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高壓管線封堵連頭的焊接工藝

文字:[大][中][小] 2016-5-22    瀏覽次數:1619    
在管線封堵連頭工程中,對焊口的質量是要求很高的。在施工中,因受地形條件、材料供應、操作技能等因素影響,常會碰到管口組對間隙超出規範規定範圍的情況。由於焊接難度大,受現場情況限製,不能采用其他的方法, 隻有靠焊工焊接時通過操作技巧和手法來解決。本文對連頭焊口的焊接工藝參數、操作技巧、缺陷的防止措施進行討論,通過合適的工藝參數選擇、正確的操作手法和缺陷防範措施來焊好超標間隙的焊口,避免焊接缺陷,獲得合格的焊接接頭,保證工程質量。
  2011年某煉化廠由於站內違章打樁施工,致使地下7m處輸油管線撕裂,管內原油泄漏,需要緊急對破損管線進行換管處理,采取的施工方案是兩側高壓盤式封堵,中間進行破損管線置換。情況如圖1:


圖1

1、焊接工藝

1.1 母材規格
  母材規格為:Ф711mm×10.3mm,材質為L415,輸送介質為原油,設計壓力為7.3MPa。
1.2 接頭型式(如圖2)


圖2
1.3 焊材
  纖維素焊條:E6010Ф3.2mm或E6010Ф4.0mm 作根部焊接藥芯半自動填充焊、蓋麵焊。
1.4 焊接工藝參數(附表)。


附表

2、管線組對

2.1 組對前確認黃油牆密實不透氣,經防爆檢測符合要求。
2.2 清理管口內外表麵,用電動鋼絲刷將管端200mm區域範圍內鐵鏽、油汙等雜物清理幹淨, 呈現金屬光澤。
2.3 坡口相鄰的鋼管螺旋焊縫的餘高打磨到0.5 ~1.0mm,寬度不小於15mm,以保證該處焊道熔合良好。螺旋焊縫間距錯開不低於100mm。焊口焊前預熱溫度≥80℃。
2.4 組對時,管內壁平齊。觀察兩道環焊縫,有道對口間隙不能達到規範要求,左側焊口局部焊縫寬度達到10mm,長度約300mm,底部焊縫間隙大,右側焊縫基本無間隙。情況如圖3:


圖3
3、操作技術要點

3.1 根焊
3.1.1 施焊時焊條操作角度與管道焊接處切線方向成80°~90°,焊條與管道軸向保持90°, 運條時壓低電弧,始終保持均勻的熔孔,熔孔的大小應控製在每側坡口鈍邊熔化1mm左右,焊條做直拉或往複小動作運動,把鐵水準確地送到根部,以達到背麵成形良好的目的。
3.1.2 坡口間隙小的焊縫,采用E6010 Ф3.2mm 焊條焊接。使用角磨機打磨出達到焊接所需求的焊縫,能保證Ф3.2mm焊條能深入根部合理運條,間隙為2.5~3mm,不留鈍邊。小間隙的焊口很長,要分段打磨,每次打磨長度能保證一根焊條焊完。
3.1.3 焊縫間隙較大,采用E6010Ф4.0mm焊條焊接。電流適當調小,采用斷弧焊,向上焊。從大縫的底部起弧,短弧焊,電弧深入到焊縫根部,保證坡口兩側熔合良好,避免根部內凹。焊接時掌握斷弧節奏,控製熔池溫度,溫度高時容易燒塌,溫度低時不容易引弧。快收弧時采用連弧收封口。
3.1.4 接頭時將冷接頭打磨成緩坡狀,深度要打磨到焊縫根部,保證接頭焊透。
3.2 熱焊
  熱焊采用藥芯半自動下向焊,半自動焊熔池溫度高、熔深大,在根焊道較薄的位置焊接極有可能將根焊金屬全部熔化而出現燒穿現象。為避免燒穿及內凹現象的發生,焊接時發現熔池溫度過高可采用斷弧焊進行焊接過渡。斷弧焊的基本原理就在於當焊接中熔池溫度過高時利用斷弧方式使熔池短暫的冷卻,然後再繼續焊接,從而將熔池溫度控製在較為合適的範圍內。斷弧焊按照正常運條角度起弧,形成熔池後按常規運條方法運條,然後立即斷弧(一步一斷法)或向前形成幾個焊波後斷弧(幾步一斷法),斷弧後熔池稍一冷卻迅速起弧,形成下一個熔池,再斷弧、起弧,如此反複進行。
3.3 填充焊
  填充焊時,為保證焊接效率,焊接電流盡可能提高,以不出現氣孔為原則,盡可能選用高的焊接電壓。熔池寬度保持在10~12mm,寬焊縫時采用排焊法。填充完成後,立焊部位填充基本和母材表麵平齊,所留坡口餘量最大不得超過1mm;平焊和仰焊位置所留的焊接坡口餘量在2~3mm。
3.4 蓋麵焊
    蓋麵焊時由於局部焊縫較寬,一遍蓋不住, 采取排焊法。先從直的坡口一側蓋麵,焊縫寬度10mm左右,第二遍排焊時,將第一遍沒蓋住的坡口蓋住即可。蓋麵時選用中等的焊接電流, 以利於控製。選用較低的焊接電壓,避免氣孔出現。蓋麵焊縫蓋過坡口邊緣的寬度不超過2mm, 在平焊和仰焊位置適當增加焊接擺寬保證焊縫餘高不超過1.6mm。

4、缺陷防止措施

4.1 夾渣
  在焊接參數範圍內,適當增大焊接電流,以減少夾渣。在焊接過程中,始終保持清晰的熔池,分清熔渣、鐵水。清根要徹底,接頭打磨平,將焊道打磨成U型,兩側不要有夾角。
4.2 氣孔
  盡量減少熔池中產生氣體的因素,徹底清除坡口表麵的油、鏽、垢等雜物。焊條放在保溫桶內隨用隨取。引弧時,將電弧拉長些,用電弧進行預熱逐漸形成熔池。半自動焊填充蓋麵時焊接電流與電弧電壓要調節匹配,電壓過高易造成焊道表麵的熔渣保護效果不好,產生氣孔。
4.3 裂紋
  焊工在施焊時,要有足夠的操作空間,盡量消除根部缺陷,特別是仰焊位置缺陷,防止由於氣孔、夾渣或凹坑等一些缺陷,造成局部應力集中,形成裂紋。底部坡口間隙大,根焊完成後打磨不要過度,防止因為底部過薄,造成焊縫開裂。連接管段時,不得采用任何方式的強行組對,防止焊接時出現過大的焊接應力。

5、注意事項

  封堵連頭具有很高的風險性,由於坡口間隙不符合規範增加了焊工的施焊時間,也增大了焊接的危險性。焊工施焊時如果聽到管口內有漏氣聲立即停止焊接,防止黃油牆上部出現裂縫,甚至黃油牆倒塌,造成管內油氣溢出,因電焊打火,造成爆炸事故。 

6、結束語

  焊接結束後經X射線探傷檢驗,焊口質量合格,說明雖然封堵連頭碰死口時施工難度大,坡口間隙不一定能達到規範要求的標準,但是采用上述焊接參數、工藝方法和防止措施,能有效控製焊接過程中氣孔、夾渣、裂紋等缺陷的產生,獲得良好的焊接接頭。
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