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ZHGF-03-24天然气长输管道下向焊施工工法，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 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：GB971188石油天然气管道用螺旋缝埋弧焊钢管；SY529791石油天然气输送用直缝电阻焊钢管；GB816387输送流体用无缝钢管；.采用国外钢管时，应符合如下要求：APIspecsl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JIS标准热轧卷板ts52k卷焊的钢管。 下向焊焊条的选用.下向焊条应符合下列标准及要求： 焊条的性能应符合GB/T51171995碳钢焊条，GB/T51181995低合金钢焊条的规定。 焊条的焊接工艺性能应满足管道全位置下向焊接要求。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 表管 材 等 级焊 条 选 用GB9711 可比较的API等级S305 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 S65根 焊 道AWS E6010或E7010G 其余焊道AWS E8010G低氢型下向焊条选用条件 表管材等级焊知选用GB9711 可比较的API等级S205 S240S290 S315S360 S385 S415A BX42 X46X52 X56 X60根 焊 道AWS E7048其余焊道S415 S450 X60 X65根 焊 道AWS E7048其余焊道AWS E8016-C3 、 焊条的选用原则 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。 两长管段联接的固定口及管子与管件焊接，应选用低氢型下向焊条。 、 焊条的保管及焊前处理 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。 焊条的存放、烘干、发放、回收应按说明和规定进行。 焊接设备、焊接工艺评定及焊工考试、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、下向焊焊工考试应按照锅炉压力容器焊工考试规则执行。 、焊接工艺评定应按照SY405292油气管道焊接工艺评定方法执行。 焊接 、焊前准备 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。 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。 管道施焊前应将坡口两侧各表面上的油污、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范围的内外表面露出金属光泽。 管口组对尺寸应按表的要求检查。管道下向焊接管口组对尺寸 表 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）3035 2537.5 3035 27.540 钝边厚度 （mm）1.01.5 0.82.4 1.02.0 0.82.4 对口间隙 （mm）1.22.0 0.82.5 1.03.5 1.04.0 最大错边量 不大于管壁厚的10%，且不大于1mm。 当管道在沟外焊接时，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。 、 焊接施工 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。 施焊时，管子应保持平稳，不得受到震动和冲击。 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。 施焊时严禁在坡口外管材表面上引弧。 根焊道必须溶透，背面成形良好。 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。 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。 每相邻两层焊道更换焊条时， 接头不得重叠，应错开2030mm。 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。 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，。 图 A 图 B 用纤维素型下向焊条焊接的规范，宜符合表规定的范围。 用低氢型下向焊条焊接的规范，应符合表规定的范围。不同管壁厚度要求的焊道层数 表 壁 厚（mm） 6 78 910 1012 层 数 34 45 56 68 用纤维素型下向焊条焊接 表 焊条直径 电 流 焊接速度 项 目 电流（A） 电压（V） 运条方法 （mm） 极 性 （cm/mm） 3.2 直 流 70130 2130 1030 根 焊 直 拉 4.0 反 接 120180 2231 1540 热焊，填 3.2 直 流 90130 2034 1030 第二层 直 拉 充焊及盖 4.0 反 接 140190 2535 1535 面焊 第三层及 4.0 直 流 11070 2535 735 直拉或小 以后各层 4.8 反 接 140220 2636 1040 幅度摆动用低氢型下向焊条焊接 表 焊条直径 电 流 焊接速度 项 目 电流（A） 电压（V） 运条方法 （mm） 极 性 （cm/mm） 根 焊 3.2 直流反接70120 1926 620 直 拉 热焊，填 3.2 直 流 90140 2027 1030 直拉或小 第二层 充焊及盖 4.0 反 接 120210 2130 1535 幅度摆动 面焊 第三层及 3.2 直 流 90140 2037 625 直拉或小 以后各层 4.0 反 接 120210 2130 1035 幅度摆动 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。 雨天或雪天。 风速超过8m/S。 大气相对湿度超过90。 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。 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100150度。 预热宽度应从坡口两侧各大于100mm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100mm对称测量。 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。 焊接施工中应接规定认真填写有关原始记录。 焊接检验及缺陷修补 、管道焊缝表面质量应在焊后及时检查。 、焊缝无损检验应按照SY406593石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级和SY405693石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级执行。 、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24km陕甘宁气田至宁夏化肥厂天然气长输管线，管道规格4267，材质X52。工期天，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： 项目队长兼安全员 人 技术负责人兼质量检查员 人 管工（可分为两个岗位组） 人 焊工 人 壮工 人 三、机具配备（工程规模同上） 根据24KM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： 内对口器一台，外对口器三台（备用）； 烘箱一台、焊条保温桶只； 移动式自发电电焊车七辆。 四、质量控制 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，开展小组活动。对焊接中存在的难点问题进行科技攻关。 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： 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4266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。 降低成本：下向焊通过控制运条速度比及焊接电流，保证焊缝等高要求，利用薄层多遍的特点，达到了减少焊条使用量的目的。经试验比较，4266的焊缝三层焊道使用3.230焊条10根，4.030焊条15根，而采用普通焊条进行上向焊