長(zhǎng)輸管道焊接施工工藝分析

鄧賀鑫

（中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，天津 300308）

一、案例分析

本文以眉縣至隴縣天然氣輸氣管道工程為例，工程項(xiàng)目的主要焊接方式是焊條下向焊，利用手工操作，坡口形式為V型，無(wú)襯墊結(jié)構(gòu)。具體焊接接頭簡(jiǎn)圖見圖1：

圖1 焊接接頭簡(jiǎn)圖

實(shí)際操作過程中，管材使用5.4.2.2.b和5.4.2.2.b相焊，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)均為GB/T9711-2011，鋼號(hào)為L(zhǎng)360M。焊接操作要保證厚度在4.8mm-19.1mm，由于是對(duì)接焊縫操作，因此，管材的直徑以及壁厚范圍要控制在323.9以上，焊縫金屬厚度范圍保持在4.8mm-19.1mm。另外，焊接位置要適用于主線路焊口和焊口返修操作。

具體操作結(jié)構(gòu)：第一層，根焊操作，主要是利用纖維素焊條，標(biāo)準(zhǔn)為AWSA5.1，焊材型號(hào)則為E6010，基本焊材規(guī)格為 3.2。焊接電流極性為正，電流控制在75A-100A，電弧電壓為20V-22V，焊接速度控制在9cm/min-12cm/min，最終線能量控制在15KJ/cm以下。第二層，填充操作，主要是利用纖維素焊條，標(biāo)準(zhǔn)為AWSA5.1，焊材型號(hào)則為E6010，基本焊材規(guī)格為4.0。焊接電流極性為反，電流控制在100A-135A，電弧電壓為28V-32V之間，焊接速度控制在15cm/min-17cm/min，最終線能量控制在17KJ/cm以下。第三層，填充操作，主要是利用纖維素焊條，標(biāo)準(zhǔn)為AWSA5.1，焊材型號(hào)則為E6010，基本焊材規(guī)格為φ 4.0。焊接電流極性為反，電流控制在120A—135A，電弧電壓為28V—32V之間，焊接速度控制在16cm/min—18cm/min，最終線能量控制在16KJ/cm以下。第四層，蓋面操作，主要是利用纖維素焊條，標(biāo)準(zhǔn)為AWSA5.1，焊材型號(hào)則為E6010，基本焊材規(guī)格為φ4.0。焊接電流極性為反，電流控制在110A到130A，電弧電壓為 28V-32V，焊接速度控制在15cm/min—17cm/min，最終線能量控制在17KJ/cm以下。需要注意的是，實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)要對(duì)焊道的具體厚度予以控制，根焊的焊道厚度要在3mm以下，熱焊操作、填充操作以及蓋帽焊操作的焊道厚度要在3.1mm以下。除此之外，在利用內(nèi)對(duì)口器械的過程中，根焊必須全部完成才能撤離對(duì)口器。而若是利用外對(duì)口器，則要在根焊完成一半時(shí)及時(shí)撤離，焊道和間隔結(jié)構(gòu)要沿著基礎(chǔ)圓周均勻分布，從而保證單個(gè)焊道的長(zhǎng)度要在50mm以下。

二、長(zhǎng)輸管道焊接施工準(zhǔn)備工作

近幾年，長(zhǎng)輸管道成為了運(yùn)輸行業(yè)管理和研究的關(guān)鍵，其自身由于使用成本較低，受到了社會(huì)各界的關(guān)注，常被應(yīng)用在運(yùn)輸石油或者是天然氣中。需要注意的是，管道焊接技術(shù)的發(fā)展要和安全性和技術(shù)結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起。也就是說，長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量直接決定了整體管道運(yùn)輸項(xiàng)目的穩(wěn)定性以及安全性，需要焊接管理人員結(jié)合實(shí)際問題建立具有針對(duì)性的管控機(jī)制，確保施工管理項(xiàng)目和整合體系的完整程度貼合實(shí)際。因此，要針對(duì)具體操作項(xiàng)目完善準(zhǔn)備工作。

第一，技術(shù)準(zhǔn)備。由于管道焊接項(xiàng)目的技術(shù)性高，要想從根本上整合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就要對(duì)技術(shù)性能結(jié)構(gòu)和要求予以關(guān)注。施工人員要培養(yǎng)自身的專業(yè)素質(zhì)，積極開展相關(guān)管控工作和處理措施，并且要對(duì)施工人員進(jìn)行階段性技術(shù)考核，確保其能有效完成相關(guān)工作，且自身具備執(zhí)業(yè)資格證書。相關(guān)施工單位只有積極落實(shí)焊接培訓(xùn)工作，才能為后續(xù)提升焊接人員工作水平奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第二，施工材料準(zhǔn)備。技術(shù)人員要積極踐行系統(tǒng)化的管控機(jī)制和整合措施，確保能維護(hù)施工質(zhì)量的完整性，要設(shè)置專門人員對(duì)施工材料和設(shè)備質(zhì)量檢查報(bào)告予以收集整理。工程人員要定期檢查或者不定期抽查，且相關(guān)材料都要及時(shí)備案，詳細(xì)分析使用情況的同時(shí)及時(shí)登記備案。若是施工焊接出現(xiàn)問題，則能結(jié)合其使用記錄制定針對(duì)性較強(qiáng)的檢修機(jī)制和措施，確保使用壽命得以延長(zhǎng)，分組管理工作和設(shè)備安裝管理工作能滿足實(shí)際需求。

第三，施工前的驗(yàn)收。在施工項(xiàng)目開始前，相關(guān)技術(shù)人員要結(jié)合實(shí)際情況和施工環(huán)境，確保施工質(zhì)量符合實(shí)際需求，重點(diǎn)要對(duì)管道接口位置的完整程度和實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，有效整合施工現(xiàn)場(chǎng)的接口清理工作，保證其邊緣整齊的同時(shí)，內(nèi)部較為平整，也為后續(xù)安裝操作提供保障。

三、長(zhǎng)輸管道焊接施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

在長(zhǎng)輸管道焊接施工項(xiàng)目開展和運(yùn)行過程中，相關(guān)技術(shù)人員要明確施工的基本工作標(biāo)準(zhǔn)，以較好的工作流程完善具體操作過程，提升評(píng)估效果的同時(shí)確保施工評(píng)定結(jié)果能符合實(shí)際施工要求，且工程人員的相關(guān)操作都能按照標(biāo)準(zhǔn)化流程有序進(jìn)行。

第一，施工過程要嚴(yán)格遵循施工設(shè)計(jì)，在長(zhǎng)輸管道焊接施工項(xiàng)目開始前，要對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行細(xì)化分析，并且施工方和設(shè)計(jì)方要開展系統(tǒng)化的技術(shù)交底工作，維護(hù)基本技術(shù)交流的實(shí)效性，確保現(xiàn)場(chǎng)施工效果和技術(shù)要求的契合度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，在整合基礎(chǔ)性施工材料的同時(shí)，確保評(píng)估流程和實(shí)效性符合標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)評(píng)估資格管理提供保障。評(píng)估工作要委托給第三方監(jiān)理單位，確保管道焊接工作以及相關(guān)控制體系的完整程度貼合實(shí)際需求，且整體焊接流程有序開展。

第二，長(zhǎng)輸管道施工質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)中，要整合具體的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，確?？刂平Y(jié)構(gòu)和應(yīng)用效果的完整性。首先，要保證管道焊縫不會(huì)出現(xiàn)裂紋和氣孔等。并且，管道焊縫結(jié)構(gòu)的咬邊深度要在0.5mm以下，在0.3m的連續(xù)焊縫結(jié)構(gòu)中，咬邊的長(zhǎng)度則要控制在0.5mm以下。其次，本工程案例中是下向焊接，要想對(duì)管道下向焊縫的外部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部余高參數(shù)予以控制，要在1.6mm以下，長(zhǎng)度則為0.05m以下，只有保證相關(guān)參數(shù)的完整性，才能有效提高整體技術(shù)質(zhì)量。再次，若是上向焊接，則要將管道上向焊縫余高控制在3mm以內(nèi)，長(zhǎng)度不超過0.3m。最后，在管道焊接工作結(jié)束后，要對(duì)其進(jìn)行集中的射線探傷處理，結(jié)合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，有效控制工作壓力，在4MPa以上，主要標(biāo)注為II級(jí)焊接標(biāo)準(zhǔn)，在不足4MPa時(shí)，將等級(jí)調(diào)整為III級(jí)。

四、長(zhǎng)輸管道焊接施工缺陷問題和優(yōu)化措施

在長(zhǎng)輸管道焊接施工操作過程中，依舊存在一些問題，需要技術(shù)人員結(jié)合具體情況制定切實(shí)有效的防治措施，從而維護(hù)整體工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)質(zhì)量。

（一）長(zhǎng)輸管道焊接施工未焊透問題及解決措施

在長(zhǎng)輸管道焊接施工項(xiàng)目中，若是出現(xiàn)沒有焊透的問題，就會(huì)導(dǎo)致有效面積大幅度縮水，開口性缺陷較為明顯，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中問題。究其原因，主要是由于操作人員沒有按照規(guī)范性要求有效處理坡口結(jié)構(gòu)，角度不好就會(huì)導(dǎo)致間隙不足，甚至?xí)w焊接結(jié)構(gòu)的常規(guī)化運(yùn)行產(chǎn)生制約。針對(duì)上述問題，相關(guān)技術(shù)人員要在焊接開始前，對(duì)其進(jìn)行修磨和處理，有效完成焊接操作項(xiàng)目。需要注意的是，根焊操作中不能出現(xiàn)熔孔的問題，就要對(duì)焊接的根部間隙進(jìn)行處理，維護(hù)參數(shù)的有效性和整合價(jià)值。

（二）長(zhǎng)輸管道焊接施工夾渣問題及解決措施

一般而言，夾渣問題主要是由于焊縫中留存了熔渣，究其原因，主要是對(duì)填充過程沒有對(duì)上下層焊道中的銅渣進(jìn)行有效清理，導(dǎo)致部分條狀或者是點(diǎn)狀的熔渣直接進(jìn)入焊道。需要注意的是，在長(zhǎng)輸管道焊接施工項(xiàng)目中，無(wú)論是填充操作還是蓋面操作，都需要借助芯焊絲進(jìn)行焊接操作，若是設(shè)備不能正常運(yùn)行，就會(huì)存在頂絲問題。針對(duì)上述問題，在具體操作過程中，相關(guān)技術(shù)人員要集中關(guān)注熔渣的清理問題，尤其是死角位置，保證均勻送絲。

除此之外，也要集中關(guān)注咬邊問題和氣孔問題，尤其是進(jìn)行下向焊接時(shí)，要保證焊接速度的控制效果。

總而言之，長(zhǎng)輸管道焊接施工具有非常重要的時(shí)代意義，需要相關(guān)部門集中管理和綜合管控，提升整體質(zhì)量的同時(shí)立足經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏，促進(jìn)技術(shù)結(jié)構(gòu)的全面發(fā)展。

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