【山西久安達(dá)電力工程】分享:長(zhǎng)輸管道施工之焊接過程控制
1 焊前技術(shù)要求
(1)技術(shù)交底 施焊前由焊接技術(shù)人員向焊工進(jìn)行技術(shù)交底。
(2)監(jiān)督內(nèi)容 設(shè)專職質(zhì)量管理員監(jiān)督施焊的全過程,監(jiān)督的主要內(nèi)容有:鋼管質(zhì)量、坡口質(zhì)量、清理情況、監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度和濕度及風(fēng)速、焊工資格、預(yù)熱、后熱、焊接設(shè)備、焊接材料、焊接工藝參數(shù)、層間清理、層間溫度、焊接順序、表面清理、焊縫標(biāo)記等。
(3)坡口加工 當(dāng)采用管道全位置自動(dòng)焊時(shí),要求坡口現(xiàn)場(chǎng)加工;其他焊接方法所用坡口可由管廠加工也可以現(xiàn)場(chǎng)加工。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)加工坡口時(shí),要求采用專用的坡口機(jī)加工。坡口加工后應(yīng)采用專用的坡口測(cè)量工具,測(cè)量坡口的加工質(zhì)量。每一道坡口至少測(cè)量4個(gè)點(diǎn),且4個(gè)點(diǎn)應(yīng)均布于整個(gè)圓周上,每一個(gè)點(diǎn)的所有尺寸均應(yīng)滿足要求。如發(fā)現(xiàn)有超差現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)調(diào)整刀具或更換刀具,確保坡口尺寸的正確性和一致性。
(4)坡口質(zhì)量及組裝質(zhì)量 坡口表面質(zhì)量、坡口形式、坡口尺寸、組裝間隙、錯(cuò)邊尺寸等。
(5)坡口及兩側(cè)的清理情況 坡口及兩側(cè)易采用電動(dòng)鋼絲刷、手工鋼絲刷和砂紙進(jìn)行清理;當(dāng)采用砂輪機(jī)進(jìn)行清理時(shí),應(yīng)特別注意防止將坡口及鋼管的內(nèi)外表面損傷。
當(dāng)天清理的坡口應(yīng)當(dāng)天焊接。清理后,坡口及坡口的內(nèi)外兩側(cè)20mm范圍內(nèi)應(yīng)見金屬光澤,坡口的內(nèi)外兩側(cè)100mm范圍內(nèi)應(yīng)無污物。
2 環(huán)境監(jiān)測(cè)
應(yīng)設(shè)專人對(duì)焊接環(huán)境實(shí)施監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)距施焊點(diǎn)1m左右;當(dāng)采用防風(fēng)防雨篷時(shí),應(yīng)在篷內(nèi)距焊接點(diǎn)約0.5m處測(cè)量。當(dāng)天氣變化不大時(shí),一天內(nèi)測(cè)量3次(施焊前、施焊過程中、施焊結(jié)束時(shí));當(dāng)天氣變化較大時(shí),應(yīng)在天氣變化時(shí)隨時(shí)增加測(cè)量次數(shù);測(cè)量?jī)?nèi)容包括溫度、濕度和風(fēng)速,每次測(cè)量后均應(yīng)做好記錄。
對(duì)焊接環(huán)境的要求,應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和工藝評(píng)定來確定。
(1)一般要求 雨、雪、霧等天氣無有效的防護(hù)措施,不得施焊。
(2)對(duì)環(huán)境溫度的要求 對(duì)環(huán)境溫度的要求,標(biāo)準(zhǔn)中一般無明確的規(guī)定。低碳鋼和較低強(qiáng)度的低合金鋼通常對(duì)焊接環(huán)境溫度無規(guī)定;高強(qiáng)鋼一般規(guī)定施焊環(huán)境溫度不低于0℃。當(dāng)在特別寒冷的地區(qū)施工時(shí),應(yīng)在焊接試驗(yàn)和焊接工藝評(píng)定時(shí)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行焊接試驗(yàn),以確定施焊溫度和施焊措施。
(3)對(duì)環(huán)境濕度的要求 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境濕度的一般規(guī)定為環(huán)境的相對(duì)濕度不應(yīng)大于90%,當(dāng)環(huán)境濕度大于90%時(shí)應(yīng)停止焊接。如果管道施工所用的焊接方法和焊接材料對(duì)空氣的濕度比較敏感,通過焊接試驗(yàn)應(yīng)限定更低的環(huán)境濕度;如果在濕度較大的地區(qū),又必須在濕度較大的季節(jié)施工。自然環(huán)境濕度時(shí)常超過90%,應(yīng)采用封閉性能較好的防護(hù)篷,采取有效的**措施,使防護(hù)篷內(nèi)的濕度控制在90%以內(nèi)。
(4)對(duì)風(fēng)速的要求 當(dāng)風(fēng)速超過如下規(guī)定時(shí),無有效防護(hù)措施不得施焊。
①纖維素焊條、自保護(hù)藥芯焊絲焊接時(shí),風(fēng)速≤10m/s。
②除纖維素焊條外的其他焊條電弧焊焊接時(shí),風(fēng)速≤8m/s。
③氣體保護(hù)焊時(shí),風(fēng)速≤2m/s。
3 預(yù)熱、后熱和焊后保溫緩冷
預(yù)熱、后熱和焊后保溫與鋼管材質(zhì)、管壁厚度、焊接方法、環(huán)境溫度和焊后的使用條件等因素有關(guān)。
(1)預(yù)熱
①預(yù)熱溫度 應(yīng)按焊接工藝規(guī)程要求的預(yù)熱溫度加熱,預(yù)熱時(shí)的加熱溫度要比預(yù)熱規(guī)定的**溫度高10~30℃,以保證焊接開始時(shí)的預(yù)熱溫度。但也不是預(yù)熱溫度越高越好,預(yù)熱溫度過高除消耗能源多,預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)影響焊接效率外,還會(huì)導(dǎo)致管材的性能發(fā)生變化和影響鋼管防腐層的質(zhì)量。
當(dāng)施焊的環(huán)境溫度過低,鋼管的壁厚又較大時(shí),在保證鋼管性能和防腐層性能的情況下,可適當(dāng)提高預(yù)熱溫度,但不宜超過預(yù)熱上限溫度50℃。
②預(yù)熱寬度 管端的預(yù)熱寬度為3倍的管壁厚度,且不小于100mm。預(yù)熱寬度過窄,會(huì)造成管端軸向的溫度梯度過大,降溫速度過快。預(yù)熱寬度過大會(huì)影響防腐層的性能。
③升溫速度 加熱時(shí)的升溫速度不應(yīng)過快,過快會(huì)造成管壁厚度方向的溫度梯度過大,加熱面的溫度過高。管壁厚度在10mm以下的鋼管,加熱速度應(yīng)控制在50℃/min以下;管壁厚度超過10mm時(shí),加熱速度應(yīng)控制在50℃/(min·cm)以下。
④預(yù)熱溫差 在整個(gè)圓周上預(yù)熱溫度應(yīng)力求一致,**溫差不應(yīng)超過預(yù)熱溫度的15%。
⑤溫度的測(cè)量 采用表面溫度儀測(cè)量預(yù)熱溫度,各測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)均布在整個(gè)圓周上。管徑小于等于ф200mm時(shí),測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)不少于2個(gè);管徑在ф200~1000mm之間時(shí),測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)不少于4個(gè);管徑大于ф1000mm時(shí),測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)不少于6個(gè)。
(2)后熱 對(duì)于長(zhǎng)輸管道,在通常的情況下不要求進(jìn)行后熱,只有當(dāng)焊接環(huán)境溫度較低、管壁厚度較大、焊接應(yīng)力較高、鋼管材質(zhì)又具有較強(qiáng)的冷裂傾向時(shí),才要求進(jìn)行后熱。后熱的溫度和后熱時(shí)間由焊接工藝評(píng)定確定。一般后熱溫度應(yīng)為200~300℃,后熱時(shí)間0.5~1h,并進(jìn)行保溫緩冷。
(3)焊后保溫緩冷 鋼管材質(zhì)具有較強(qiáng)的冷裂傾向特別是具有較強(qiáng)的延遲裂紋傾向時(shí),在焊接環(huán)境溫度又較低的情況下,應(yīng)進(jìn)行焊后保溫緩冷。通常采用保溫被進(jìn)行保溫,焊接結(jié)束時(shí),立即蓋好保溫被,并應(yīng)將管道的兩端封好。焊縫的溫度降到環(huán)境溫度時(shí),才可將保溫被去掉,然后再進(jìn)行表面清理和外觀檢查。
4 施焊工藝參數(shù)
一道環(huán)焊縫有時(shí)要采用兩種或兩種以上的焊接方法,兩種或兩種以上的焊材型號(hào)和焊材規(guī)格。保證每一層焊道焊接方法和焊接材料的正確,是保證工藝正確性的基礎(chǔ)。
所有工藝參數(shù)(電源極性、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、送絲速度、氣體種類、氣體比例、氣體流量、焊槍擺動(dòng)幅度、焊槍擺動(dòng)速度或頻率、焊槍兩側(cè)停留時(shí)間等)必須在工藝規(guī)程限定的范圍內(nèi),并且各參數(shù)間應(yīng)有良好的配合。
5 層間清理及層間溫度
(1)層間清理 每一層焊道焊完后,必須對(duì)其進(jìn)行清理。焊條電弧焊應(yīng)采用鋼絲刷和砂輪機(jī)進(jìn)行清理;非焊條電弧焊采用鋼絲刷清理熔渣或氧化渣,砂輪機(jī)打磨焊道接頭。采用砂輪機(jī)進(jìn)行層間清理時(shí),應(yīng)注意不要損傷坡口和管表面。層間的熔渣和氧化渣必須清理干凈,焊道接頭應(yīng)磨平。
(2)層間溫度 采用下向焊或焊道厚度較薄的其他焊接方法,根焊道焊接完成后,要求盡快焊接后續(xù)焊道。根焊道完成后到后續(xù)焊道焊接前的間隔時(shí)間,一般規(guī)定不應(yīng)超過10min。鋼材的強(qiáng)度等級(jí)越高、管壁越厚、施焊環(huán)境溫度越低,此間隔時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制。
當(dāng)有預(yù)熱要求時(shí),層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度的低限值。若管徑較小、管壁厚度較大時(shí),還應(yīng)注意控制層間溫度的高限值。
(3)焊接順序 直徑小于等于ф300mm的管環(huán)焊縫,同一焊層可由一名焊工焊接。每一層焊道焊接完成后,方可焊接后續(xù)焊道。
直徑大于ф300~1000mm的管環(huán)焊縫,應(yīng)由兩名焊工同時(shí)對(duì)稱焊接同一焊道。采用下向焊時(shí),一名焊工從12點(diǎn)開始焊接,另一名焊工同時(shí)從3(或9)點(diǎn)開始焊接;當(dāng)采用上向焊時(shí),一名焊工從6點(diǎn)開始焊接,另一名焊工從3(或9)點(diǎn)開始焊接;兩名焊工的焊接速度和焊接效率應(yīng)基本一致。
直徑大于等于ф800mm的管環(huán)焊縫,可由三名或四名焊工同時(shí)對(duì)稱焊接同一焊道。各焊工應(yīng)盡量均布在整個(gè)焊口上對(duì)稱焊接。幾名焊工的焊接速度和焊接效率應(yīng)基本一致。
(4)表面清理及外觀自檢 焊縫焊接完成后,必須將焊縫及兩側(cè)的熔渣和飛濺清理干凈。通常用鋼絲刷進(jìn)行清理熔渣和飛濺,當(dāng)焊道接頭處較高應(yīng)采用砂輪機(jī)將其磨成與其他部位的焊道和母材圓滑過渡;如果飛濺較嚴(yán)重用鋼絲刷無法去除時(shí),可采用銼刀、扁鏟、砂輪機(jī)等工具,但必須特別注意不應(yīng)將管表面損傷。
表面清理完成后,焊工應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行自檢,如果存在非裂紋、非未熔合的表面缺陷,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ);如果存在裂紋和未熔合等缺陷,必須制定返修工藝后,方可返修。
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