杨明
中石油昆仑燃气有限公司天津分公司 天津市 300457
摘要：天然气场站管道安装中，焊接施工是非常重要的环节，也是工程参建各方关注的重点。作为工程人员，应该提高思想认识，遵循焊接工艺流程，落实好每个质量控制要点。但不能忽视的是，在焊接施工中，由于部分人员技术水平偏低、质量意识不高，未能严格遵循工艺规程，影响了焊接质量，对管道产生不利影响，并存在巨大安全隐患，需要采取预防和控制措施。基于此，本文主要对天然气场站管道焊接工艺以及质量控制策略进行分析探讨。
关键词：天然气场站；管道焊接工艺；质量控制策略
1、前言
在天然气站场中，高质量的管路系统是确保天然气集气和处理的必要条件，管材质量与焊接质量是决定管路最终质量的关键因素。但是，由于管理上的某些短板，操作人员、技术人员业务能力的局限以及质量意识的欠缺，机具设备的落后等因素使焊接工艺无法严格实施，在管路系统建设质量无法保证的同时给后续场站运行也带来安全隐患。
2、天然气管道常用焊接方法
2.1焊条电弧焊
焊条电弧焊是利用焊条与焊件间产生的电弧热能进行熔化母材的一种手工操作工艺方法。因为焊接过程中电弧过长会出现电弧燃烧不稳定的情况，飞溅大、熔深浅，容易产生咬边和气孔，所以在以碱性焊条为主流的天然气管道焊接上，必须进行短弧焊。
2.2钨极氩弧焊
钨极氩弧焊是利用钨极与焊件之间产生的热量来熔化填充焊丝及母材，以形成熔池。此焊接方法容易获得高质量的焊接接头，而且电弧在氩气流压缩下热量集中，热影响区小，焊件变形及裂纹倾向小，还容易实现自动化。该方法在小管径薄壁厚的管道焊接上经常用到。
2.3CO2气体保护焊
用外加气体作为电弧介质，并保护电弧、熔池和焊接高温区的电弧焊方法。该方法电弧热量利用率高，焊后熔渣极少，焊接变形和应力小，抗裂性能好；但此法抗风力弱，在小范围内操作时不灵活。
2.4氩电联焊
此方法是天然气场站最常见的方法，多数大管径管道以及部分小管径管道都会用到此法。该方法结合了氩弧焊和电弧焊的优点，以氩弧焊打底保证了根焊道变形小无裂纹，电弧焊填充盖面成本低、操作灵活且焊接应力分散，变形容易控制。例如龙王庙60亿m3/年产能净化厂中含硫管道L360QS的焊接就是以CHG-SH53焊丝进行氩弧焊打底，不仅焊道成型美观，还具备良好的抗HIC和抗SSC性能以及低温冲击韧性和抗裂性；焊条电弧焊填充盖面应用的CHE507SHA焊条电弧稳定、飞溅小、脱渣良好，不易咬边，同时也具备良好的理化性能（含抗HIC和抗SSC）。
3、天然气管道焊接施工质量控制
3.1焊接施工前准备的控制
（1）焊接前控制
①施工单位在工程焊接安装工序开始前根据设计及《钢制管道焊接规程》SY/T4125-2013等规范要求，结合实际使用性能对焊接工艺进行评定，并编制相应的焊接工艺规程。②焊接材料应有完整的合格证、材质证明书及技术文件，焊材在使用前还应根据厂家以及批号的不同抽样复检，合格方可使用。《钢制管道焊接及验收》GB/T31032-2014等规范上对焊材验收做出了规定。焊条说明书无特殊规定时，使用前应进行烘干。酸性焊条在130~180℃烘干1~2h；碱性焊条在350~430℃烘干1h，烘干的焊条应放在100~150℃的保温筒内随取随用。③建设单位或监理单位应对每个入场焊工的资格进行严格把关，包括其资格证书的真实性以及准操项目的范围。通过审查的焊工在入场前还应就拟操项目进行“过关口”考试，严禁无证者（包括焊工证上无拟操项目资格者）或者证件过期者参加考试。当焊接工艺发生改变时焊工必须重新考试。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④焊接设备与焊接工艺匹配且性能良好，每班焊接作业开始前都要对设备进行检查并形成记录，不匹配或不合格的设备清理出场。⑤掌握天气动态，提前准备好防风棚、防雨棚、湿度检测、仪风速仪等必要工具。当现有措施无法保证焊规的执行时暂停施工。
（2）焊接前工序
①检查确认焊丝焊条与焊规一致，且外观干洁，焊条无药皮脱落等现象。②管口清理是焊接前必做的工作，清理宽度符合设计和焊规要求。组对间隙和坡口度数在焊规允许范围内（以焊检尺测定），组对以根焊焊丝（焊条）在12点、3点、6点、9点方向点焊对称均匀为宜，点焊长度以不发生形变为准。焊规有预热要求的需对管口预热，预热温度符合焊规要求（以测温枪测定）。
3.2管道焊接施工中的质量控制
（1）根焊打底
天然气场站管道一般以氩弧焊打底。预热温度达标后才能开始焊接。根焊要保证焊缝均匀，既要焊透，又要防止烧穿。大管径管道外对口器撤离之前要先确保根部焊接完成的总长度不小于管周长的1/2，且根部焊道在管口周围均匀分布。根焊完成焊工应自检并对焊道进行清理。
（2）填充焊接
填充焊接前应对层间温度进行测定，若不满足焊规要求则需加热至焊规允许范围内。天然气场站中大口径管道一般以低氢碱性焊条填充，焊条使用前先按使用说明进行烘烤，焊道层数以及焊接参数须符合焊规要求。
（3）盖面焊接
盖面焊接焊材牌号一般与填充焊材一致，规格相同或者大一级别（例如填充焊条直径3.2mm，盖面焊条直径4.0mm），盖面焊一般在填充层完成以后立即进行。如果因为天气原因无法及时盖面需要隔夜，次日盖面前应对焊口预热至焊规层间要求的温度并按焊规电流电压等焊接参数要求执行。值得一提的是，站内大口径管道焊规上有时盖面焊条要求比填充焊条规格大一级（无相同规格焊条的焊规内容），但是焊工操作时往往容易忽视，以小规格的焊条代替大规格焊条进行盖面。
（4）返修
焊口返修是焊接质量控制的重点，是对焊口缺陷进行的修复。监理将返修设为旁站点，总包单位也将返修列为重点监控内容，管道材质壁厚不一也会有不同的返修焊规。非含硫管道同一部位返修最多2次，根部只允许1次。而含硫管道往往根部不允许返修，且其他部位返修也只能1次，返修不合格则进行割口，这对焊工提出了更高的要求。规模较大的场站建设挑选能手成立专门的返修队伍是处理返修口较好的方法。
3.3天然气管道焊接施工后的质量控制
（1）外观检查
天然气管道焊接施工完毕后，首先要清理表面焊渣和飞溅物，并在焊口附近标注上焊口编号，然后进行外观检查。外观检查的主控项目是有无存在表面气孔、咬边、裂纹、夹渣及未熔合等情况，而一般项目中焊缝错边量、焊宽及焊缝余高也是检查重点。
（2）焊后热处理
焊后热处理是消除焊接残余应力，改善接头性能的常用方法。热处理可以提高焊缝金属塑性，降低热影响区硬度，改善疲劳强度，提高断裂韧性，防止延迟裂纹发生。有热处理要求的管道，热处理工艺往往合在焊接工艺规程上，其升温恒温降温及自然冷却的参数控制，必须严格执行。对于含硫管道，热处理完成以后还应进行硬度检测。
（3）无损检测
目前天然气场站无损检测执行标准一般为《天然气钢制管道无损检测》SY4109-2013，检测比例和检测手段按设计要求执行。一般来说场站中所有含硫管线都进行双百检测（100%RT和100%UT），其中RT检测至少达到II级合格，其他管线则按照不同要求和比例进行抽检。对于承插焊口或由于位置特殊无法进行上述方法检测的，则进行PT或MT探伤。
4、结语
天然气场站管道施工中，焊接质量控制是非常关键的内容。对顺利完成施工任务，确保焊接效果具有重要意义。作为焊接人员，应该将焊接施工摆在重要位置，结合工程基本情况有针对性的采取控制措施，加强焊接施工每个细节的质量控制。防止质量缺陷出现，促进焊接质量提升，让天然气场站管道更好运营和发挥作用。
参考文献：
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[3]郭思元.压力管道安装焊接质量控制方略[J].江西建材，2016(1)，810-82
论文作者:杨明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：焊条论文; 管道论文; 场站论文; 电弧论文; 天然气论文; 质量控制论文; 焊工论文; 《防护工程》2018年第28期论文;