特点，结合我单位焊接装备、焊工技术水平计划采用采用手工电弧下向焊打底、填充、盖面方法进行主体管线的全位置下向焊接，同时采用手工电弧焊进行焊缝返修。手工电弧焊手工电弧焊具有工艺简单、轻便灵活、受环境影响小的特点，因此，在本标段的主体管线焊接和返修焊接中采用该焊接方法，四.焊接施工4.1手工电弧焊根据管道工程的焊接实践经验，和本标段施工条件，对于管道的焊接采用手工电弧焊
3、打底、填充、盖面方法进行主管线的全位置下向焊接，采用纤维素型电焊条E6010进行焊接。4.1.1焊接施工程序 坡口清理管口组对焊前预热焊接设备准备焊接焊后保温焊接检验焊缝返修4.1.2施工技术措施1）坡口清理 使用电动钢丝刷或砂轮机将坡口两侧25mm范围内的起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其它影响焊接质量的有害物质清除干净，使焊接表面均匀、光滑，并呈现出金属光泽。错边量小于1.6mm2.0-3.0mm1.2-2.0mm4450图4.1-1 坡口组对形式2）管口组对采用内对口器进行管口组对，在无法应用内对口器时，应采用外对口器。采用内对口器或外对口器焊接时，根焊道须全部完成或完成50%以上方
4、可将其撤除，组对时两相邻管的螺旋焊缝在对口处应相互错开，距离不小于100mm。对局部超标错口要用8磅大锤与紫铜垫板矫正，坡口组对的形式采用“V”型坡口，其要求参见图4.1-1。（1）一般地段采用内对口器对口。连头、弯头、弯管等特殊点采用外对口器对口。（2）管口清理与组对焊接的间隔时间不宜超过2小时，以避免二次清口。 （3）对口前应再次核对钢管类型、壁厚、防腐层类型及坡口质量，必须与现场使用要求相符合。（4）采用2台吊管机对口，起吊管子的尼龙吊带宽度应大于100mm，吊装活动管的尼龙吊带应放置在已划好的中心线处进行吊装。（5）管口组对基本要求：见表管口组对基本要求序号检查项目组装要求1坡口符合“
5、焊接工艺规程要求”2管口清理（10mm范围内）和修口管口完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺3管端螺旋焊缝或直缝余高打磨端部1505mm范围内焊缝余高打磨掉，并平缓过渡4两管口螺旋缝或直缝间距错开间距不得小于100mm弧长5错边量沿周长均匀分布，且当壁厚为14.6mm时，不大于2mm；当壁厚为17.5mm时，不大于2.2mm；当壁厚为21.0mm时，不大于2.5mm；当壁厚为26.2mm时，不大于3mm；6钢管短节长度不小于1.5m7相邻或方向相反的两个弯管中间直管段长不小于1.5m8管子对接不允许割斜口。由于管口没有对准而造成的3以内的偏斜，不算斜口。不相邻壁厚等级的接口中间必须插入中间壁厚的
6、钢管一根，同时，对厚壁管按要求打内坡口。9过渡坡口厚壁管内侧打磨至薄壁管厚度，锐角为1430。10手工焊接作业空间不小于0.4m11半自动焊接作业空间沟上焊距管壁不小于0.5m。沟下焊管壁距沟壁不小于0.8m，管壁距沟底不小于0.5m。12自动焊接作业空间不小于0.5m（6）一般地段均采用沟上组装，每个管子下面应设置1个管墩，管底与地面的距离为0.5-0.7m。管墩可用土筑并压实或用装填软土的草袋堆筑。（7）采用内对口器时，根焊道须全部完成方可将其撤除，移动时，管子应保持平衡。（8）采用外对口器时，根焊道须完成50%以上，且焊完的焊道沿管周长方向均匀分布，但对口支撑或吊具则至少在完成全部根焊道
7、后方可将其撤除。移动时，管子应保持平衡。3）焊前预热由于施工期间在华北的冬季，管材属于高强度钢，所以管道焊接应进行适当的预热才可保证焊接质量，管口预热的范围为坡口两侧各75mm，预热温度为100-150。管口预热采用中频电感应加热或环形管口火焰预热器以保证管口加热均匀，温度测量采用测温笔或表面测试计，并在距管口50mm处测量，预热完成后应立即进行根焊道的焊接。环形管口火焰预热器的形式参见图4.1-2。管道喷嘴螺栓连接进气孔滚轮图4.1-2 环形管口预热器预热示意图4）焊接设备准备（1）焊接电源：焊接电源采用野外自行电站（二弧焊机），该电站配备美国林肯多制式焊机DC-400，可同时满足半自动焊接
8、及手工焊接，半自动焊接前应将该焊机的电源外特性调至平外特性处。（2）焊枪：焊枪采用QY-93 型。5）焊接根据管道壁厚及焊接方法，确定不同壁厚管道的焊接顺序及各层的焊接工艺参数分别见4.1-1和表4.1-2。其中填充与盖帽焊也采用同种焊条进行焊接。表4.1-1不同壁厚管道焊接顺序壁厚(mm)根焊填充焊盖帽焊5.61117.1121*表4.1-2 焊接工艺参数焊道名称焊材牌号直径(mm)极性电压(V)电流(A)焊接速度(cm/min)根焊E60103.2DC-24-3770-1309-15填充E60103.2DC-24-3770-1309-15盖帽E60103.2DC-24-3770-1309-
9、15注：DC-表示焊条或焊丝接负。 (1)一般焊接技术措施 a.每层焊道由两名焊工在管口两侧对称同时起弧自管顶向管底施焊，起弧时为防止电火花击伤母材，应采取专用地线卡与管道接触，见图4.1-3。铁板圈（=2mm）40mm橡胶绝缘套（=3mm）10-12 mm钢筋约60mm管道胶皮图4.1-3 专用地线卡连接示意图 b.焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上，严禁在坡口以外的钢管表面起弧。必须在每层焊道全部完成后，才能开始下一层焊道的焊接。 c.根焊完成后，由专职砂轮工用电动砂轮机修磨清理根焊道表面的熔渣、飞溅物、缺陷及焊缝凸高，修磨时不得伤及钢管外表面的坡口形状。 d.根焊结束后立即采用手工
10、下向焊进行热焊，使用直接短路引弧法进行引弧，在焊接过程中，焊条不摆动，采用直线运条的方式焊接。 e.填充焊接时，由于坡口宽度的增加，焊条要作适当的摆动，为避免发生熔池满溢、气孔和夹渣等缺陷，焊接速度要控制适当以保持熔池前移。 f.盖帽焊前坡口应填满，剩余坡口深度不应大于1.6mm，盖帽焊接的送条速度应与填充焊的相同或略低一些。g.手工焊焊接时，焊条与管口成45-60，焊接位置示意图参见图4.1-4。45-60焊枪管 道图4.1-4 焊接位置示意图(2)特殊条件下焊接技术措施a.环境风速较大时管道防风棚吊钩4.1-5 防风棚防护示意图允许施焊的环境风速为小于8m/s。当环境风速影响到焊接操作时，
11、应采取有效的防风措施进行焊接区域的防护，根据以往施工经验，我们通常采用的方法是在每道工序上用防风棚进行防护，其防护示意图参见图4.1-5。b.环境湿度较大时允许施焊的环境湿度小于90%。当环境湿度较大时，应采取必要的加热措施将管口烘干，具体方法同管口预热方法。c.环境温度较低时允许施焊的环境温度不低于5，如无防护措施应停止焊接作业，当环境温度低于5时，不但要对管口进行预热，还应对焊道进行焊后保温。6）焊后保温(1)焊后先不打药皮，这样可起到焊道缓冷的作用，待焊道完全冷却后再敲掉药皮，把焊道清理干净。(2)当环境温度低于5时，应采取焊后在焊道上加盖保温被的措施以防止焊道急骤降温，具体做法是：用喷
12、灯烘烤石棉被至80以上，然后立即将完成的焊口趁热裹上并盖上毛毡，用橡皮带捆紧。保温时间至少在半小时以上，保温示意图见图4.1-6。12345图4.1-6保温示意图 （1-管段 2-石棉被 3-毛毡 4-橡皮带 5-焊口）7）焊接检验(1)管口焊接完成后应及时进行外观检查，检查前，应用锉刀清除干净接头表面的熔渣、飞溅及其它污物。焊缝外观应均匀一致，焊缝余高不大于2mm，余高大于2mm需打磨。除咬边外，焊缝外表面不得低于母材表面。(2)焊后错边量不应大于1.6mm，焊缝宽度比外表面坡口宽度每侧增加0.5 mm -2.0mm。(3)咬边深度不得超过0.5mm。咬边深度小于0.3mm的任何长度均为合格
13、。咬边深度在0.3-0.5mm之间时，单个长度不得超过30mm，累计长度不得大于焊缝圆周长度的15%。(4)所有焊口外观检查合格后进行超声波探伤及RT射线探伤。超声波探伤的合格级别为石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级SY4056-93中的级，RT射线探伤的合格级别为石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级SY4065-93级。射线探伤应在完成焊口24小时后进行。8）焊缝返修(1)焊接过程中，发现不合格的非裂纹缺陷应立即清理修补，修补前使用电动砂轮机将缺陷清除，每处修补的长度应大于50mm。相邻两修补处的距离小于50mm时，按一处缺陷进行修补，每处缺陷修补不超过二次。(2)对无损
14、探伤不合格的焊口应进行返修，返修前，应将各种缺陷全部清除干净，并按要求进行预热处理。(3)对出现的裂纹缺陷，当裂纹长度小于焊缝长度的8%时，经业主同意可以进行返修。否则，对所有出现的裂纹焊口，应割除重焊。(4)返修焊接工艺采用上向焊的手工电弧焊焊接工艺。 (5)缺陷返修完成后，采用原探伤方法进行无损检测。4.1.6下向焊接流水作业平面布置图：见图4.1-7。注：H表示焊接，P表示清理H7P6P5焊接前进方向H1H5P3H3P113121110987654321H8H6预热对口检查修口P4H4P2H2检查清理盖帽清理填充清理热焊清理根焊图4.1-7 下向焊接流水作业平面布置图4.2手工电弧焊返修焊接 返修焊缝一般长度较短且数量少，在确保工程质量的前提下，综合考虑经济因素，返修焊接采用手工电焊条焊接。4.2.1返修焊接程序 缺陷的标注缺陷的清除坡口检查预热焊接无损检验4.2.2返修施工技术措施1）标注缺陷 根据对焊接质量的检查结果，由检验人员和参加返修的焊工用记号笔对缺陷部位作出标记，并确定缺陷的性质、尺寸。2）清
