天然氣管道工程管道焊接施工方案

1、天然氣管道工程管道焊接工藝施工方案編制：審批：一、管道焊接施工要求1、管道切口質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定： 切口表面應(yīng)平整、無裂紋、重皮、毛刺、凹凸、縮口、熔渣、 氧化物、鐵屑等；切口端面傾斜偏差不應(yīng)大于管子外徑的1%, 且不得超過1mm 有坡口加工要求的，坡口加工形式按焊接方案規(guī)定進行。2、管道預(yù)制時應(yīng)按單線圖規(guī)定的數(shù)量、規(guī)格、材質(zhì)等選配管道 組成件，并按單線圖標明管道的系統(tǒng)號和按預(yù)制順序標明各組成件的 順序號。3、管道預(yù)制時，自由管段和封閉管段的選擇應(yīng)合理，封閉段必 須按現(xiàn)場實測尺寸加工，預(yù)制完畢應(yīng)檢查內(nèi)部潔凈度，封閉管口，并 按順序合理堆放。4、管道對接焊縫位置應(yīng)符合下列規(guī)定： 管道位置距離彎管

2、的彎曲起點不得小于管子外徑或不小于100mm；管子兩個對接焊縫間的距離不大于 5mm.支吊架管部位置不得與管子對接焊縫重合， 焊縫距離支吊架邊 緣不得小于 50mm；管子接口應(yīng)避開疏放水、放空及儀表管的開孔位置，距開孔邊 緣不應(yīng)小于50mm且不應(yīng)小于孔徑。5、管道支架的形式、材質(zhì)、加工尺寸及精度應(yīng)嚴格按照相關(guān)圖 集進行制作，滑動支架的工作面應(yīng)平滑靈活，無卡澀現(xiàn)象。6、制作合格的支吊架應(yīng)進行防腐處理，并妥善分類保管。支架 生根結(jié)構(gòu)上的孔應(yīng)采用機械鉆孔。二、管道安裝1、管道安裝前應(yīng)具備下列條件：與管道有關(guān)工程經(jīng)檢驗合格，滿足安裝要求；管子、管件、管道附件等已檢驗合格，具有相關(guān)證件；管道組成件及預(yù)制

3、件已按設(shè)計核對無誤，內(nèi)部已清理干凈無雜 物。2、管道安裝應(yīng)按單線圖所示， 按管道系統(tǒng)號和預(yù)制順序號安裝。 安裝組合件時，組合件應(yīng)具備足夠剛性，吊裝后不應(yīng)產(chǎn)生永久變形， 臨時固定應(yīng)牢固可靠。3、管道水平段的坡度方向以便于疏放水和排放空氣為原則確定。4、管道連接時，不得用強力對口，加熱管子，加偏墊或多層墊 等方法來消除接口端面的空隙、偏斜、錯口或不同心等缺陷。5、管子或管件的坡口及內(nèi)外壁10-15mm范圍內(nèi)的油漆、垢、銹等，在對口前應(yīng)清除干凈，顯示出金屬光澤。管子對口一段應(yīng)平直， 焊接角變形在距離接口中心200mm處測量，當管子公稱通徑DNV100mn時，折口的允許偏差a<2mm ;當DN&

4、gt; 100mn時，允許偏差a<3mmo6、管道對口一般應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，如有錯口時，對接單面焊的 局部錯口值不應(yīng)超過壁厚的10%，且不大于1mm對接雙面焊的局部 錯口值不應(yīng)超過焊件厚度的10%且不大于3 mm。對口符合要求后, 應(yīng)墊置牢固，避免焊接過程中管子移動。7、管道安裝應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際條件進行組織，原則為先大管后小 管，安裝工作有間斷時，應(yīng)及時封閉管口，管道安裝的允許偏差為：項目允許偏差標高架空室外V士 15水平管彎曲度DN< 1001/1000 且W 20DN> 1001.5/1000 <20立管鉛垂度< 2/1000 且< 15交叉管間距偏差V士

5、1011、法蘭及緊固件安裝法蘭安裝前，應(yīng)對法蘭密封面及密封墊片進行外觀檢查，不得有影響密封性能的缺陷。法蘭連接時應(yīng)保持法蘭間的平行，其偏差不應(yīng)大于法蘭外徑的 1.5/1000，且不得大于2mm，不得用強緊螺栓的方法消除歪斜。法蘭平面應(yīng)與管子軸線相垂直，平焊法蘭內(nèi)側(cè)角焊縫不得漏 焊，焊后應(yīng)清除氧化物等雜質(zhì)。墊片的內(nèi)徑應(yīng)比法蘭內(nèi)徑大23mm。墊片應(yīng)為整圓。連接用的緊固件的材質(zhì)、規(guī)格、形式應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定法蘭應(yīng)使用同一規(guī)格， 螺栓安裝方向一致， 緊固螺栓應(yīng)對稱均 勻，松緊適度。螺栓應(yīng)露出螺母2 3個螺距。12、盲板安裝1、盲板厚度應(yīng)選10mm材質(zhì)與原管材質(zhì)相同。2、盲板的添加位置應(yīng)正確無誤，并按要求進

6、行加強。13 、支架安裝支架安裝工作應(yīng)和管道安裝同步進行， 支架的位置、 形式盡可 能符合設(shè)計規(guī)定。支架安裝前應(yīng)清理基礎(chǔ)， 和基礎(chǔ)固定好， 安裝時及時進行支架 的固定和調(diào)整工作，支架安裝應(yīng)平整、牢固、與管子接觸良好?；瑒又Ъ艿幕瑒用鎽?yīng)潔凈平整， 以保證管道能自由膨脹。 滑動 支架的滑動部分應(yīng)裸露，不應(yīng)被水泥及保溫層敷蓋。在有熱位移的管道上安裝支架時， 其支點的偏移方向及尺寸按 設(shè)計圖紙要求正確裝設(shè)。有熱位移的管道，在受熱膨脹時，應(yīng)進行檢查與調(diào)整，檢查活 動支架的位移方向、 位移量及導(dǎo)向性能是否符合設(shè)計要求， 管托有無 脫落現(xiàn)象，固定支架是否牢固可靠。支架間的間距按設(shè)計正確安裝， 安裝過程中使用

7、的臨時支架應(yīng) 有明顯標志，并不得與正式支架位置沖突， 管道安裝完畢后及時拆除。管道安裝完畢后， 應(yīng)按設(shè)計文件逐個核對支架的形式、 材質(zhì)和 位置，以免錯裝、漏裝。14、管道安裝完畢自檢合格后，進行“三查四定”收尾工作，進行吹掃，清洗。三、管道焊接1、焊條、焊絲應(yīng)根據(jù)母材的化學成分、機械性能合理選用在使用前必需檢查其質(zhì)量合格證明書和產(chǎn)品是否相符。2、焊條、焊絲焊條存放地點應(yīng)符合焊材對溫度、濕度的要求，按時填寫保存環(huán)境記錄。如果焊條受潮，焊材使用前應(yīng)按其使用說明 進行烘干。3、焊接人員必須有上崗證，而且在規(guī)定的范圍內(nèi)。4、 本次施工的管道為中壓焊接管道，且管道厚度不大于10mm5、管道焊接前用氣焊打

8、坡口，打完坡后對管口處出現(xiàn)的焊渣等物應(yīng)用絞磨機進行清理，使坡口面出現(xiàn)金屬光澤。6、此次管道坡口全部采用 V型坡口坡口角度為5565,鈍邊為03mm管道間隙為13mm7、由于管道要吊裝作業(yè)，此次焊接采用定位焊，對于一般的管子，應(yīng)在正面焊一小點，側(cè)面焊二大點。具體定位點個數(shù)見下表管徑焊接點個數(shù)> 75210041）引弧及起焊：在圖所示 A點破口面上引弧至間隙內(nèi)，使焊條 在兩鈍邊作微小橫向擺動，當鈍邊熔化鐵液與焊條熔滴連在一起時， 焊條上送，此時焊條端部到達破口底邊，整個電弧的2/3將在管內(nèi)燃 燒，并形成第一個熔孔。在仰焊至斜仰焊位置運條時，必須保證半打穿狀態(tài)；至斜立焊及平焊位置，可運用頂弧焊

9、接。其運條角度變化過 程及位置如圖所示為了在仰焊部位消除和減少內(nèi)凹現(xiàn)象， 除了臺理選擇坡口角度和 焊接電流以外，斷弧動作要果斷，引弧動作要準確和穩(wěn)當，在坡口兩 側(cè)停留時間不宜過多， 焊接電弧要短， 并借助電弧的吹力使熔池金屬 推向背面。2) 仰焊及下膽坡部位的焊接： 應(yīng)壓住電弧作橫向擺動運條， 運條 幅度要小，速度要快，焊條與管子切線傾角為 80° 85°左右。隨著焊接向上進行，焊條角度變大，焊條深度慢慢變淺。在 7 點 位置時，焊條端部離口底邊約1mm焊條角度為100°105°,這時 約有 1/2 電弧在管內(nèi)燃燒， 橫向擺動幅度增大， 在坡口兩側(cè)稍作停

10、頓。 到達立焊時，焊條與管子切線的傾角為 90°。3) 上爬坡和平焊部位的焊接， 焊條繼續(xù)向外帶出， 焊條端部離坡口底邊約2mm這時1/3電弧在管內(nèi)燃燒。上爬坡的焊條角度與管切 線夾角為 85°90°，平焊時夾角為 80°左右， 并在圖 6-22aB 點收 弧。仰焊接頭方法， 由于起焊處容易產(chǎn)生氣孔、未焊透等缺陷，故接頭時應(yīng)把起焊處的原焊縫用電弧割去一部分 (約10mm長)，這樣既割除了可能有缺陷的焊縫，而且形成緩坡形割槽，也便于接頭。其操作 方法如下：首先用長弧烤熱接頭部分，稍微壓短電弧，此時弧長約等 于兩倍焊條直徑。從超越接頭中心約10m m的焊波上

11、開始焊接。此時電弧不宜壓短，也不作橫向擺動，一旦運條至接頭中心時，立即 拉平焊條壓住熔化鐵液向后推送， 未凝固的鐵液即被割除而形成一條 緩坡形的割槽。焊條隨即回到原始位置（約 30°），從割槽的后端開 始焊接。運條至接頭中心時切勿滅弧，必須將焊條向上頂一下，以打 穿末熔化的根部，使接頭完全熔合（圖 6-23 ）。對于重要管道或使用低氫型焊條焊接時， 可用鏨、銼等手工加工 方式修理接頭處，把仰焊接頭處修理為緩坡形，然后再施焊。2）平焊接頭方法： 先修理接頭處，使成一緩坡形，選用適中的電 流值，當運條至斜立焊（立平焊）位置時，焊條前傾，保持頂弧焊， 井稍作橫向擺動（圖6-24）,當距接頭

12、處尚有35mm間隙，即將封 閉時，絕不可滅孤。接頭封閉的時候，需把焊條向里稍為壓一下，此 時，可聽到電弧打穿根部而產(chǎn)生的“啪喇”聲，并且在接頭處來回擺 動以延長停留時間， 從而保證充分的熔合。 熄弧之前，必須填滿熔池， 而后將電弧引至破口一側(cè)熄滅。3）與定位焊縫接頭：當運條至定位焊點時，將焊條向下壓一下， 如聽到“噗噗”聲后，快速向前施焊，到定位焊縫另一端時，焊條在 接頭處稍停，將焊條向下壓一下，若聽到“噗噗”聲后，表明根部已 熔透，恢復(fù)原來的操作手法。4）換焊條時接頭：有熱接和冷接兩種接法。 熱接：在收弧處尚保持紅熱狀態(tài)，立即從熔池前面引弧，迅速把電弧拉倒收弧處，見圖 6-25 所示。冷接：

13、即熔池已經(jīng)凝固冷卻，必須將收弧處打磨成斜坡，并在其 附近引弧，再拉到打磨處稍作停頓，待先焊焊縫充分熔化，方可向前正常焊接。管道施工中焊接缺陷的產(chǎn)生及預(yù)防 根據(jù)工程施工過程中的具體情況， 結(jié)合多年的施工管理經(jīng)驗， 如何防 止焊接缺陷的產(chǎn)生，以便為提高管道焊接工程質(zhì)量，焊接施工時，焊 條、焊絲的選擇、 使用方法、焊接條件和施工管理等任何一個方面的 失誤，都可導(dǎo)致“焊接缺陷”的產(chǎn)生。而一項不當?shù)暮附庸に嚰安贿m 當?shù)暮附訁?shù)的選擇更是造成焊接缺陷的主要原因。 焊接缺陷大致可 分為內(nèi)部缺陷和外部缺陷兩類。 內(nèi)部缺陷主要指氣孔、 未焊透，裂縫， 未熔合及夾渣等。外部缺陷是指表面裂紋，表面氣孔，凹坑，焊瘤和

14、 咬邊等形狀缺陷， 以及熱變形， 錯邊或角焊縫的焊腳尺寸不足等尺寸 上的缺陷。一、 夾渣 夾渣分單個的與條狀的兩類。有的外形不規(guī)則，也有的呈球狀。 他們都是焊縫金屬中殘留的外來固體物質(zhì)。 用藥芯焊絲焊接時會產(chǎn)生 一層溶渣覆蓋于焊縫表面， 當溶渣在熔融的焊縫金屬中來不及浮出表 面而停留在金屬內(nèi)時，就形成夾渣。這些夾渣削弱了焊縫，并且可能 成為一種裂紋源。他們可由下列因素造成：1 前層的焊道清渣不干凈；2 不穩(wěn)定的運條速度；3 不適當?shù)暮附z角度，使熔渣流到電弧前面；4 擺動幅度太寬；5 運條速度太慢，使熔池處在電弧前面；6 電流控制得太低 采用下面措施可以避免：1 仔細清理前一焊道的熔渣，特別是沿

15、焊道的兩側(cè)；2 采用均勻的運條速度；3 增加焊炬的傾斜角，避免熔渣流到電弧前面；4 使用較窄的擺幅；5 提高運條速度，以便使電弧位于熔池的前面；6 提高電流設(shè)定值。二、氣孔氣孔是在焊縫金屬中的一種充滿氣體（H2, N2, CO的空穴。氣孔一 般呈圓形或橢圓形， 內(nèi)壁潔凈光滑。 他們可以密集的分布在焊縫的某 一部位，也可以沿著焊縫的全長分布。氣孔減小了焊縫橫截面，使其 受到削弱。氣孔可以在焊縫內(nèi)部，也可以穿透到焊縫表面，或者兩種 都有。也有的表現(xiàn)為焊縫表面的凹坑或長條狀氣溝。 當從凹坑部分釋 放出來的氣體，受到半熔融熔渣的抑制， 被封閉與熔渣與熔融金屬間， 造成熔融金屬的下凹，當金屬凝固時，即成

16、氣溝。如圖 2-1氣孔可由下列一個或多個因素造成：氣孔(a)(b)(c)圖2-1氣孔，凹坑，氣溝一例1、用于保護電弧及熔池的保護氣體流量不夠；2、保護氣體流量過大，將空氣卷入，或風速大造成保護氣體的覆蓋偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致保護不良；3、保護氣體混有雜質(zhì)或受潮；4、焊接電流過大，或電弧電壓過太高；5、焊絲干伸長度過長；6、過快的運條速度，導(dǎo)致氣體還沒逸出之前，焊接熔池以凝固；7、母材或焊絲表面有銹，油脂,濕氣或臟物；8母材中的雜質(zhì)，如鋼中的S含量過高，根據(jù)上列原因，可采用下列相應(yīng)措施，以消除氣孔的產(chǎn)生.1增加保護氣體流量，在無風時，流量為20-25L/Min;2. 采取防風措施，防止穿堂風.在室外焊接，氣

17、體保護焊時當風速超過2m/s時,要設(shè)置防風措施;3. 增加去除氣體中濕氣的裝置，及保證氣體純度；4. 調(diào)整至合適的焊接電流或電弧電壓 , 或調(diào)整送絲速度 ;5. 縮短干身長度或調(diào)整焊炬角度 , 清理噴嘴內(nèi)附著的飛濺物 , 改善氣 體保護;6. 減慢運條速度 ;7. 清理母材或焊絲表面 ;三. 裂紋對焊接接頭質(zhì)量影響最大的是裂紋 , 裂紋的產(chǎn)生可以由不適當?shù)?焊接工藝、 焊工技術(shù)或材料所致。 按照裂紋發(fā)生的時間可劃分為冷裂 紋與熱裂紋兩種， 這些裂紋可以垂直或平行于焊縫。 橫向裂紋垂直于 焊縫軸線， 是縱向收縮應(yīng)力作用所引起的； 縱向裂紋常常發(fā)生于高的 接頭拘束及高的冷卻速度條件下，預(yù)熱往往可以

18、減少這些裂紋的發(fā) 生。1. 熱裂紋 熱裂紋又稱“結(jié)晶裂紋” ，當焊縫金屬凝固時，如果在枝晶間存在富 集雜質(zhì)元素的低熔點相薄膜，在焊接應(yīng)力的作用下就會產(chǎn)生熱裂紋。 硫和磷是最易形成低熔點相的元素， 它們的作用也會因含炭量的增加 而提高。按熱裂紋的形態(tài)， 可分為“縱向裂紋”、“橫向裂紋”、“弧坑裂紋”， “熱影響區(qū)（HAZ液化裂紋”等。熱裂紋發(fā)生在凝固溫度至 Ar3 以上溫度，其微觀特征為沿晶界分 布。這類裂紋常常因為母材中含 S、P 含量過高，也可能因為不適當 的收弧方法所致。 熱裂紋也常常發(fā)生在熔深較深的焊縫中 （即焊道的 深寬比超過 1.2 ），這在“梨形”焊縫中多有發(fā)現(xiàn)。熱裂紋可由下列 措

19、施加以避免或減少到最少程度。（1）采取預(yù)熱，以降低收縮應(yīng)力；（2）使用清潔的或未被污染的保護氣體；（3）增加焊道的橫截面；（4）調(diào)節(jié)焊接規(guī)范， 更改焊道的外形輪廓， 即控制焊道的深寬比 不超過 1.2 ；（5）采用雜質(zhì)元素含量很低的母材；（6）使用含Mn量高的焊絲，提高焊絲的Mn/S之比?；】恿鸭y是深度很淺的熱裂紋， 他們往往是因不適當?shù)氖栈》椒ㄋ?起。為了避免弧坑裂紋，可以采取返回移動焊絲，或在斷弧前停止運 條，將電弧間斷停止幾次，使弧坑填滿。2、冷裂紋冷裂紋形成于Ar3溫度以下，通常在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間（約 200300 C以下）有的焊后立即出現(xiàn)，有的經(jīng)幾小時乃至幾天后才出現(xiàn)， 故亦稱延

20、遲裂紋。其微觀特征是穿晶斷裂，繼續(xù)延伸。促成冷裂紋的 主要因素有三個方面， 即鋼種的淬硬傾向、 氫的作用和焊接接頭的拘 束應(yīng)力。焊前預(yù)熱，使用干燥的、高純的保護氣體及適當?shù)那謇砉ば?都有助于防止這類缺陷的產(chǎn)生。 使用藥芯焊絲通常比實芯焊絲產(chǎn)生冷 裂紋要少， 這是因為藥芯焊絲氣保護焊的線能量高， 提供了更多的預(yù) 熱效應(yīng)，也有助于減少因過快的冷卻速度而產(chǎn)生淬硬組織等。 冷裂紋 可產(chǎn)生在焊縫、熱影響區(qū)，也可能擴展到母材之中。 焊縫中的冷裂紋可以由下述一個或多個因素造成：（1）相比于母材的厚度，焊道的橫截面太小；（2）不良的裝配，如間隙過大，錯邊等； （ 3）高的接頭拘束；（ 4）弧坑裂紋的延伸。 避

21、免焊縫中冷裂紋的最好方法是： （1）要選用合適的焊接線能量，增加焊道的橫截面尺寸； （2）降低間隙寬度；（3）預(yù)熱，必要時可采用后熱或緩冷措施，以降低冷卻速度；（ 4）填滿弧坑；（5）選用擴散氫含量少的焊絲及按焊條說明書要求烘干焊條；（ 6）避免強力組對焊口四、未熔合和未焊透未熔合發(fā)生在焊道之間或焊道與母材之間， 通常是因為被焊部位 未能完全熔化結(jié)合或液態(tài)金屬流動不充分所造成的。 這種缺陷的另一 種形式是根據(jù)未熔合，即未焊透，其起因可與未熔合相同，也可能是 由于電流太小或焊接熱輸入不夠所導(dǎo)致。 坡口設(shè)計不當， 焊接工藝或 操作不當?shù)纫材軐?dǎo)致未焊透。圖 4-1 藥芯焊絲的熔深比實芯焊絲稍淺， 且

22、焊絲熔融量大， 熔融金屬容易流 淌到電弧前面，因此，當操作不當時，藥芯焊絲容易形成未熔合或未 焊透缺陷。當采用擺動焊接工藝時，若兩側(cè)停留時間不足，容易產(chǎn)生未熔合。在多層焊時，也常常容易出現(xiàn)未熔合，尤其是當上一道焊道過分突起時。因此，如果上一道焊道過分突起，則必須用砂輪打磨或 在突起外減慢焊速， 適當增加在焊道兩側(cè)的停留時間， 以便充分熔化。 產(chǎn)生未熔合的原因，可能有下面幾種：1、焊接規(guī)范不合適， 電流太小或電弧電壓太高， 使電弧吹力過小， 熔深不夠。2、運條速度不當， 過快則易使熔融金屬跟不上， 過慢則易使熔融 金屬往前淌，減小熔深；3、焊炬角度不合適，焊絲未對準，不能保證充分熔透；4、坡口寬

23、，擺動弧度過大，兩側(cè)停留時間不夠；5、坡口角度狹小，不能充分熔透；6、坡口內(nèi)焊道突起過高，尤其是坡口底部的焊道。圖 4-1 未熔合和未焊透一例相應(yīng)的防止方法是：1、選擇合適的電流、電壓及焊接速度，以保證有足夠的熔深；2、焊炬要盡量垂直坡口面，焊絲要對準前層焊道的縫邊；3、不要擺動過寬，在兩側(cè)要充分停留；4. 、調(diào)整坡口角度，鈍邊大小、根部間隙；5、用砂輪等工具打磨掉焊道過高凸起部分。五、咬邊和焊瘤 當焊接條件選擇不當，或操作手法不合適，就可能造成咬邊或焊瘤。一般講，焊接速度過快，容易產(chǎn)生咬邊。當焊接速度過慢，容易產(chǎn)生焊瘤。圖 5-1這種缺陷的防止，要調(diào)整焊接電流和焊接速度，在平角焊時，噴 嘴角

24、度及焊絲對準的位置很重要。 咬邊和焊瘤的產(chǎn)生原因及防止方法 分別示于表 5-1 、5-2 。圖 5-1 咬邊和焊瘤示意圖表 5-1 咬邊產(chǎn)生的原因和防止方法表 5-2 焊瘤產(chǎn)生的原因和防止方法六、鎢極氬弧焊焊接缺陷及預(yù)防措施鎢極氬弧焊產(chǎn)生的工藝缺陷如；咬邊、燒穿，未焊透、表面成型 不好等，同一般電弧焊方法相似，產(chǎn)生的原因大體相同。而特有的工 藝缺陷及其產(chǎn)生的原因和防止措施見下表：表 6-1 特有的工藝缺陷及其產(chǎn)生的原因和防止措施七、冬季施工方案1、冬期施工的確定安裝工程：當環(huán)境溫度低于0C時，即轉(zhuǎn)入冬期施工；2、管理措施冬季施工， 必須克服寒冷天氣對工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)的影響， 關(guān) 鍵要做好施工前的準備工作和施工中的檢查工作，每