X80钢管道返修焊接工艺

2013-06-28大庆油田天宇工程设计有限责任公司黑龙江163712梁一鸣姜静威

金属加工(热加工) 2013年16期

大庆油田天宇工程设计有限责任公司 (黑龙江 163712) 梁一鸣姜静威

1. 概述

X80钢管道在我国大规模应用开始于国家重点工程——西气东输二线管道工程，为了圆满的完成西气东输二线管道工程的建设任务，各施工单位重点加强了对焊工的培训工作力度，以确保工程焊接的一次合格率达标。但施工过程中由于多种因素的影响及焊工操作不当导致的焊接缺陷在所难免，焊接缺陷对长输管道的生产运营带来极大的安全隐患，因此施工过程中必须严格检查，及时发现并彻底的清除缺陷。

根据Q/SY GJX 0110—2008《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》要求，我们通过试验形成一套有效的关于X80钢管道焊接缺陷的返修焊接工艺，采用该工艺在施工现场对不同位置、不同缺陷管道焊口进行了返修，均一次合格，达到了预期的效果。

2. X80钢焊接性及焊接缺陷产生原因分析

X80管线钢属于低碳微合金化控轧控冷低碳针状铁素体钢，是一种低合金高强度、高韧性管线专用钢材。X80钢含碳量较低，母材的组织为针状铁素体，该组织具有高强度、高韧性、良好的抗HIC、SSC性能等优点。在焊工培训过程中，会出现的主要焊接缺陷是未熔合和气孔，对于缺陷成因经分析有以下几点。

（1）焊工操作过程不当是导致焊接接头未熔合的主要原因为了保证焊接时在要求的预热温度和层间温度范围内作业，每层焊接作业应尽量连续完成；另外，由于f1219mm的管径较大，因此造成焊工疲劳操作，导致操作手法的不稳定性，从而在局部形成焊接缺陷。

（2）环境因素也是产生焊接缺陷的重要原因空气湿度、环境温度、风速等直接影响焊接质量，在湿度较大、环境温度较低、风速较大等不利因素影响下，易产生气孔等缺陷。

（3）保护气体的纯度也是导致焊接缺陷产生原因之一若保护气体质量有问题，则不应使用。CO2气体纯度应≥99.5%，含水量应≤0.005%，使用前应预热干燥。当瓶内气体压力<0.98MPa 时，应停止使用。氩气纯度应≥99.96%。

（4）焊接材料的储存和烘干处理不当也是焊接缺陷形成的原因焊接材料的储存和烘干应按照生产厂家产品说明书的要求执行。在保管和搬运时，应避免损害填充金属及其包装，包装开启后，应保护其不致变质，药皮焊条应避免受潮。

3. X80钢的返修工艺

（1）焊接缺陷处理要求 ①所有带裂纹的焊口应从管线上切除。②根焊道、填充焊道及盖面焊道中出现的非裂纹性缺陷可直接返修。③同一焊缝位置允许返修一次。若返修不合格，该焊口应从管线上切除。④每处返修长度应＞50mm。相邻两返修处的距离＜50mm 时，按一处缺陷进行返修。

（2）缺陷处清除无损检测不合格的焊口，根据X射线探伤的工程编号、焊缝编号、位置编号和透照日期等信息确定缺陷位置，使用动力角向砂轮机去除缺陷，返修焊接前应仔细检查焊道以证实缺陷完全清除。清除完成后，应用丙酮对焊口进行清洗，以便去除铁锈、渣垢、油脂、油漆和影响焊接质量的其他有害物质。返修焊缝的宽度应根据缺陷的深度确定，最佳宽度为8～10mm，坡口角度应介于30°～45°。

（3）返修工艺第一，焊前预热。返修前，焊口需要预热，预热位置为返修部位及周围各100mm范围内的局部焊道，预热温度为150～200℃。预热后应清除表面污垢并在距管口25mm 处的圆周上均匀测量预热温度，保证预热温度均匀。预热时不应破坏钢管的防腐层。

第二，焊接。返修作业需要由持有返修资格的专职返修焊工按照返修工艺规程进行。返修部位宜采用操作比较灵活的焊条电弧焊进行焊接，焊条的选择根据Q/SY GJX 0110—2008《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》中5.2.4条中规定选用E10018—G，试验设备选用林肯DC—400电源进行焊接。焊接的层间温度应控制在100～200℃。焊接环境温度＜5℃时，焊接作业宜在防风棚内进行，应使用保温措施保证层间温度。如果焊接过程中焊口温度冷却至焊接工艺规程要求的最低温度以下，应重新加热至要求温度，焊后应采用缓冷措施。相邻焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm 以上，焊接前每个引弧点和接头应修磨，同时在前一焊道全部完成后，应及时彻底地清理焊渣，然后开始下一焊道的焊接。焊接时，焊条不宜摆动过大，对较宽焊道宜采用多道焊方法。焊接时发现偏吹、粘条、表面气孔或其他不正常现象时应立即停止焊接，修磨接头后继续施焊。

返修焊接参数如附表所示。

焊条电弧焊填充、盖面焊接参数

第三，检测。按照上述返修工艺，我们对培训过程中出现的焊接缺陷部位进行了返修操作，焊接完成后首先对焊道外观进行检查，焊缝外观成形均匀一致，焊缝宽度比外表面坡口宽度每侧增加0.5～2.0mm，焊缝余高＜2.0mm，焊缝及其附近表面上无裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷，焊缝外观成形良好。然后对返修部位再次进行了X射线探伤检测，结果返修部位未发现任何缺陷，试验取得了比较理想的效果。