油田施工工艺焊接基本知识

PAGEPAGE20施工基本知识规范引用自：GB50391-2006油田注水工程设计规范JBT4709-2007压力容器焊接规程SYT0043-2006油气田地面管线和设备图色规范焊接过程是钢制压力管道工程施工的关键过程和主要过程。压力管道组队、焊接质量的的好坏直接影响管道介质的流速流向、管道磨损情况和安全运行。因此对压力管道的焊接质量有着极为严格的要求，除要求焊接接头为完全熔透焊缝外，对压力管道的耐蚀性以及焊缝表明的质量也有着具体的焊接标准、焊缝的表面（罐内、外）应平缓、均匀、不得有明显的凸凹焊道。焊接过程的质量控制对保证压力管道工程的安装起着重要的作用。为此，控制好压力管道工程中的焊接质量是管道安装质量控制的关键。1.焊前准备焊工凡是从事压力管道焊接的焊工、必须按照现行《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定进行考试，考试合格后，方可从事相应的焊接施工；焊接用设备压力管道焊接所需的手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全、完好、性能稳定可靠，应装有在周检（校）期内合格的电流、电压表、压力表。坡口加工及清理现场条件允许的情况下，应尽量采用等离子弧、氧乙炔等热加工方法。坡口加工完成后，必须除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层，清除范围为坡口及其两侧母材不少于20毫米区域，并应将凹凸不平处打磨平整。定位/组对管接头组对应在确认坡口加工、清理质量后进行。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键，如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适，易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀，定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%，且不应大于1.2.焊接过程控制材料与焊材施工单位应具备完善的材料管理体系，以保证材料的规格、型号符合设计要求。现场材料：现场材料员根据到货凭证核对材料的名称、规格、型号、数量和质量证明等资料是否与事物相符。经检验合格的材料、现场材料员负责进行入库，并对其登记上账。有时现场某些材料规格很大，无法在库房存放，故应该选合适的露天场地存放，并做好防护工作。需要进库房存放的材料必须入库妥善保管，以防丢失和损坏。材料发放时，一定要核对材料的工程项目、规格、型号、材料和数量，以防有错。现场使用的焊条必须烘干，操作人员用保温桶领用，以防返潮。每一只桶内只能领用同一牌号的焊条，以防错用，且一次最多不能超过5公斤，在桶内存放时间不应超过四小时，否则必须进行重新烘干。焊丝一次领用数量不得超过最小包装，使用前应检查表面的锈蚀、油污等杂质是否清理干净。氩弧焊所用氩气纯度应不低于99.9%，且含水量不大于50ml/m3.工序间材料：管道安装过程中、一些材料需经数道工序的处理后才能进行安装，如管材及焊件根据输送介质的不同，需经开孔、开坡口、除锈、酸洗、钝化、脱脂等工序的处理；阀门、配件、仪表需经清洗、脱脂、检验、试验等工序的处理；各工序间必须做好防护处理，且各工序之间要做好交接检查工作，以防止再次污染。3.

焊接工艺评定及施焊工艺管道焊接施工中各种材质、焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖达到100%如本单位没有适合管道材质和焊接要求的焊接工艺评定，应委托有评定资格的单位进行评定。焊接技术人员应依据设计图纸，有关施工规范及现行标准，根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定切实可行的焊接工艺指导书。施工前对焊工和管工进行技术交底，内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。管线编号应在焊接工艺指导书上标明，不同工艺的管线分别编号，相同焊接工艺管线可以写在一个工艺指导书中，注明管线代号，管工按焊接交底制备坡口，现场质检员按此确认坡口、尺寸及组装要求（签字确认），焊工必须严格执行焊接工艺，现场质检员应加强这方面的监督检查，这是保证焊接质量的关键。焊工应进行工序交接，确认坡口质量，确保焊接工艺正确实施。4.焊缝返修焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次，一、二次返修由焊接工艺人员对所需返修的缺陷分析产生原因并编制返修工艺，由焊接责任师审批，三次及三次以上的焊缝返修由焊接责任师会同有关人员认真分析原因确定避免返修再次发生的措施后编制返修工艺，由项目技术负责人或项目质保师审批。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。要求焊后热处理的管道焊缝，一般应在热处理前进行返修，如在热处理后返修、补焊后应做必要的热处理。有抗晶间腐蚀要求的不锈钢焊缝，返修部位仍需保证原有要求。焊缝返修次数、部位及返修情况应记入交工资料，返修的纪录、报告等内容均汇入工程档案。5.焊后检查5.1焊缝外观检查焊缝表面质量的检验应在无损检测以及耐压试验之前进行。所以焊缝表面质量均应采用标准样板、量规、硬度计等进行100%的外观检验并符合GB50236-98标准中的具体要求，应如实记录结果。外观合格的标准焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得有熔渣与飞溅物，咬边和焊缝余高应符合相关的要求。1焊缝外观成型均匀一致，焊缝及其热影响区表面上不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅、夹具焊点等缺陷。2焊缝表面不应低于母材表面，焊缝余高一般不应超过2mm，局部不得超过3mm，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。3焊缝表面宽度每侧应比坡口表面宽O.5～2mm。4咬边的最大尺寸应符合下表的规定。深度长度大于0.8mm或大于12.5%管壁厚，取二者中的较小值任何长度均不合格大于6%～12.5%的管壁厚或大于0.4mm，取二者中的较小值在焊缝任何300mm连续长度上不超过50mm或焊缝长度的1/6，取二者中的较小值小于或等于0.4mm或小于或等于6%的管壁厚，取二者中的较小值任何长度均为合格5.21.施焊时不应在坡口以外的管壁上引弧。焊机地线与管子连接应采用专用卡具，应防止地线与管壁产生电弧而烧伤管材2.1根焊完成后，应修磨清理根焊道。3.焊道接头点，应进行打磨，相邻两层的接头点不得重叠，应错开30mm以上。4.各焊道宜连续焊接，焊接过程中，应控制层间温度。5.填充焊应有足够的焊层，盖面焊后，完成焊缝的横断面应在整个焊口上均匀一致。6.层间焊道上的焊渣，在下一步焊接前应清除干净。7.在焊接作业中，焊工应对自己所焊的焊道进行自检和修补工作。每处修补长度不小于30mm。8.焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。9.在焊接作业时，根据气候条件，可使用防风棚。10.焊口焊完后应清除表面焊渣和飞溅。4.焊缝外观检查1.外观合格的标准焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得有熔渣与飞溅物，咬边和焊缝余高应符合相关的要求。2.焊缝外观成型均匀一致，焊缝及其热影响区表面上不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅、夹具焊点等缺陷。3.焊缝表面不应低于母材表面，焊缝余高一般不应超过2mm，局部不得超过3mm，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.焊缝表面宽度每侧应比坡口表面宽O.5～2mm。5.咬边的最大尺寸应符合表5中的规定。5咬边的最大尺寸深度长度大于0.8mm或大于12.5%管壁厚，取二者中的较小值任何长度均不合格大于6%～12.5%的管壁厚或大于0.4mm，取二者中的较小值在焊缝任何300mm连续长度上不超过50mm或焊缝长度的1/6，取二者中的较小值小于或等于0.4mm或小于或等于6%的管壁厚，取二者中的较小值任何长度均为合格6.电弧烧痕应打磨掉，打磨后应不使剩下的管壁厚度减少到小于材料标准允许的最小厚度。否则，应将含有电弧烧痕的这部分管子整段切除。5．管道焊接常用的坡口形式和尺寸1.钢制管道焊接坡口形式和尺寸应符合表B.0.1的规定。钢制管道焊接坡口形式和尺寸表B.0.1项次厚度T(mm)坡口名称坡口形式坡口尺寸备注间隙с(mm)钝边р(mm)坡口角度α(β)(º)11～3Ⅰ型坡口0～1.5--单面焊3～6双面焊23～9Ⅴ型坡口0～2.50～265～759～260～20～355～6536～9带垫板Ⅴ型坡口0～30～245～559～263～50～2412～60Ⅹ型坡口4～60～355～65520～60双Ⅴ型坡口0～31～365～75(8～12)2.管道切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。切口端面倾斜偏差△不应大于管子外径的1%。图2管子切口端面倾斜偏差3.管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度(图3)，当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm；当管子公称直径大于或等于l00mm时。允许偏差为2mm。但全长允许偏差均为10mm图3管道对口平直区4.法兰连接应使用同一规格螺栓，安装方向应—致。螺栓紧固后应与法兰紧贴，不得有楔缝。需加垫圈时，每个螺栓不应超过一个。紧固后的螺栓与螺母宜齐平。5.对管内清洁要求较高且焊接后不易清理的管道，其焊缝底层应采用氩弧焊施焊。6.直管段上两对接焊口中心面间的距离，当公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm；当公称直径小于l50mm时，不应小于管子外径。5.3最终检验、试验5.3.1最终检验、试验是在压力管道所用材料的检验、试验已完成并合格，安装过程的工序检验、试验已完成并合格且资料齐全并符合要求后的前提下才能进行。（1）压力管道安装完毕后，经联合检查合格后方可进行；（2）应严格按照检验、试验的程序和要求进行，并做好记录；（3）输送剧毒、有毒和易燃流体的管道必须按规定确定泄露量；真空系统管道压力试验后，还要进行真空试验。5.4管道安装要求5.4.1先地下管道后地面管道；先大管后细管；先高压后低压。5.4.2法兰上的毛刺、铁锈、尘土、油污要清理干净5.4.3管道安装前必须将管内清理干净（吹扫、敲击、钢丝刷拖动等）5.4.4管口不平行度小于或等于1mm5.4.5管口端面倾斜偏差不应大于管径1%，且不超过2mm5.4.6相邻环焊缝间距应大于管径的1.5倍且应不小于150mm5.4.7高压管道对口错边量不应超过壁厚的10%且不大于1mm5.4.8低中压管道对口错边量不应超过壁厚的15%且不大于1.5mm5.4.9管道分支时应采用与管道同等材质的三通、四通连接法兰与法兰、法兰与阀门法兰平行度允许偏差公称直径DN(mm)允许偏差(C―C1)(mm)公称压力PN＜1.6Pa公称压力PN=1.6～4Mpa≤1000.200.10＞1000.300.155.5管道取样口安装要求5.5.1温度取样口安装位置应选在介质温度变化灵敏、具有代表性和便于观察的地方，不宜选在阀门等阻力不见的附近和介质流束死角的地方以及震动较大的地方。5.5.2压力取样口安装应选在介质流束稳定的地方，当温度取样和压力取样在同一管段上是，应在温度取样的上游。压力取源部件应与管段垂直相交，气体应在上部，液体应在水平0-45度位置。DC是直流AC是交流酸性焊条和碱性焊条的区别在焊条药皮中，如果含有以酸性氧化物(如氧化钛、硅砂)为主的涂料成分，这种焊条称为酸性焊条，如钛铁矿型焊条、钛钙型焊条、高钛型焊条、氧化铁型焊条和纤维素型焊条，如果含有以碱性氧化物(如氧化钙)为主的涂料成分，这种焊条称为碱性焊条，如含碳酸盐和氟石为主的低氢型焊条。酸性焊条和碱性焊条特性的比较：1、酸性焊条药皮组分氧化性强；而碱性焊条药皮组分氧化性弱。2、酸性焊条对水、锈产生气孔的敏感性不大，焊条在使用前经75~150℃烘焙1h；而碱性焊条对水、锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用前经350~4004、酸性焊条焊接电流大；而碱性焊条焊接电流较小，较同规格的酸性焊条约小10左右5、酸性焊条宜长弧操作；而碱性焊条宜短弧操作，否则易引起气孔。6、酸性焊条合金元素过渡效果差；而碱性焊条合金元素过渡效果好。7、酸性焊条焊缝成形较好，熔深较浅；而碱性焊条焊缝成形尚好，容堆高，熔深稍深。