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1、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2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I目次1.前言.12.焊前准备.22.1 焊接人员.22.2 焊接材料.22.3 焊接用设备.32.4 坡口加工及清理.32.5 定位/组对.43 焊接工艺评定及焊接工艺.44 焊接过程控制.64.1 施焊环境.74.2 焊接操作.75 焊缝返修.86 焊后检查.86.1 焊缝外观检查.86.2 焊缝内部质
2、量检验.86.3 最终检验、试验.97 结论.9参考文献。.9第 1 页 共 6 页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摘要摘要：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
3、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。第 2 页 共 6 页图 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
4、、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.焊焊前准备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 焊接人员焊接人员对于压力管道焊接，最
5、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、第 3 页 共 6 页检验、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
6、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：应与母材的力学性能和化学成分相匹配。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。操作工艺性、设备及施工条件、劳动生产率和经济合理性。焊接工人的技术能力和设备能力。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
7、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 手工焊接焊条型号第 4 页 共 6 页半自动焊接，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 焊接用设备焊接用设备焊接设备选择得当，对获得良好的焊接质
8、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.
9、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，坡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 水平焊直流反接第 5 页 共 6 页口表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其它影响焊接质量的有害物质，管内外表面坡口两侧 25mm 范围内应清理至显现金属光泽。（a）2-110mm（b）2-110mm图 2 不同壁厚坡口对接加工示意图2.5 定位定位/组对组对管口组对应在
10、坡口加工、表面清理完成后进行。管口的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键，如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适，易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀，定位时应保证接管的内壁平齐，即要求内壁错边量不超过管壁厚度的 10%，且不应大于 1.5mm。如壁厚不一致，应按规定进行修磨过渡。若需焊接定位板时应在焊管板角焊缝的同一方向进行焊接。管件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接过程产生变形。定位焊时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。3 焊接工艺评定及焊接工艺焊接工艺评定及焊接工艺焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及第 6 页 共 6 页结果评价。焊接工艺评定在管道焊接作业中扮演着重要角色，是保证焊接质量的重要措施，它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和
