长输管道下向焊工艺.doc

长输管道下向焊工艺规程范围本标准适用于直径不小于159mm，材质为碳素钢及普通低合金钢的输油、输气管道手工电弧焊的下向对接焊施工。1 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于标准，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY 0401-98 输油输气管道线路工程施工及验收规范HYDBP018-2004压力管道安装工程焊接材料管理程序劳人部19881号锅炉压力容器焊工考试规则2 先决条件2.1 材料2.1.1 母材 进入现场的管材、管件等应符合相应标准和设计文件规定要求，并具有材料质量证明书或材质复验报告。2.1.2 焊接材料（以下简称焊材）2.1.2.1 进入现场的焊材应符合相应标准和技术文件规定要求，并具有焊材质量证明书。2.1.2.2 施工现场的焊材二级库已建立并正常运行。焊材的管理按焊接材料管理规范规定要求执行。2.2 主要设备及工具2.2.1 设备逆变焊机、空气压缩机、对口器、预热设备、高温烘箱、恒温箱、除湿机、温度、湿度和风速测量仪等。设备完好，性能可靠。计量仪表正常，并经检定合格且有效。2.2.2 工具 便携式焊条保温筒、角向磨光机、钢丝刷、专用钢丝轮、锉刀、榔头等焊缝清理与修磨工具配备齐全。2.3 焊接工艺评定按SY4052-92油气管道焊接工艺评定方法规定的要求已完成。焊接工艺卡已编制。2.4 焊工按锅炉压力容器焊工考试规则规定要求，经考核具有相应的持证项目。2.5 焊接环境2.5.1 施焊环境应符合下列要求：风速小于8m/s；大气相对湿度小于90%。非雨天或雪天。2.5.2 焊件表面潮湿、覆盖有冰雪，或在下雨、下雪、刮风期间，必须采取挡风、防雨、防雪、防寒和预加热等有效措施。无保护措施，不得进行焊接。2.5.3 管道在管沟外焊接时，管口处的作业空间不应小于500mm，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。3 焊接工艺流程焊接工艺流程见图1。4 工艺要点4.1 坡口检查4.1.1 管道的坡口形式和坡口尺寸应按设计文件或焊接工艺卡规定要求进行。4.1.2 坡口加工宜采用机械方法，坡口端面应与管轴线垂直。4.1.3 坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。4.2 组对4.2.1 焊件组对前应清除坡口两侧各50mm表面上的油污、浮锈、水分、泥沙等，坡口检查组对预热根焊（及检查打磨）热焊、填充焊(及层间检查打磨)层间温度控制盖面焊（及检查清理）合格外观检查后热或缓冷处理不合格焊缝返修进入下道工序无损检验注：虚框表示当有要求时执行。图1 焊接工艺流程图并对坡口内外侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清除干净。4.2.2 管子或管件对接接头组对时，内壁应齐平。宜采用内对口器进行组对，在撤离内对口器前必须焊完全部根焊道。若采用外对口器组对时，撤离外对口器前根焊道必须焊完50%以上，且均匀分布。4.2.3 下向焊管道组对尺寸见表1。表1 下向焊管道组对尺寸组对项目纤维素型下向焊条的管道组对尺寸低氢型下向焊条的管道组对尺寸坡口角度（）55656070钝边厚度（mm）1.01.51.02.0间 隙（mm）1.02.01.03.5最大错边量（mm）不大于管外径的3/1000，且不大于24.2.4 有直缝（或螺旋焊缝）的管道组对时，应将直焊错开间距100mm，相邻环缝间距1.5Do（管外径）。4.3 预热4.3.1 焊前预热应符合设计文件或焊接工艺卡的规定。通常预热作如下规定：对于S205、S240、S290等级钢材，环境温度在0以上，可不预热。对于S360等级钢材，环境温度在5以上，可不预热。对于S415等级钢材，在0以上任何环境温度中施工，焊前必须预热到100150。4.3.2 对有焊前预热要求的管道在焊件组对并检验合格后，进行预热。预热方法可采用火焰加热法、电加热法和喷灯加热的方法。4.3.3 预热宽度以焊缝中心为基准，坡口两侧大于50mm为宜，该范围内预热温度应均匀。测温方式可采用触点式温度计或测温笔，在距离焊缝中心线50mm处对称测量。4.4 焊接4.4.1 焊接工艺应严格按焊接工艺卡的规定要求执行。4.4.2 焊接材料4.4.2.1 焊条的选用原则：焊条应与母材的强度等级相匹配；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；两长管段联结的固定口以及管子与管件焊接，应选用低氢型焊条。4.4.2.2 国外焊条的选用，应符合附录A的要求。4.4.3 施焊顺序及焊接层次4.4.3.1 施焊顺序及焊接层次应按焊接工艺卡规定要求执行。4.4.3.2 管道下向焊的施焊顺序见图2。对管道直径小于711mm，每层焊道由二名焊工同时施焊。当管道直径大于或等于711mm时，每层焊道宜由三名焊工同时焊接。图2 施焊顺序4.4.3.3 管道下向焊采用多层单道焊，不同管壁厚度的焊接层数参见表2。表2 不同管壁厚度要求的焊道层数壁厚（mm）67891010121214层 数3444556674.4.4 焊接工艺参数4.4.4.1 施焊时的焊接工艺参数应在焊接工艺卡规定的范围内。4.4.4.2 纤维素型下向焊焊条施焊的焊接工艺参数参见表3。表3 用纤维素型下向焊条焊接工艺参数项 目焊条直径（mm）电流极性电流(A)电压(V)焊接速度(cm/min)运条方法根 焊3.2直 流反 接7011021261220直拉4.010014022281535热焊、填充焊及盖面焊第二层3.2直 流反 接10013022281530直拉4.011018022301535第三层及以后各层4.0直 流反 接11018025301035直拉或小幅度摆动4.8140220263215354.4.4.3低氢型下向焊焊条施焊的焊接工艺参数参见表4。表4 用低氢型下向焊条焊接工艺参数项 目焊条直径（mm）电流极性电流(A)电压(V)焊接速度(cm/min)运条方法根 焊3.2直流反接701201926620直拉热焊、填充焊及盖面焊第二层3.2直 流反 接9014020271530直拉或小幅度摆动4.012018021301535第三层及以后各层3.2直 流反 接9014020301525直拉或小幅度摆动4.0140210213015354.4.5 施焊技术4.4.5.1 全位置下向焊接必须采用焊接速度快、熔敷金属单层厚度薄的多层焊原则。并对根焊、热焊、填充焊、盖面焊以及层间的修磨和清理采用流水作业的形式。4.4.5.2 根焊焊道必须采用直向焊，其余焊道的焊接可直向焊或小幅度摆动焊。4.4.5.3 根焊道必须熔透，背面成形良好。根焊道焊完后，立即用角向磨光机打磨整条根焊道，使焊缝中间部位稍有圆滑下凹。并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5min。4.4.5.4 热焊、填充焊和盖面焊的层间，应对换焊条的接头高出部位和其它凸出的熔敷金属用角向磨光机修磨平整，并用专用钢丝轮清理焊缝后，方可焊接次层。4.4.5.5 相邻两焊层更换焊条的接头不得重叠，应错开2030mm。4.4.5.6 施焊时，每层焊道应连续焊完，中间一般不应中断。4.4.5.7 焊接层间温度不低于规定的预热温度下限。4.4.6 操作注意事项4.4.6.1 严禁在被焊工件表面引弧、试电流或随意焊接临时支撑物。4.4.6.2 施焊时管子应保持平稳，不得受到震动和冲击。4.4.6.3 每根焊条引弧后应一次焊完，应保证起弧和收弧处的质量。更换焊条应迅速，应在熔池未冷却前再次起弧。4.4.6.4 根焊焊接时，管内应防止穿堂风。4.4.6.5 焊接完毕应对焊缝进行清理，经自检合格后做好焊工代号的标识。4.5 后热及缓冷处理4.5.1 后热或缓冷处理按焊接工艺卡规定要求进行。4.5.2 后热或缓冷处理应做好记录。5 质量检验5.1 焊缝的检验按设计文件或相应标准规定的要求执行。5.2 焊缝外观检验5.2.1 焊缝外观不合格的焊缝，不允许进行其它项目的无损检验。5.2.2 管道对接焊缝表面质量应符合下列规定：5.2.2.1 焊缝表面成型良好，焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。5.2.2.2 焊缝咬边深度0.5mm，在任何长300mm焊缝中两侧咬边累计长度50mm。5.2.2.3 余高：以0.51.6mm为宜，局部不得大于3mm，且长度不超过50mm。5.2.2.4 宽度：焊缝宽度以每侧坡口增宽0.52.0mm为宜。5.3 焊缝的无损检验焊缝的无损检验按设计文件或相应标准规定的要求执行。6 返修当焊接接头有超标缺陷时，必须进行返修，并应遵守下列规定：6.1 焊缝返修工艺，应有经评定合格的焊接工艺评定。6.2 焊缝返修应由持有相应合格项目的焊工担任。6.3 对于不合格的焊接接头，应查明原因，采取对策，提出返修工艺，进行返修。返修后还应重新进行检验，并认真做好记录。6.4 焊缝修补宜使用同等强度级别的低氢型焊条，返修按返修工艺要求进行。6.5 当焊缝裂缝累计长度大于或等于焊缝长度的8%时，该焊缝宜割掉重新焊接。6.6 所有修补的焊缝长度，均应大于50mm。6.7 返修一般采用机械挖补的方法来清除缺陷，对厚壁管道亦可采用碳弧气刨清除缺陷。确认缺陷清除后，并对返修部位进行坡口清理和修磨，方可进行补焊。6.8 焊缝同一部位的返修次数一般不得超过二次。当超过二次返修时，其返修工艺措施必须经项目总工批准。7 安全注意事项7.1 电焊机开机前要做好设备的安全检查。7.2 焊工必须正确使用劳动保护用品。7.3 工作场地及附近区域不得有易燃易爆物品。7.4 焊接现场有积水和潮湿时，应有必要的隔潮措施。7.5 电焊机工件连线应采用卡夹可靠地固定焊件上。7.6 不允许将通电的焊钳搭在焊件上。焊钳连线对有接头和破损处应采取绝缘的可靠措施，严重时及时更新。7.7 氧气瓶和乙炔瓶置放，需搭设防晒棚且距焊接场所5m以外，上述两瓶置放距离也应在5m以上。7.8 使用角向磨光机等修磨焊缝时应配戴防护镜10附录A 下向焊条选用条件（资料性附录）A.0.1 不同管材用纤维素型下向焊条焊接，焊条选用条件见表A.0.1。表A.0.1 纤维素型下向焊条选用条件管 材 等 级焊 条 选 用GB9711可比较的API等级S205，S240S290A，B，X42根焊道AWS E6010其余焊道S315，S360S385X46，X52X56根焊道AWS E6010或E7010G其余焊道AWS E6010或E7010GS360，S385S415X52，X56X60根焊道AWS E6010或E7010G其余焊道AWS E7010GS415，S450X60，X65根焊道AWS E6010或E7010G其余焊道AWS E8010G注：因国内尚无定型产品，故引用AWS A5.1和A5.5标准焊条级别；适用于外径不足508mm，或外径大于或等于508mm，且壁厚超过9.5mm；适用于外径大于508mm，壁厚小于9.5mm；适用于S315（X46）及S360（X52）（当外径不足508mm，或外径大于或等于508mm