特殊材料管道黃金口的焊縫返修

陸 瑾，張金彬，施釗暉

石油天然氣獨(dú)山子工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆克拉瑪依 833600

0 引言

本文所介紹的是獨(dú)山子千萬(wàn)噸煉油及百萬(wàn)乙烯工程項(xiàng)目120萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置和55萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置，管道安裝特殊材料黃金固定口的焊縫返修方法。

所謂黃金焊口（Golden Joint），是指管道安裝過(guò)程中在試壓前不能焊接的固定焊口：1）裝置與裝置之間碰頭的最后一個(gè)焊口；2）管道與設(shè)備的連接口；3）給排水和工藝管線的碰頭口；4）稱(chēng)之為黃金固定口。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的施工中黃金固定口必須進(jìn)行100%的無(wú)損檢測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、管道介質(zhì)、管道壓力可采用射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲波檢測(cè)等。以下簡(jiǎn)稱(chēng)為黃金口。

1 施工特點(diǎn)

1.1 工程特點(diǎn)

延遲焦化裝置有大量的1Cr5Mo、9Cr1Mo（爐管）管道焊接、聚丙烯裝置有大量的異種鋼管道焊接。

具體實(shí)例見(jiàn)表1：

表1

1.2 施工難點(diǎn)分析

1Cr5Mo、A333-6+304L、不銹鋼管道焊接時(shí)打底焊縫與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。這兩種材料在焊接時(shí)都必須要在管內(nèi)充氬氣保護(hù)，目的為了防止打底焊縫背面的氧化。焊縫的焊接質(zhì)量是焊接施工的重點(diǎn)，也是焊縫返修的難點(diǎn)。

1）1Cr5Mo、9Cr1Mo在焊前必須預(yù)熱，焊后要進(jìn)行焊縫消除殘余應(yīng)力熱處理。因?yàn)闊崽幚頃?huì)把合金元素?zé)龘p，1Cr5Mo、9Cr1Mo就失去原本耐熱鋼的本能，返修焊縫不能超過(guò)兩次返修。

2）A333-6+304L、不銹鋼在焊接前必須充氬氣保護(hù)，選擇正確的異種鋼焊接材料。A333-6+304L是低溫鋼與不銹鋼的焊接，其工作溫度低（-46℃），焊接工作量大，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故。

從以上看出焊接施工難點(diǎn)主要為：（1）設(shè)備口、管件與管子的厚度差別大；（2）大部分都是設(shè)備連接口和一些與外裝置的碰頭口；（3）與外裝置管廊的施工誤差和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)誤差等，都會(huì)累計(jì)到黃金口上；（4）焊接位置和焊接條件十分的苛刻；（5）焊接變形的控制，特別是裝置與主管廊的黃金口（天氣的變化、膨脹系數(shù)的差異），因?yàn)楣芾鹊墓苤Ъ艽蟛糠侄际腔瑒?dòng)的；

2 適用范圍

本方法適用于特殊材料的黃金口打底層（氬弧焊）的焊縫返修，如CrMo耐熱鋼、不銹鋼等。

3 工藝原理、流程、操作要點(diǎn)

特殊材料焊縫的返修，其焊接材料、焊接方法、焊接工藝、焊接設(shè)備都與正式焊接沒(méi)有發(fā)生改變，其關(guān)鍵就在于管道內(nèi)充保護(hù)氣體的方式、方法和焊接前的準(zhǔn)備不一樣，以前對(duì)黃金口的返修是直接將整個(gè)焊縫用氣割割掉，然后再重新焊接一遍。

現(xiàn)在的返修主要工序如下：先將要焊接的黃金口焊口內(nèi)貼上糯米紙然后再組對(duì)焊接，因?yàn)榕疵准埵怯门疵诐{制成的、漿糊是用面粉制成的，管道在后續(xù)的清洗吹掃的程序中除去，不會(huì)給管道帶來(lái)任何危害。具體如圖1所示：

圖1

如果檢測(cè)后的黃金口焊縫需要返修的位置是打底層時(shí)，就可以直接將要返修焊縫的部位用砂輪機(jī)磨穿，然后再?gòu)哪ゴ┑目壮淙霘鍤?，一定要將管口?nèi)氬氣充滿(mǎn)，充分的將管內(nèi)空氣排盡，目的為了防止管內(nèi)殘余空氣在焊接時(shí)與熔池產(chǎn)生氧化。

氬氣充滿(mǎn)的檢驗(yàn)方法：用打火機(jī)的火苗靠近已磨穿的焊縫位置，當(dāng)看見(jiàn)火苗在晃動(dòng)，說(shuō)明氬氣已經(jīng)充滿(mǎn)，就可以進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊的位置可以全部采用氬弧焊焊接，也可以采用氬弧焊打底電焊蓋面的焊接方法。

具體操作方法如下：1）CrMo耐熱鋼返修焊接時(shí)先將返修位置局部預(yù)熱到250℃～350℃，因?yàn)槭蔷植考訜峥梢圆捎眉訜岚暹M(jìn)行加熱。預(yù)熱的溫度可以根據(jù)環(huán)境的溫度來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，可將預(yù)熱溫度調(diào)至400℃。焊接完后立即對(duì)焊縫進(jìn)行局部的熱處理，熱處理溫度為760℃，至少熱處理完畢24小時(shí)后對(duì)返修位置進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)；（注明：為了使熱處理更精確，熱電偶應(yīng)在返修焊縫位置兩邊各分部一個(gè)。） 2）A333-6+304L、不銹鋼焊縫返修時(shí)不需要焊前預(yù)熱和焊后熱處理。當(dāng)氬氣已經(jīng)充滿(mǎn)時(shí)，就可以進(jìn)行補(bǔ)焊了。

對(duì)返修位置進(jìn)行檢測(cè)，焊縫質(zhì)量符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB/T4730-2005中的相應(yīng)規(guī)定，合格率達(dá)到了100%。采用以上方法對(duì)黃金口焊縫得到及時(shí)返修，不但成本低、速度快，而且不影響工程的施工進(jìn)度。

4 應(yīng)用實(shí)例

本方法在新疆獨(dú)山子千萬(wàn)噸煉油及百萬(wàn)乙烯工程項(xiàng)目120萬(wàn)t/年延遲焦化裝置和55萬(wàn)t/年聚丙烯裝置的管道安裝待到應(yīng)用。從開(kāi)車(chē)至今返修的黃金口焊縫一直在正常的運(yùn)行中。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50235-97）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1998.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50236-98）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1998.