管道焊接、无损检测与试压知识

1、 一、以设计专业划分：一、以设计专业划分： 根据输送介质性质、服务对象常用管道可分为：根据输送介质性质、服务对象常用管道可分为： 油气集输管道（采油、气管道，集油、气管道）油气集输管道（采油、气管道，集油、气管道） 长输管道（原油长输管道、天然气长输管道、成品油长输管道）长输管道（原油长输管道、天然气长输管道、成品油长输管道） 城镇燃气管道城镇燃气管道 工业管道工业管道 二、以压力管道按其类别划分：二、以压力管道按其类别划分： 二、以压力管道按其类别划分：二、以压力管道按其类别划分： 三、以安装环境划分：三、以安装环境划分： 站内管道（室内管道、室外管道站内管道（室内管道、室外管道( (燃气项

2、目燃气项目) )） 站外管道站外管道 穿越管道穿越管道 跨越管道跨越管道 埋地管道埋地管道 地面管道（管墩、管架）地面管道（管墩、管架） 什么叫合金钢，如何分类？什么叫合金钢，如何分类？ 按照国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是按照国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是 通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的 少量合金元素少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素，杂质元素P、S及气体及气体N、H、O等。合金钢等。合金钢 则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合

3、金元则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元 素素Cr、Ni、Mo、V等，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢等，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。 合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合 金元素的总量来加以区分，一般而言总量低于金元素的总量来加以区分，一般而言总量低于3称为低合金钢，称为低合金钢，5 10为中合金钢，大于为中合金钢，大于10为高合金钢。为高合金钢。 根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高 韧性、耐

4、磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。 焊接方法：手工焊、半自动焊、全自动焊及组合焊接焊接方法：手工焊、半自动焊、全自动焊及组合焊接 (1)(1)手工电弧焊。手工电弧焊。由于手工焊的灵活性以及焊接设备要求不高等原因由于手工焊的灵活性以及焊接设备要求不高等原因, ,目前目前, ,对于对于 室外管线的焊接室外管线的焊接, ,手工电弧焊的工作量仍占手工电弧焊的工作量仍占40%40%50%50%。 (2)(2)纤维素下向焊接工艺。纤维素下向焊接工艺。纤维素下向焊接工艺是国内外普遍采用的一种焊接工纤维素下向焊接工艺是国内外普遍采用的一种焊接工

5、 艺艺, ,应用于包括钢材为应用于包括钢材为X70X70以下的所有薄壁大口径管道焊接。焊接速度快以下的所有薄壁大口径管道焊接。焊接速度快, ,根焊性根焊性 能好能好, ,焊缝射线探伤合格率高焊缝射线探伤合格率高, ,经济性优良。经济性优良。 (3)(3)低氢型立下向焊条焊接。低氢型立下向焊条焊接。该工艺与纤维素下向焊接工艺相比该工艺与纤维素下向焊接工艺相比, ,根焊速度较慢根焊速度较慢, , 主要用于气候条件极端恶劣主要用于气候条件极端恶劣, ,输送酸性气体及高含硫油气介质输送酸性气体及高含硫油气介质, ,对低温韧性要求较对低温韧性要求较 高的管道或者厚壁管的焊接。高的管道或者厚壁管的焊接。

6、(4)(4)立下向纤维素焊条打底焊立下向纤维素焊条打底焊,CO2,CO2气保焊填充面。气保焊填充面。由于由于CO2CO2焊生产率高、成本低焊生产率高、成本低, , 近年来不断得到推广和应用近年来不断得到推广和应用, ,但对油气管道焊但对油气管道焊, ,要实现全位置焊接要实现全位置焊接, ,必须在较小的必须在较小的 电流范围内电流范围内, ,用短路过渡形式完成用短路过渡形式完成, ,而短路过渡方式用于打底焊易出现未焊透等缺而短路过渡方式用于打底焊易出现未焊透等缺 陷。因此陷。因此, ,采用立下向纤维素焊条打底实现单面焊采用立下向纤维素焊条打底实现单面焊, ,背面成型背面成型, ,然后再用效率高的

7、然后再用效率高的 CO2CO2气保焊填充面。气保焊填充面。 焊接方法：手工焊、半自动焊、全自动焊及组合焊接焊接方法：手工焊、半自动焊、全自动焊及组合焊接 (5)(5)自保护药芯焊丝半自动焊自保护药芯焊丝半自动焊。自保护药芯焊丝半自动焊特别适用于户外有风自保护药芯焊丝半自动焊特别适用于户外有风 的场合的场合,它不使用它不使用CO2,靠药芯产生的气体保护靠药芯产生的气体保护,抗风性好抗风性好,可用于管道的高熔敷率的可用于管道的高熔敷率的 全位置焊。目前全位置焊。目前,以林肯公司生产的自保护药芯焊丝为各国所认同以林肯公司生产的自保护药芯焊丝为各国所认同,其品牌有其品牌有NR- 207、NR-204-

8、H、NR-208-H等多种等多种,可适用于可适用于X70、X80等管道的立下向焊。但等管道的立下向焊。但 该方法在打底焊时该方法在打底焊时,焊根易出现未熔合的缺陷。焊根易出现未熔合的缺陷。 (6)高性能焊机的高性能焊机的CO2气体保护半自动或全自动焊。气体保护半自动或全自动焊。目前目前,国外相继生产了对国外相继生产了对 焊接电流和电压波形进行适时控制或对输出特性进行电能控制的高性能电源焊接电流和电压波形进行适时控制或对输出特性进行电能控制的高性能电源,林肯林肯 公司的公司的STT表面张力过渡焊接技术就属于波形控制的范畴。基于焊接设备性能的表面张力过渡焊接技术就属于波形控制的范畴。基于焊接设备性

9、能的 提高提高,使得管道半自动及全自动使得管道半自动及全自动CO2气保焊得以很好实现气保焊得以很好实现,这就大大提高了焊接效这就大大提高了焊接效 率和焊接质量。率和焊接质量。 管道焊缝焊接检验：外观质量检验和无损检测管道焊缝焊接检验：外观质量检验和无损检测 油气田集输管道油气田集输管道为例为例 参考文件及标准规范参考文件及标准规范 油气田集输管道施工规范油气田集输管道施工规范 GB 50819-2013 石油天然气建设工程施工质量验收规范石油天然气建设工程施工质量验收规范 油气田集输管道工程油气田集输管道工程SY 4204-2016 石油天然气站内工艺管道工程施工规范石油天然气站内工艺管道工程

10、施工规范 GB 50540-2009 石油天然气建设工程施工质量验收规范石油天然气建设工程施工质量验收规范 站内工艺管道工程站内工艺管道工程SY/T 4203-2007 油气输送管道穿越工程设计规范油气输送管道穿越工程设计规范 GB50423-2015 油气输送管道穿越工程施工规范油气输送管道穿越工程施工规范 GB50424-2015 油气输送管道跨越工程设计规范油气输送管道跨越工程设计规范 GB50459-2009 油气输送管道跨越工程施工规范油气输送管道跨越工程施工规范 GB50460-2008 石油天然气钢质管道无损检测石油天然气钢质管道无损检测 SY/T 4109-2013 外观质量检

11、验外观质量检验（安装环境要求不同）（安装环境要求不同） 焊缝外观应符合下列要求（站外） 1）焊缝表面不得有裂纹、气孔、凹陷、夹渣和熔合性飞溅。 2）焊缝宽度每侧应超出坡口1.0mm-2.0mm。 3）焊缝表面不应低于母材表面，并应符合下列要求： 当采用上向焊时焊缝余高不得超过3mm； 当采用下向焊时焊缝余高不得超过2mm，局部不得超过3mm，连续长度不得大于 50mm，余高超过3mm时，应进行打磨，打磨后应与母材圆滑过渡，但不得伤及母材。 4）咬边深度不应大于管壁厚的12.5%，且不应超过0.5mm。在焊缝任何300mm连续 长度中，累计咬边长度不得大于50mm。 焊缝无损检测应在外观质量检验

12、合格后进行。焊缝无损检测应在外观质量检验合格后进行。 焊缝无损检测：焊缝无损检测： 焊缝无损检测的方法、比例及合格等级要求焊缝无损检测的方法、比例及合格等级要求应按设计规定执行应按设计规定执行；当设计无明；当设计无明 确规定时，无损检测的比例及合格等级应符合下表确规定时，无损检测的比例及合格等级应符合下表1.2.2-1的规定。检测结果应符的规定。检测结果应符 合现行国家石油天然气行业标准合现行国家石油天然气行业标准石油天然气钢质管道无损检测石油天然气钢质管道无损检测SY/T 4109的的 有关规定。有关规定。 （站内部分）（站内部分） 无损检测检查比例及合格验收的合格等级应符合下列要求：无损检

13、测检查比例及合格验收的合格等级应符合下列要求： 管道焊缝应进行管道焊缝应进行100%无损检测，优先选用射线检测无损检测，优先选用射线检测或或超声波检测。超声波检测。 管道最终的连头段、穿越段的对接焊缝应进行管道最终的连头段、穿越段的对接焊缝应进行100%的射线检测和的射线检测和100%超声超声 波检测。波检测。 检测时，设计压力大于检测时，设计压力大于4.0MPa为为级合格，设计压力小于或者等于级合格，设计压力小于或者等于4.0MPa 为为级合格。级合格。 穿跨越：穿跨越：均应做均应做100%超声波检测和超声波检测和100%射线检测射线检测；合格级别均为合格级别均为级。级。 磁粉检测或渗透检测

14、应按照现行行业标准磁粉检测或渗透检测应按照现行行业标准石油天然气钢质管道无损检测石油天然气钢质管道无损检测 SY/T 4109的规定进行。的规定进行。 城镇燃气城镇燃气 1）问题：）问题： （1）什么是城镇燃气室内工程？）什么是城镇燃气室内工程？ （2）什么是室内燃气管道？）什么是室内燃气管道？ （3）什么是室内燃气管道？）什么是室内燃气管道？ 城镇燃气城镇燃气 （4）讨论：）讨论： 城镇燃气城镇燃气 1）焊接检验常用标准）焊接检验常用标准 焊缝无损检测焊缝无损检测 超声检测超声检测 技术、检测等级和评定技术、检测等级和评定 GB/T 11345-2013 无损检测无损检测 金属管道熔化焊环向

15、对接接头射线照相检测方法金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法GB/T 12605-2008 承压设备无损检测承压设备无损检测 第第4部分：磁粉检测部分：磁粉检测 NB/T47013.4-2015 承压设备无损检测承压设备无损检测 第第4部分：渗透检测部分：渗透检测 NB/T47013.5-2015 2）检验标准适用范围）检验标准适用范围 （1）焊缝无损检测）焊缝无损检测 超声检测超声检测 技术、检测等级和评定技术、检测等级和评定 质量等级由高到低分为质量等级由高到低分为、四个等级。四个等级。 城镇燃气城镇燃气 （2）无损检测无损检测 金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法金属管道熔化

16、焊环向对接接头射线照相检测方法 质量等级由高到低分为质量等级由高到低分为、四个等级。四个等级。 3）焊接检验）焊接检验 （1）室外燃气管道工程）室外燃气管道工程 根据城镇燃气输配工程施工及验收规范根据城镇燃气输配工程施工及验收规范CJJ33-2005的规定：的规定： 城镇燃气城镇燃气 3）焊接检验）焊接检验 （1）室外燃气管道工程）室外燃气管道工程 城镇燃气城镇燃气 3）焊接检验）焊接检验 （1）室外燃气管道工程）室外燃气管道工程 城镇燃气城镇燃气 3）焊接检验）焊接检验 （1）室内燃气管道工程）室内燃气管道工程 根据城镇燃气室内工程施工与质量验收规范根据城镇燃气室内工程施工与质量验收规范CJ

17、J94-2009 引入管引入管 室内燃气管道室内燃气管道 参考文件及标准规范参考文件及标准规范： 油气长输管道施工及验收规范油气长输管道施工及验收规范 GB50369-2014 输气管道工程设计规范输气管道工程设计规范 GB50251-2015 输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范 GB50253-2014 参考文件及标准规范参考文件及标准规范： 油气田集输管道规范油气田集输管道规范 GB50819-2013 油气集输设计规范油气集输设计规范 GB50350-2005 石油天然气站内工艺管道工程设计规范石油天然气站内工艺管道工程设计规范 GB50253-2014 试验介质的选用应符合下列要

18、求：试验介质的选用应符合下列要求： （1 1）集输油管道试压介质应采用水，）集输油管道试压介质应采用水，在人烟稀少、寒冷、严重在人烟稀少、寒冷、严重 缺水地区，可采用气体作为试压介质，管材应满足至裂要求。缺水地区，可采用气体作为试压介质，管材应满足至裂要求。 （2 2）集输气管道位于一、二级地区的管段可采用气体或水作试）集输气管道位于一、二级地区的管段可采用气体或水作试 压介质。压介质。 （3 3）集输气管道位于三、四级地区的管段及阀室应采用水作试）集输气管道位于三、四级地区的管段及阀室应采用水作试 压介质。压介质。 （4 4）管道水压试验水质应符合设计要求）管道水压试验水质应符合设计要求。 参考文件及标准规范参考文件及标准规范： 城镇燃气输配城镇燃气输配 工程施工及验收规范工程施工及验收规范 CJJ33-2005 城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范 GB50028-2006 城镇燃气室内工程施工与质量验收规范城镇燃气室内工程施工与质量验收规范 CJJ94-2009 参考文件及标准规范参考文件及标准规范： 城镇燃气输配城镇燃气输配 工程施工及验收规范工程施工及验收规范 CJJ33-2005 城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范 GB50028-2006 城镇燃气室内工程施工与质量验收规范城镇燃气室内工程施工与质量验收规范 C