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1、正本天然氣管道工程焊接、安裝質量通病防治施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目錄一、管道焊接施工要求21、管道切口質量應符合下列規定：24、管道對接焊縫位置應符合下列規定：3二、管道安裝31、管道安裝前應具備下列條件：33、管道水平段的坡度方向以便于疏放水和排放空氣為原則確定。411、法蘭及緊固件安裝5三、管道焊接6管道施工中焊接缺陷的產生及預防11一、 夾渣12二、氣孔131、 用于保護電弧及熔池的保護氣體流量不夠；141. 增加保護氣體流量,在無風時,流量為20-25L/Min;14三.裂紋1412、. 熱裂紋152、冷裂紋16四、未熔合和未焊透175、用砂輪等工具打磨掉焊道過高凸起部分。18五、咬邊和焊瘤18六、鎢極氬弧焊焊接缺陷及預防措施20七、冬季施工方案211、冬期施工的確定212、管理措施21一、管道焊接施工要求1、管道切口質量應符合下列規定： 切口表面應平整、無裂紋、重皮、毛刺、凹凸、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等； 切口端面傾斜偏差不應大于管子外徑的，且不得超過1mm； 有坡口加工要求的，坡口加工形式按焊接方案規定進行。2、管道預制時應按單線圖規定的數量、規格、材質等選配管道組成件，并按單線圖標明管道的系統號和按預制順序標明各組成件的順序號。3、管道預制時，自由管段和封閉管段的選3、擇應合理，封閉段必須按現場實測尺寸加工，預制完畢應檢查內部潔凈度，封閉管口，并按順序合理堆放。4、管道對接焊縫位置應符合下列規定：管道位置距離彎管的彎曲起點不得小于管子外徑或不小于100mm；管子兩個對接焊縫間的距離不大于5mm.支吊架管部位置不得與管子對接焊縫重合，焊縫距離支吊架邊緣不得小于50mm；管子接口應避開疏放水、放空及儀表管的開孔位置，距開孔邊緣不應小于50mm，且不應小于孔徑。5、管道支架的形式、材質、加工尺寸及精度應嚴格按照相關圖集進行制作，滑動支架的工作面應平滑靈活，無卡澀現象。6、制作合格的支吊架應進行防腐處理，并妥善分類保管。支架生根結構上的孔應采用機械鉆孔。二、管道安裝4、1、管道安裝前應具備下列條件：與管道有關工程經檢驗合格，滿足安裝要求；管子、管件、管道附件等已檢驗合格，具有相關證件；管道組成件及預制件已按設計核對無誤，內部已清理干凈無雜物。2、管道安裝應按單線圖所示，按管道系統號和預制順序號安裝。安裝組合件時，組合件應具備足夠剛性，吊裝后不應產生永久變形，臨時固定應牢固可靠。3、管道水平段的坡度方向以便于疏放水和排放空氣為原則確定。4、管道連接時，不得用強力對口，加熱管子，加偏墊或多層墊等方法來消除接口端面的空隙、偏斜、錯口或不同心等缺陷。5、管子或管件的坡口及內外壁10-15mm范圍內的油漆、垢、銹等，在對口前應清除干凈，顯示出金屬光澤。管子對口一段應平5、直，焊接角變形在距離接口中心00m處測量，當管子公稱通徑100mm時，折口的允許偏差；當100mm時，允許偏差。6、管道對口一般應做到內壁齊平，如有錯口時，對接單面焊的局部錯口值不應超過壁厚的10，且不大于1mm，對接雙面焊的局部錯口值不應超過焊件厚度的10%，且不大于。對口符合要求后，應墊置牢固，避免焊接過程中管子移動。7、管道安裝應根據現場實際條件進行組織，原則為先大管后小管，安裝工作有間斷時，應及時封閉管口，管道安裝的允許偏差為：項目允許偏差標高架空室外15水平管彎曲度1001/1000且20100 1.5/100020立管鉛垂度 2/1000 且15交叉管間距偏差1011、法蘭及緊固件6、安裝法蘭安裝前，應對法蘭密封面及密封墊片進行外觀檢查，不得有影響密封性能的缺陷。法蘭連接時應保持法蘭間的平行，其偏差不應大于法蘭外徑的1.5/1000，且不得大于2，不得用強緊螺栓的方法消除歪斜。法蘭平面應與管子軸線相垂直，平焊法蘭內側角焊縫不得漏焊，焊后應清除氧化物等雜質。墊片的內徑應比法蘭內徑大。墊片應為整圓。連接用的緊固件的材質、規格、形式應符合設計規定。法蘭應使用同一規格，螺栓安裝方向一致，緊固螺栓應對稱均勻，松緊適度。螺栓應露出螺母個螺距。12、盲板安裝1、盲板厚度應選10mm，材質與原管材質相同。 2、盲板的添加位置應正確無誤，并按要求進行加強。13、支架安裝支架安裝工作應和管道安7、裝同步進行，支架的位置、形式盡可能符合設計規定。支架安裝前應清理基礎，和基礎固定好，安裝時及時進行支架的固定和調整工作，支架安裝應平整、牢固、與管子接觸良好。滑動支架的滑動面應潔凈平整，以保證管道能自由膨脹。滑動支架的滑動部分應裸露，不應被水泥及保溫層敷蓋。在有熱位移的管道上安裝支架時，其支點的偏移方向及尺寸按設計圖紙要求正確裝設。有熱位移的管道，在受熱膨脹時，應進行檢查與調整，檢查活動支架的位移方向、位移量及導向性能是否符合設計要求，管托有無脫落現象，固定支架是否牢固可靠。支架間的間距按設計正確安裝，安裝過程中使用的臨時支架應有明顯標志，并不得與正式支架位置沖突，管道安裝完畢后及時拆除。管道8、安裝完畢后，應按設計文件逐個核對支架的形式、材質和位置，以免錯裝、漏裝。14、管道安裝完畢自檢合格后，進行“三查四定”收尾工作，進行吹掃，清洗。三、管道焊接、焊條、焊絲應根據母材的化學成分、機械性能合理選用在使用前必需檢查其質量合格證明書和產品是否相符。、焊條、焊絲焊條存放地點應符合焊材對溫度、濕度的要求，按時填寫保存環境記錄。如果焊條受潮，焊材使用前應按其使用說明進行烘干。3、焊接人員必須有上崗證，而且在規定的范圍內。4、本次施工的管道為中壓焊接管道，且管道厚度不大于10mm。5、管道焊接前用氣焊打坡口，打完坡后對管口處出現的焊渣等物應用絞磨機進行清理，使坡口面出現金屬光澤。6、此次管道坡口9、全部采用V型坡口坡口角度為5565，鈍邊為03mm，管道間隙為13mm。7、由于管道要吊裝作業，此次焊接采用定位焊，對于一般的管子，應在正面焊一小點，側面焊二大點。具體定位點個數見下表管徑焊接點個數75210041）引弧及起焊：在圖所示A點破口面上引弧至間隙內，使焊條在兩鈍邊作微小橫向擺動，當鈍邊熔化鐵液與焊條熔滴連在一起時，焊條上送，此時焊條端部到達破口底邊，整個電弧的2/3將在管內燃燒，并形成第一個熔孔。在仰焊至斜仰焊位置運條時，必須保證半打穿狀態；至斜立焊及平焊位置，可運用頂弧焊接。其運條角度變化過程及位置如圖所示 為了在仰焊部位消除和減少內凹現象，除了臺理選擇坡口角度和焊接電流以外，斷10、弧動作要果斷，引弧動作要準確和穩當，在坡口兩側停留時間不宜過多，焊接電弧要短，并借助電弧的吹力使熔池金屬推向背面。2)仰焊及下膽坡部位的焊接：應壓住電弧作橫向擺動運條，運條幅度要小，速度要快，焊條與管子切線傾角為8085左右。隨著焊接向上進行，焊條角度變大，焊條深度慢慢變淺。在7點位置時，焊條端部離口底邊約1mm，焊條角度為100105，這時約有1/2電弧在管內燃燒，橫向擺動幅度增大，在坡口兩側稍作停頓。到達立焊時，焊條與管子切線的傾角為90 。3) 上爬坡和平焊部位的焊接，焊條繼續向外帶出，焊條端部離坡口底邊約2mm，這時1/3電弧在管內燃燒。上爬坡的焊條角度與管切線夾角為8590 ，平焊時11、夾角為80左右，并在圖6-22 aB點收弧。仰焊接頭方法，由于起焊處容易產生氣孔、未焊透等缺陷，故接頭時應把起焊處的原焊縫用電弧割去一部分（約10mm長），這樣既割除了可能有缺陷的焊縫，而且形成緩坡形割槽，也便于接頭。其操作方法如下：首先用長弧烤熱接頭部分，稍微壓短電弧，此時弧長約等于兩倍焊條直徑。從超越接頭中心約10mm的焊波上開始焊接。此時電弧不宜壓短，也不作橫向擺動，一旦運條至接頭中心時，立即拉平焊條壓住熔化鐵液向后推送，未凝固的鐵液即被割除而形成一條緩坡形的割槽。焊條隨即回到原始位置（約30），從割槽的后端開始焊接。運條至接頭中心時切勿滅弧，必須將焊條向上頂一下，以打穿末熔化的根部，使12、接頭完全熔合（圖6-23）。 對于重要管道或使用低氫型焊條焊接時，可用鏨、銼等手工加工方式修理接頭處，把仰焊接頭處修理為緩坡形，然后再施焊。2)平焊接頭方法：先修理接頭處，使成一緩坡形，選用適中的電流值，當運條至斜立焊（立平焊）位置時，焊條前傾，保持頂弧焊，井稍作橫向擺動（圖6 -24），當距接頭處尚有35mm間隙，即將封閉時，絕不可滅孤。接頭封閉的時候，需把焊條向里稍為壓一下，此時，可聽到電弧打穿根部而產生的“啪喇”聲，并且在接頭處來回擺動以延長停留時間，從而保證充分的熔合。熄弧之前，必須填滿熔池，而后將電弧引至破口一側熄滅。3）與定位焊縫接頭：當運條至定位焊點時，將焊條向下壓一下，如聽到“13、噗噗”聲后，快速向前施焊，到定位焊縫另一端時，焊條在接頭處稍停，將焊條向下壓一下，若聽到“噗噗”聲后，表明根部已熔透，恢復原來的操作手法。4)換焊條時接頭：有熱接和冷接兩種接法。熱接：在收弧處尚保持紅熱狀態，立即從熔池前面引弧，迅速把電弧拉倒收弧處，見圖6-25所示。冷接：即熔池已經凝固冷卻，必須將收弧處打磨成斜坡，并在其附近引弧，再拉到打磨處稍作停頓，待先焊焊縫充分熔化，方可向前正常焊接。管道施工中焊接缺陷的產生及預防 根據工程施工過程中的具體情況，結合多年的施工管理經驗，如何防止焊接缺陷的產生，以便為提高管道焊接工程質量，焊接施工時，焊條、焊絲的選擇、使用方法、焊接條件和施工管理等任何一個14、方面的失誤，都可導致“焊接缺陷”的產生。而一項不當的焊接工藝及不適當的焊接參數的選擇更是造成焊接缺陷的主要原因。焊接缺陷大致可分為內部缺陷和外部缺陷兩類。內部缺陷主要指氣孔、未焊透，裂縫，未熔合及夾渣等。外部缺陷是指表面裂紋，表面氣孔，凹坑，焊瘤和咬邊等形狀缺陷，以及熱變形，錯邊或角焊縫的焊腳尺寸不足等尺寸上的缺陷。一、 夾渣夾渣分單個的與條狀的兩類。有的外形不規則，也有的呈球狀。他們都是焊縫金屬中殘留的外來固體物質。用藥芯焊絲焊接時會產生一層溶渣覆蓋于焊縫表面，當溶渣在熔融的焊縫金屬中來不及浮出表面而停留在金屬內時，就形成夾渣。這些夾渣削弱了焊縫，并且可能成為一種裂紋源。他們可由下列因素造成15、：1 前層的焊道清渣不干凈；2 不穩定的運條速度；3 不適當的焊絲角度，使熔渣流到電弧前面；4 擺動幅度太寬；5 運條速度太慢，使熔池處在電弧前面；6 電流控制得太低采用下面措施可以避免：1 仔細清理前一焊道的熔渣，特別是沿焊道的兩側；2 采用均勻的運條速度；3 增加焊炬的傾斜角，避免熔渣流到電弧前面；4 使用較窄的擺幅；5 提高運條速度，以便使電弧位于熔池的前面；6 提高電流設定值。二、氣孔氣孔是在焊縫金屬中的一種充滿氣體（H2，N2，CO）的空穴。氣孔一般呈圓形或橢圓形，內壁潔凈光滑。他們可以密集的分布在焊縫的某一部位，也可以沿著焊縫的全長分布。氣孔減小了焊縫橫截面，使其受到削弱。氣孔可以16、在焊縫內部，也可以穿透到焊縫表面，或者兩種都有。也有的表現為焊縫表面的凹坑或長條狀氣溝。當從凹坑部分釋放出來的氣體，受到半熔融熔渣的抑制，被封閉與熔渣與熔融金屬間，造成熔融金屬的下凹，當金屬凝固時，即成氣溝。如圖2-1氣孔可由下列一個或多個因素造成： （a）（b）（c） 圖2-1氣孔，凹坑，氣溝一例1、 用于保護電弧及熔池的保護氣體流量不夠；2、 保護氣體流量過大,將空氣卷入,或風速大造成保護氣體的覆蓋偏轉,導致保護不良;3、 保護氣體混有雜質或受潮;4、 焊接電流過大,或電弧電壓過太高;5、 焊絲干伸長度過長;6、 過快的運條速度,導致氣體還沒逸出之前,焊接熔池以凝固;7、 母材或焊絲表面有17、銹,油脂,濕氣或臟物;8、 母材中的雜質,如鋼中的S含量過高, 根據上列原因,可采用下列相應措施,以消除氣孔的產生.1. 增加保護氣體流量,在無風時,流量為20-25L/Min;2. 采取防風措施,防止穿堂風.在室外焊接,氣體保護焊時當風速超過2m/s 時,要設置防風措施；3. 增加去除氣體中濕氣的裝置，及保證氣體純度；4. 調整至合適的焊接電流或電弧電壓,或調整送絲速度;5. 縮短干身長度或調整焊炬角度,清理噴嘴內附著的飛濺物,改善氣體保護;6. 減慢運條速度;7. 清理母材或焊絲表面;三.裂紋對焊接接頭質量影響最大的是裂紋,裂紋的產生可以由不適當的焊接工藝、焊工技術或材料所致。按照裂紋發生18、的時間可劃分為冷裂紋與熱裂紋兩種，這些裂紋可以垂直或平行于焊縫。橫向裂紋垂直于焊縫軸線，是縱向收縮應力作用所引起的；縱向裂紋常常發生于高的接頭拘束及高的冷卻速度條件下，預熱往往可以減少這些裂紋的發生。1. 熱裂紋熱裂紋又稱“結晶裂紋”，當焊縫金屬凝固時，如果在枝晶間存在富集雜質元素的低熔點相薄膜，在焊接應力的作用下就會產生熱裂紋。硫和磷是最易形成低熔點相的元素，它們的作用也會因含炭量的增加而提高。按熱裂紋的形態，可分為“縱向裂紋”、“橫向裂紋”、“弧坑裂紋”，“熱影響區（HAZ）液化裂紋”等。熱裂紋發生在凝固溫度至Ar3以上溫度，其微觀特征為沿晶界分布。這類裂紋常常因為母材中含S、P含量過高，19、也可能因為不適當的收弧方法所致。熱裂紋也常常發生在熔深較深的焊縫中（即焊道的深寬比超過1.2），這在“梨形”焊縫中多有發現。熱裂紋可由下列措施加以避免或減少到最少程度。（1） 采取預熱，以降低收縮應力；（2） 使用清潔的或未被污染的保護氣體；（3） 增加焊道的橫截面；（4） 調節焊接規范，更改焊道的外形輪廓，即控制焊道的深寬比不超過1.2；（5） 采用雜質元素含量很低的母材；（6） 使用含Mn量高的焊絲，提高焊絲的Mn/S之比。弧坑裂紋是深度很淺的熱裂紋，他們往往是因不適當的收弧方法所引起。為了避免弧坑裂紋，可以采取返回移動焊絲，或在斷弧前停止運條，將電弧間斷停止幾次，使弧坑填滿。2、冷裂紋 20、冷裂紋形成于Ar3溫度以下，通常在馬氏體轉變溫度區間（約200300以下）有的焊后立即出現，有的經幾小時乃至幾天后才出現，故亦稱延遲裂紋。其微觀特征是穿晶斷裂，繼續延伸。促成冷裂紋的主要因素有三個方面，即鋼種的淬硬傾向、氫的作用和焊接接頭的拘束應力。焊前預熱，使用干燥的、高純的保護氣體及適當的清理工序都有助于防止這類缺陷的產生。使用藥芯焊絲通常比實芯焊絲產生冷裂紋要少，這是因為藥芯焊絲氣保護焊的線能量高，提供了更多的預熱效應，也有助于減少因過快的冷卻速度而產生淬硬組織等。冷裂紋可產生在焊縫、熱影響區，也可能擴展到母材之中。焊縫中的冷裂紋可以由下述一個或多個因素造成：（1） 相比于母材的厚度，焊21、道的橫截面太小；（2） 不良的裝配，如間隙過大，錯邊等；（3） 高的接頭拘束；（4） 弧坑裂紋的延伸。避免焊縫中冷裂紋的最好方法是：（1） 要選用合適的焊接線能量，增加焊道的橫截面尺寸；（2） 降低間隙寬度；（3） 預熱，必要時可采用后熱或緩冷措施，以降低冷卻速度；（4） 填滿弧坑；（5） 選用擴散氫含量少的焊絲及按焊條說明書要求烘干焊條；（6） 避免強力組對焊口四、未熔合和未焊透未熔合發生在焊道之間或焊道與母材之間，通常是因為被焊部位未能完全熔化結合或液態金屬流動不充分所造成的。這種缺陷的另一種形式是根據未熔合，即未焊透，其起因可與未熔合相同，也可能是由于電流太小或焊接熱輸入不夠所導致。坡口22、設計不當，焊接工藝或操作不當等也能導致未焊透。圖4-1藥芯焊絲的熔深比實芯焊絲稍淺，且焊絲熔融量大，熔融金屬容易流淌到電弧前面，因此，當操作不當時，藥芯焊絲容易形成未熔合或未焊透缺陷。當采用擺動焊接工藝時，若兩側停留時間不足，容易產生未熔合。在多層焊時，也常常容易出現未熔合，尤其是當上一道焊道過分突起時。因此，如果上一道焊道過分突起，則必須用砂輪打磨或在突起外減慢焊速，適當增加在焊道兩側的停留時間，以便充分熔化。產生未熔合的原因，可能有下面幾種：1、 焊接規范不合適，電流太小或電弧電壓太高，使電弧吹力過小，熔深不夠。2、 運條速度不當，過快則易使熔融金屬跟不上，過慢則易使熔融金屬往前淌，減小熔23、深；3、 焊炬角度不合適，焊絲未對準，不能保證充分熔透；4、 坡口寬，擺動弧度過大，兩側停留時間不夠；5、 坡口角度狹小，不能充分熔透；6、 坡口內焊道突起過高，尤其是坡口底部的焊道。 圖4-1未熔合和未焊透一例相應的防止方法是：1、 選擇合適的電流、電壓及焊接速度，以保證有足夠的熔深；2、 焊炬要盡量垂直坡口面，焊絲要對準前層焊道的縫邊；3、 不要擺動過寬，在兩側要充分停留；4.、調整坡口角度，鈍邊大小、根部間隙；5、用砂輪等工具打磨掉焊道過高凸起部分。五、咬邊和焊瘤當焊接條件選擇不當，或操作手法不合適，就可能造成咬邊或焊瘤。一般講，焊接速度過快，容易產生咬邊。當焊接速度過慢，容易產生焊瘤。24、圖5-1這種缺陷的防止，要調整焊接電流和焊接速度，在平角焊時，噴嘴角度及焊絲對準的位置很重要。咬邊和焊瘤的產生原因及防止方法分別示于表5-1、5-2。 圖5-1 咬邊和焊瘤示意圖表5-1咬邊產生的原因和防止方法表5-2焊瘤產生的原因和防止方法六、鎢極氬弧焊焊接缺陷及預防措施鎢極氬弧焊產生的工藝缺陷如；咬邊、燒穿，未焊透、表面成型不好等，同一般電弧焊方法相似，產生的原因大體相同。而特有的工藝缺陷及其產生的原因和防止措施見下表：表6-1特有的工藝缺陷及其產生的原因和防止措施七、冬季施工方案1、冬期施工的確定 安裝工程：當環境溫度低于0時，即轉入冬期施工； 2、管理措施 冬季施工，必須克服寒冷天氣對25、工程質量和安全生產的影響，關鍵要做好施工前的準備工作和施工中的檢查工作，每項工程施工前，技術人員要結合具體氣象條件及工程任務特點，詳細地做好對施工人員的技術交底，保證每個施工人員了解每一步施工要求，并監督施工人員按施工方案的要求執行。 在整個冬期施工中，施工現場設專人測溫、氣象記錄、覆蓋，技術人員和工程師在每天下午下班前檢查各施工項目的保溫、覆蓋情況。 施工計劃安排必須考慮冬季氣候條件及特點，盡量避開冬季施工。有關人員每天收聽天氣預報，根據天氣情況安排施工生產。 入冬之前應對生產、生活設施組織全面安全、質量檢查，及時解決檢查中發現的問題。 冬季施工過程中除執行本措施要求外，還應執行有關設計要求26、規范、具體施工方案等技術文件要求。當環境溫度低于5時，焊接前用氧-乙炔焰對焊縫坡口兩側100mmm范圍內進行加熱烘干，驅除坡口內的露水潮氣，火焰采用中性焰。 當環境溫度低于0時，除奧氏體不銹鋼外，無預熱要求的鋼種，在始焊處100mm范圍內，預熱到15以上。 焊接須連續進行，中斷焊接時，要采取保溫措施，立即用石棉布或巖棉被將焊口包裹，重新焊接時再對焊口進行預熱，焊接過程中層間溫度不低于預熱溫度，焊接完畢對焊口進行保溫緩冷。 當焊接環境溫度低于下列要求時，必須采取提高焊接環境溫度的措施： 普通碳素鋼焊接，不低于-20； 低合金鋼焊接，不低于-10； 奧氏體不銹鋼焊接，不低于-5： 屈服點大于390MPa的低合金鋼焊接，不低于0。 3、管道安裝： 徹底清盡現場各種基礎預留孔內的存水或污物，并用干砂臨時充填。 施工過程中，預制管段的兩端及設備，管道放空口等敞口部分應及時封口，防止進水、進雪凍結。管道焊接時，應保證焊接區不受惡劣天氣影響。當環境溫度較低時應采取適當措施（如預熱、暖棚、加熱），保證焊接所需的足夠溫度。焊條應烘干后放入保溫桶內。在室外焊接時，如風力大于4級應設防風屏障，雨、雪天應設擋雨棚。