【山西久安达电力工程】分享：长输管道施工之焊接过程控制

1 焊前技术要求

（1）技术交底　施焊前由焊接技术人员向焊工进行技术交底。

（2）监督内容　设专职质量管理员监督施焊的全过程，监督的主要内容有：钢管质量、坡口质量、清理情况、监测环境温度和湿度及风速、焊工资格、预热、后热、焊接设备、焊接材料、焊接工艺参数、层间清理、层间温度、焊接顺序、表面清理、焊缝标记等。

（3）坡口加工　当采用管道全位置自动焊时，要求坡口现场加工；其他焊接方法所用坡口可由管厂加工也可以现场加工。当现场加工坡口时，要求采用专用的坡口机加工。坡口加工后应采用专用的坡口测量工具，测量坡口的加工质量。每一道坡口至少测量4个点，且4个点应均布于整个圆周上，每一个点的所有尺寸均应满足要求。如发现有超差现象，应及时调整刀具或更换刀具，确保坡口尺寸的正确性和一致性。

（4）坡口质量及组装质量　坡口表面质量、坡口形式、坡口尺寸、组装间隙、错边尺寸等。

（5）坡口及两侧的清理情况　坡口及两侧易采用电动钢丝刷、手工钢丝刷和砂纸进行清理；当采用砂轮机进行清理时，应特别注意防止将坡口及钢管的内外表面损伤。

当天清理的坡口应当天焊接。清理后，坡口及坡口的内外两侧20mm范围内应见金属光泽，坡口的内外两侧100mm范围内应无污物。

2　环境监测

应设专人对焊接环境实施监测，监测点应距施焊点1m左右；当采用防风防雨篷时，应在篷内距焊接点约0.5m处测量。当天气变化不大时，一天内测量3次（施焊前、施焊过程中、施焊结束时）；当天气变化较大时，应在天气变化时随时增加测量次数；测量内容包括温度、湿度和风速，每次测量后均应做好记录。

对焊接环境的要求，应根据标准、规范和工艺评定来确定。

（1）一般要求　雨、雪、雾等天气无有效的防护措施，不得施焊。

（2）对环境温度的要求　对环境温度的要求，标准中一般无明确的规定。低碳钢和较低强度的低合金钢通常对焊接环境温度无规定；高强钢一般规定施焊环境温度不低于0℃。当在特别寒冷的地区施工时，应在焊接试验和焊接工艺评定时模拟施工现场温度进行焊接试验，以确定施焊温度和施焊措施。

（3）对环境湿度的要求　标准对环境湿度的一般规定为环境的相对湿度不应大于90％，当环境湿度大于90％时应停止焊接。如果管道施工所用的焊接方法和焊接材料对空气的湿度比较敏感，通过焊接试验应限定更低的环境湿度；如果在湿度较大的地区，又必须在湿度较大的季节施工。自然环境湿度时常超过90％，应采用封闭性能较好的防护篷，采取有效的**措施，使防护篷内的湿度控制在90％以内。

（4）对风速的要求　当风速超过如下规定时，无有效防护措施不得施焊。

①纤维素焊条、自保护药芯焊丝焊接时，风速≤10m/s。

②除纤维素焊条外的其他焊条电弧焊焊接时，风速≤8m/s。

③气体保护焊时，风速≤2m/s。

3　预热、后热和焊后保温缓冷

预热、后热和焊后保温与钢管材质、管壁厚度、焊接方法、环境温度和焊后的使用条件等因素有关。

（1）预热

①预热温度　应按焊接工艺规程要求的预热温度加热，预热时的加热温度要比预热规定的**温度高10～30℃，以保证焊接开始时的预热温度。但也不是预热温度越高越好，预热温度过高除消耗能源多，预热时间长影响焊接效率外，还会导致管材的性能发生变化和影响钢管防腐层的质量。

当施焊的环境温度过低，钢管的壁厚又较大时，在保证钢管性能和防腐层性能的情况下，可适当提高预热温度，但不宜超过预热上限温度50℃。

②预热宽度　管端的预热宽度为3倍的管壁厚度，且不小于100mm。预热宽度过窄，会造成管端轴向的温度梯度过大，降温速度过快。预热宽度过大会影响防腐层的性能。

③升温速度　加热时的升温速度不应过快，过快会造成管壁厚度方向的温度梯度过大，加热面的温度过高。管壁厚度在10mm以下的钢管，加热速度应控制在50℃/min以下；管壁厚度超过10mm时，加热速度应控制在50℃/（min·cm）以下。

④预热温差　在整个圆周上预热温度应力求一致，**温差不应超过预热温度的15％。

⑤温度的测量　采用表面温度仪测量预热温度，各测温点应均布在整个圆周上。管径小于等于ф200mm时，测温点应不少于2个；管径在ф200～1000mm之间时，测温点应不少于4个；管径大于ф1000mm时，测温点应不少于6个。

（2）后热　对于长输管道，在通常的情况下不要求进行后热，只有当焊接环境温度较低、管壁厚度较大、焊接应力较高、钢管材质又具有较强的冷裂倾向时，才要求进行后热。后热的温度和后热时间由焊接工艺评定确定。一般后热温度应为200～300℃，后热时间0.5～1h，并进行保温缓冷。

（3）焊后保温缓冷　钢管材质具有较强的冷裂倾向特别是具有较强的延迟裂纹倾向时，在焊接环境温度又较低的情况下，应进行焊后保温缓冷。通常采用保温被进行保温，焊接结束时，立即盖好保温被，并应将管道的两端封好。焊缝的温度降到环境温度时，才可将保温被去掉，然后再进行表面清理和外观检查。

4　施焊工艺参数

一道环焊缝有时要采用两种或两种以上的焊接方法，两种或两种以上的焊材型号和焊材规格。保证每一层焊道焊接方法和焊接材料的正确，是保证工艺正确性的基础。

所有工艺参数（电源极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度、气体种类、气体比例、气体流量、焊枪摆动幅度、焊枪摆动速度或频率、焊枪两侧停留时间等）必须在工艺规程限定的范围内，并且各参数间应有良好的配合。

5　层间清理及层间温度

（1）层间清理　每一层焊道焊完后，必须对其进行清理。焊条电弧焊应采用钢丝刷和砂轮机进行清理；非焊条电弧焊采用钢丝刷清理熔渣或氧化渣，砂轮机打磨焊道接头。采用砂轮机进行层间清理时，应注意不要损伤坡口和管表面。层间的熔渣和氧化渣必须清理干净，焊道接头应磨平。

（2）层间温度　采用下向焊或焊道厚度较薄的其他焊接方法，根焊道焊接完成后，要求尽快焊接后续焊道。根焊道完成后到后续焊道焊接前的间隔时间，一般规定不应超过10min。钢材的强度等级越高、管壁越厚、施焊环境温度越低，此间隔时间应严格控制。

当有预热要求时，层间温度不应低于预热温度的低限值。若管径较小、管壁厚度较大时，还应注意控制层间温度的高限值。

（3）焊接顺序　直径小于等于ф300mm的管环焊缝，同一焊层可由一名焊工焊接。每一层焊道焊接完成后，方可焊接后续焊道。

直径大于ф300～1000mm的管环焊缝，应由两名焊工同时对称焊接同一焊道。采用下向焊时，一名焊工从12点开始焊接，另一名焊工同时从3（或9）点开始焊接；当采用上向焊时，一名焊工从6点开始焊接，另一名焊工从3（或9）点开始焊接；两名焊工的焊接速度和焊接效率应基本一致。

直径大于等于ф800mm的管环焊缝，可由三名或四名焊工同时对称焊接同一焊道。各焊工应尽量均布在整个焊口上对称焊接。几名焊工的焊接速度和焊接效率应基本一致。

（4）表面清理及外观自检　焊缝焊接完成后，必须将焊缝及两侧的熔渣和飞溅清理干净。通常用钢丝刷进行清理熔渣和飞溅，当焊道接头处较高应采用砂轮机将其磨成与其他部位的焊道和母材圆滑过渡；如果飞溅较严重用钢丝刷无法去除时，可采用锉刀、扁铲、砂轮机等工具，但必须特别注意不应将管表面损伤。

表面清理完成后，焊工应对焊缝进行自检，如果存在非裂纹、非未熔合的表面缺陷，应对其进行修补；如果存在裂纹和未熔合等缺陷，必须制定返修工艺后，方可返修。

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