天然气长输管道下向焊施工工法

天然气长输管道下向焊施工工法中国化学工程第三建设公司03-24天然气长输管道下向焊施工工法，适用于直径不小于Φ159，材质为碳素钢及普通低合金钢的输油、输气管道对接焊缝手工电弧焊全位置下向焊接。

本工法获公司技术进步成果一等奖。

一.施工工艺和操作要点㈠下向焊适用管材1. 1.输油、输气用钢管应符合下列标准要求：9711－88《石油天然气管道用螺旋缝埋弧焊钢管》；5297－91《石油天然气输送用直缝电阻焊钢管》；8163－87《输送流体用无缝钢管》；２.采用国外钢管时，应符合如下要求：《管线管规范》系列（无缝钢管和焊接钢管）有a，b，x42，x46，x52，x56，x60，x65级；用非标准热轧卷板t／s52k卷焊的钢管。

㈡下向焊焊条的选用１.下向焊条应符合下列标准及要求：⑴焊条的性能应符合5117－1995《碳钢焊条》，5118－1995《低合金钢焊条》的规定。

⑵焊条的焊接工艺性能应满足管道全位置下向焊接要求。

２．国外焊条的选用，应符合如下要求：不同管材作纤维素型下向焊接，焊知选用条件见表1及表2纤维素型下向焊条选用条件表１３、焊条的选用原则⑴输油输水管道宜选用纤维素型下向焊条，输气管道宜选用低氢型下向焊条。

⑵两长管段联接的固定口及管子与管件焊接，应选用低氢型下向焊条。

４、焊条的保管及焊前处理⑴管道焊接用下向焊条，必须有产品合格证和同批号的质量证明书。

⑵焊条的存放、烘干、发放、回收应按说明和规定进行。

㈢焊接设备、焊接工艺评定及焊工考试１、管道现场下向焊施工，根据焊材要求和施工条件，应使用性能稳定的直流弧焊机２、下向焊焊工考试应按照《锅炉压力容器焊工考试规则》执行。

３、焊接工艺评定应按照4052－92《油气管道焊接工艺评定方法》执行。

㈣焊接１、焊前准备⑴管道下向焊前，应根据焊接工艺评定制定下向焊接及缺陷修补工艺规程。

⑵参加管道施工的电焊工必须持有有效期内的焊工考试合格证书。

⑶管道施焊前应将坡口两侧各５０ｍｍ表面上的油污、浮锈、水份、泥沙、气割后的溶渣、氧化皮等杂物以及坡口内侧机加工毛刺等清除干净，使坡口及两侧各大于１０ｍｍ范围的内外表面露出金属光泽。

⑷管口组对尺寸应按表３的要求检查。

管道下向焊接管口组对尺寸表３┌─────────┬───────────────────────┐││管口组对尺寸││├───────────┬───────────┤│项目│纤维素型焊条│低氢型焊条││├─────┬─────┼─────┬─────┤││允许值│推荐值│允许值│推荐值│├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤│单边坡口角度（度）│30～35 │25～37.5 │30～35 │27.5～40 │├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤│钝边厚度（）│1.0～1.5 │0.8～2.4 │1.0～2.0 │0.8～2.4 │├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤│对口间隙（）│1.2～2.0 │0.8～2.5 │1.0～3.5 │1.0～4.0 │├─────────┼─────┴─────┴─────┴─────┤│最大错边量│不大于管壁厚的10%，且不大于1。

│└─────────┴───────────────────────┘⑸当管道在沟外焊接时，管口处的作业空间不应小于500，在管沟内焊接时，工作坑尺寸应能保证焊工操作顺利和施工安全。

２、焊接施工⑴管道组对宜选用内对口器，•不需进行定位焊，调整间隙组对方便。

⑵施焊时，管子应保持平稳，不得受到震动和冲击。

⑶焊机接地线连接应牢固，禁止地线与管材间发生电弧而烧伤管材表面。

⑷施焊时严禁在坡口外管材表面上引弧。

⑸根焊道必须溶透，背面成形良好。

⑹根焊道焊完后，应尽快进行热焊道焊接，根焊道与热焊道焊接间隔时间不宜超过5分钟。

⑺全位置下向焊接应遵循薄层多遍焊道的原则，不同壁厚管道焊接层数宜符合表4规定。

层间必须仔细清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道。

管道两侧立焊部位，在盖面焊前，应加焊一层。

⑻每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开20～30。

⑼每根焊条引弧后，•应一次焊完，每层焊道应连续焊完，中间不应中断；要保证焊道层间温度要求，每道焊口应连续焊完。

⑽管道下向焊施工宜采用流水作业，每层焊道由两名焊工施焊，施焊顺序如图Ａ，Ｂ。

图 A 图 B⑾用纤维素型下向焊条焊接的规范，宜符合表５规定的范围。

⑿用低氢型下向焊条焊接的规范，应符合表６规定的范围。

不同管壁厚度要求的焊道层数表４┌───────┬────┬────┬──────┬──────┐│壁厚（）│ 6 │ 7～8 │ 9～10 │ 10～12 │├───────┼────┼────┼──────┼──────┤│层数│ 3～4 │ 4～5 │ 5～6 │ 6～8 │└───────┴────┴────┴──────┴──────┘用纤维素型下向焊条焊接表５┌─────────┬────┬────┬─────┬─────┬─────┬────┐││焊条直径│电流│││焊接速度│││项目│││电流（A）│电压（V）││运条方法│││（）│极性│││（）││├─────────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤││ 3.2 │直流│70～130 │21～30 │10～30 │││根焊├────┤├─────┼─────┼─────┤直拉│││ 4.0 │反接│120～180 │22～31 │15～40 ││├────┬────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤│热焊，填││ 3.2 │直流│90～130 │20～34 │10～30 ││││第二层├────┤├─────┼─────┼─────┤直拉││充焊及盖││ 4.0 │反接│140～190 │25～35 │15～35 │││├────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤│面焊│第三层及│ 4.0 │直流│110～70 │25～35 │7～35 │直拉或小│││├────┤├─────┼─────┼─────┤│││以后各层│ 4.8 │反接│140～220 │26～36 │10～40 │幅度摆动│└────┴────┴────┴────┴─────┴─────┴─────┴────┘用低氢型下向焊条焊接表６┌─────────┬────┬────┬─────┬─────┬─────┬────┐││焊条直径│电流│││焊接速度│││项目│││电流（A）│电压（V）││运条方法│││（）│极性│││（）││├─────────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤│根焊│ 3.2 │直流反接│70～120 │19～26 │6～20 │直拉│├────┬────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤│热焊，填││ 3.2 │直流│90～140 │20～27 │10～30 │直拉或小│││第二层├────┤├─────┼─────┼─────┤││充焊及盖││ 4.0 │反接│120～210 │21～30 │15～35 │幅度摆动││├────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤│面焊│第三层及│ 3.2 │直流│90～140 │20～37 │6～25 │直拉或小│││├────┤├─────┼─────┼─────┤│││以后各层│ 4.0 │反接│120～210 │21～30 │10～35 │幅度摆动│⒀下列任何一种环境，如不采取有效的防护措施，不得进行焊接。

①雨天或雪天。

②风速超过8。

③大气相对湿度超过90％。

⒁需要焊前预热或管道冬季施工焊接时，•施工现场应随时测量并记录环境温度，并采取相应的预热措施。

⒂预热要求应根据材质、•气侯条件等因素，经焊接性试验及焊接工艺评定确定。

焊前需预热的焊缝，层间温度应保持不低于预热温度。

S205、S240、S290等级钢材，环境温度在摄氏零度以上，可不预热，直接进行现场焊接。

对于S160等级钢材，•环境温度在摄氏５度以上时，•可不预热，直接进行现场焊接。

对于S415等级钢材，在零度以上任何环境温度中施工，焊前必须预热到摄氏100～150度。

⒃预热宽度应从坡口两侧各大于100为宜，该范围内预热温度应均匀一致，预热温度可采用测温笔或表面温度计在距焊缝中心线100对称测量。

⒄需焊后热处理管道焊缝，应按焊接性试验及焊接工艺评定结果相应处理。

⒅焊接施工中应接规定认真填写有关原始记录。

㈤焊接检验及缺陷修补１、管道焊缝表面质量应在焊后及时检查。

２、焊缝无损检验应按照4065－93《石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级》和4056－93《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级》执行。

３、焊缝缺陷超过允许范围时，应进行修补或割掉重焊，且要重新进行无损检验并认真做好记录。

二、劳动组织我处承建的24陕甘宁气田至宁夏化肥厂天然气长输管线，•管道规格Φ426×7，材质X52。

工期９０天，工期紧、质量标准高。

我们采取下向焊流水作业施工方式，确保了工期、质量要求。

劳动力组合为：㈠项目队长兼安全员１人㈡技术负责人兼质量检查员１人㈢管工（可分为两个岗位组）８人㈣焊工８人㈤壮工６人三、机具配备（工程规模同上）根据24管道延长米的工作量及工期要求，需配备如下组对焊接机具：㈠内对口器一台，外对口器三台（备用）；㈡烘箱一台、焊条保温桶１６只；㈢移动式自发电电焊车七辆。

四、质量控制㈠人员控制。

建立完善的质量保证体系，保证施工过程质量处于受控状态。

及时总结出焊缝缺陷存在的主要特征，以及产生缺陷的根本原因，开展ＱＣ小组活动。

对焊接中存在的难点问题进行科技攻关。

㈡现场控制。

首先配备性能良好的直流弧焊机。

焊工必须充分了解所使用焊机的性能，施焊过程容易把握使用电压、电流，保证焊缝质量。

其次焊条的保管制度要严格执行。

焊条的保管与回收利用要有详细记录，杜绝使用不合格焊条焊接。

控制现场焊接条件，作好防护措施。

五、安全措施使用低氢型及纤维素焊条焊接时要注意方向，并采取防护措施，保护焊工身体健康。

六、经济技术分析下向焊接技术是一种较为先进的焊接工艺，从经济技术分析有如下优点：㈠提高工效：下向焊运条方式由上至下使用直拉或稍微摆动的手法，利用熔池的下坠趋势自然成形，•比上向堆焊的方式优越。

经试验比较，直径Φ426×6的焊缝三层焊道包括清根打磨时间为30分钟，•上向焊则需50分钟。

这样可以提高焊接速度，直接提高工程进度，缩短工期。