城市煤气管道焊接施工与质量控制
随着城市现代化进程的发展, 城市煤气的应用得到广泛的应用, 由此带来的城市煤气管道工程的增多。由于煤气管道属于国家控制的特种设备, 其质量的好坏直接影响到人民生命财产的安全、社会的和谐稳定以及政府的形象;同时, 城市煤气管网工程都是在市区、露天作业, 对市容市貌和人们的出行均有一定的影响。其施工 (主要指焊接) 质量和好坏, 直接影响到整个工程的成败, 因此, 煤气管道的焊接是建设单位、监理单位和施工单位质量控制的重点, 应严格按照《城镇燃气输配工程施工及验收规范》 (CJJ33-2005) 的要求进行监督和验收。
1 煤气管道施工焊接质量控制
城市煤气管道 (中压煤气管道) 的使用寿命是由以下三大因素决定的:一是煤气管道的防腐质量;二是煤气管道的焊接质量;三是煤气管道在受外力影响的特殊地段的施工质量。其中, 最关键的是煤气管道的焊接质量。煤气管道的焊接工序与压力容器的焊接工序基本相同, 其工序流程为:焊前准备→下料→对口组装→焊前预热→焊接→焊后保温→外观检查→无损检测→返修→绘制焊口布置图→填写施工检查记录等等。
1.1 焊前准备
(1) 焊接材料:煤气管道施工的焊接材料依据设计图纸, 一般选用E4303型号电焊条施焊。E4303型号电焊条是钛钙型皮的碳钢焊条。交直流两用, 可进行全位置焊接。具有优良的焊接工艺性能及良好的力学性能;电弧稳定, 飞溅小, 脱渣易, 再引弧容易;焊缝成型美观, 焊波可宽、可窄、可薄、可厚, 焊接轻松, 效率高。
(2) 焊工的选择:由于城市煤气管道属于国家严格管理的特种设备, 因此, 对施工过程有关的的程序要求。对于施焊操作的电焊工来说, 焊工的操作技能应按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》 (国质检锅【2002】109号文) 的规定, 进行相应的基本知识和操作技能的培训, 最后通过考试取得相应项目的焊接资格, 才能担任煤气管道中相应位置的焊接工作。
(3) 焊接工艺评定:焊接工艺评定的过程是指:进行焊接性试验、拟定焊接工艺指导书时, 根据《钢制压力容器焊接工艺评定》 (JB4708—2000) 的规定施焊试件、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告。其目的是:为了验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性, 为编制焊接方案、焊接作业指导书及焊接工艺卡等文件提供科学可靠的依据, 从而保证产品的焊接质量。因此, 进行焊接工艺评定时, 应首先拟定工艺指导书。这充分说明了焊接性试验的重要性与必要性, 因为焊接工艺指导书的编制依据首先就是焊接性试验, 在没有焊接性试验作为依据的情况下编制的焊接工艺指导书, 不是仅凭经验就是全靠“拍脑袋”, 这在许多情况下, 如新材料的焊接、采用新焊接工艺、焊接壁厚较大的管道以及焊接有淬硬倾向的管道时是很危险的, 一旦发生事故, 后果势必相当严重。
(4) 坡口尺寸检查:检查管口现状是否符合圆度要求, 焊件坡口尺寸及形状应符合设计图纸和工艺规定。坡口两侧50mm范围内必须保持干净, 并呈现出金属光泽。合金材料按规范的要求进行烘干。
1.2 管道组对
管道组对时, 应在距接口中心200mm处测量平直度 (允许误差2mm, 全长允许误差不大于100mm) ;管道连接时, 不得强力对口、加偏垫或加多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心等缺陷。当钢管对接时, 若错口大于允差时, 可采用外挤法进行校正, 接口间隙稍大时, 可采用松紧螺栓法调整, 为防止应力集中, 两管对接的径向焊缝应按规定错开, 直管段上两对接短管焊口中心间的距离, 不应小于150mm。
1.3 管道焊接
燃气管道焊接应符合《工业金属管道施工及验收规范》 (GB50235—97) 和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 (GB50236—98) 的有关规定执行。
(1) 焊接通用工艺要求。
管道对接接头为V型坡口, 坡口角度为60°±5°, 钝边厚度0.5mm～1mm, 并检查表面有无裂纹、重皮, 并将管口 (坡口) 内外20mm范围内污垢、油锈清除干净。对接管口的端面偏斜尺寸不得大于管径的1%, 且不大于2mm;管道在搬运或安装过程中, 管道端头如发生变化, 在组对前应将端头找圆, 以利组对;管口在组对时, 应尽可能的做到内壁平整, 错边量不得大于壁厚15%, 且不大于1mm;直缝焊接管在管口组对时, 两侧的焊缝应错开, 两焊缝的间距不得小于100mm。直缝焊接管的焊缝应尽量布置在易检查的地方;点焊工艺与正式焊接工艺应相同, 并在正式施焊前对点固焊段进行检查, 有缺陷时, 必须消除或重新点固, 并在点固焊段首尾用角向磨光机磨成缓坡;焊口一旦点好应在当日焊完。对于多层次的焊缝, 每层的焊缝接头应错开, 层间要进行清理熔渣, 并检查有无焊接缺陷, 如有应清除;管道在安装过程中需要近期隐蔽的焊口, 焊口必须进行外观检查合格并作记录, 需进行无损探伤检验的, 无损探伤检验必须合格, 并经监理工程师、甲方代表签证后, 方可隐蔽;编制焊接工艺卡, 对焊工进行焊接技术交底, 规范焊工进行施焊。
(2) 管口的组对点固焊和焊接。
接头形式为V型坡口对接、T型接头 (与阀门连接的法兰盘焊接) 。管口的组对应根据现场的实际情况进行, 尽量组对可以转动的焊口, 管接头处焊口两侧各留100mm没有防腐层, 以便于施焊。组对固定焊口时, 在地沟内应挖焊接工作坑, 坑内若有水, 必须将水抽净, 并铺上防触电的木板或胶皮。管口的点固焊, 用正式焊接工艺将组对合格的管口进行点固 (组对间隙大小、管壁平整尺寸符合要求) , 每100mm～150mm点固一段, 每段焊缝长20mm～30mm, 厚3mm～4mm。检查对接管子是否平直, 点固焊段有无缺陷、检查间隙是否符合要求, 不符合要求的在正式施焊前进行修整。按焊接工艺卡规定的工艺参数, 采用单面焊双面成型的焊接方法, 进行打底焊道的施焊注意起焊和收弧处的焊接质量。要特别注意打底焊道的质量, 保证焊透、无气孔不夹渣, 与坡口根部两侧熔合好, 仰焊处不得凹陷, 平焊处不允许出焊瘤。应特别注意层间的清理, 将熔渣清除干净, 若有气孔、裂纹必须清除干净, 方可进行下层次的焊接, 防止层间夹渣。焊缝的充填和盖面按工艺卡的要求进行焊接。法兰盘的焊接, 内外角缝均焊接, 内侧为封底焊接一道, 外侧焊缝焊角应符合要求, 法兰盘外侧焊缝应分段施焊, 以减少法兰盘焊接变形。
1.4 焊接质量检查
(1) 焊接质量检验。
1) 焊接过程中的检查。焊缝焊接过程中, 焊工应清渣自检, 外观质量不合格的焊缝处应进行返工补焊至合格。并打上焊工自已的钢印号, 在管道焊接分布示意图上标注某施焊焊工的编号, 使焊缝具有可追溯检查。
2) 焊后检查。管道焊接完成后, 强度试验及严密性试验之前, 必须对所有焊缝进行外观检查和对焊缝内部质量进行检验外观检查应在内部质量检验前进行。
(1) 外观检查。焊缝表面不得有裂纹、未熔合、低于母材等缺陷, 否则必须返修。一般缺陷执行标准及规范。焊接接头的外观质量应做100%的检查。焊缝应均匀平直, 与母材的连接应圆滑过度。焊缝余高不大于3 m m～4 m m, 焊缝宽度比坡口每侧增宽2mm～3mm。角焊缝焊角高不得小于管壁厚度。焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹等缺陷。咬边深度≯0.5mm, 咬边长度≯焊缝两侧总长的10%。设计文件规定焊缝系数为1的焊缝或设计要求进行100%内部质量检验的焊缝, 其外观质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 (GB 50236—98) 要求的Ⅱ级质量要求;对内部质量进行抽检的焊缝, 其外观质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 (GB 50236—98) 要求的Ⅲ级质量要求。
(2) 无损检测。外观检查合格后, 方可进行无损检测。煤气管道焊缝的无损探伤检验按《城镇燃气输配工程施工及验收规范》 (CJJ33—89) 中第4.2.2条有关规定执行, 即采用超声波探伤和射线探伤相结合的方式进行。X射线探伤应在被检焊口完成24h后进行。设计图纸规定焊缝系数为1的焊缝或设计要求进行100%无损检测的焊缝, 焊缝内部质量射线检验不得低于《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》 (GB/T12605-90) 中的Ⅱ级质量要求;超声波检验不得低于《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 (GB11345—89) 中的I级质量要求。当采用100%射线照相或超声波检测方法时, 还应按设计的要求进行超声波或射线照相复查。对内部质量进行抽检的焊缝, 焊缝内部质量射线检验不得低于《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》 (GB/T12605-90) 中的Ⅲ级质量要求;超声波检验不得低于《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 (GB1l345—89) 中的II级质量要求。
3) 焊口返修:焊接过程中发现的缺陷应及时进行清理和修补。盖面完成后, 应迅速检查焊缝质量, 若缺陷超标, 应趁焊口温度未降低, 及时进行修补。根据缺陷种类制定相应的返修工艺, 对缺陷进行返修, 每处只允许修补两次。
2 结语
在质量管理体系中, 焊接是特殊过程。对城市煤气管道焊接这一特殊过程, 实施全面质量控制, 是煤气管道焊接施工质量管理的关键环节。只有这样才能有效的保证燃气管道的焊接质量。
摘要：本文从城市煤气管道焊接的焊前准备、管道组对、管道焊接、焊接过程的检查、焊后检查焊缝返修等方面描述了城市煤气管道焊接施工和焊接质量控制。
关键词：市政工程,燃气管道,焊接,施工
参考文献
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