長(zhǎng)輸管道不等壁厚焊接的設(shè)計(jì)

趙連學(xué)(山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營(yíng) 257000)

0 引言

近幾年長(zhǎng)輸管道發(fā)生了多起管道爆燃事故，根據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告：事故的主要原因主要有為：環(huán)焊縫存在未熔合、氣孔等原始缺陷，焊接質(zhì)量差；現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在組合載荷的作用下造成環(huán)焊縫脆性斷裂。長(zhǎng)輸天然氣輸送管道，一般具有管道長(zhǎng)度長(zhǎng)、跨度大、焊接距離長(zhǎng)、途經(jīng)地形地貌復(fù)雜、穿越道路河流多等特點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境惡劣。提高管道焊接質(zhì)量，一直是困擾長(zhǎng)輸管道施工的技術(shù)難題。本文主要針對(duì)如何提高不等壁厚焊接質(zhì)量提出幾點(diǎn)看法。

1 不等壁厚焊接存在位置分析

根據(jù)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求，長(zhǎng)輸管道一般會(huì)涉及相同設(shè)計(jì)系數(shù)的直管段焊接、不同設(shè)計(jì)系數(shù)的直管段焊接、相同設(shè)計(jì)系數(shù)直管段與彎管焊接等多種焊接組，根據(jù)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求，焊接接頭分布設(shè)計(jì)如表1 所示的幾種情況。

表1 焊接接頭分布情況

2 不等壁厚焊接坡口設(shè)計(jì)

管道組焊受地區(qū)等級(jí)、高后果區(qū)、穿越跨越、山嶺隧道的分布及熱煨彎管使用影響，存在一定數(shù)量的不等壁厚焊口，不等壁厚焊口出現(xiàn)的位置如下：

(1)不同設(shè)計(jì)系數(shù)管段交界處直管直接對(duì)焊：0.6 設(shè)計(jì)系數(shù)管段與0.5 設(shè)計(jì)系數(shù)管段交界處鋼管對(duì)焊；0.5 設(shè)計(jì)系數(shù)管段與0.4 設(shè)計(jì)系數(shù)管段交界處鋼管對(duì)焊。

(2)同設(shè)計(jì)系數(shù)管段直管與熱煨彎管對(duì)焊：0.6 設(shè)計(jì)系數(shù)直管與0.6 設(shè)計(jì)系數(shù)熱煨彎管對(duì)焊；0.5 設(shè)計(jì)系數(shù)直管與0.5 設(shè)計(jì)系數(shù)熱煨彎管對(duì)焊；0.4 設(shè)計(jì)系數(shù)直管與0.4 設(shè)計(jì)系數(shù)熱煨彎管對(duì)焊。

針對(duì)直管段不等壁厚焊口，需對(duì)厚壁鋼管進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)坡口處理；針對(duì)熱煨彎管與直管不等厚焊接的問題，提出熱煨彎管管端進(jìn)行工廠加工要求。相連管線壁厚差大于等于2mm 時(shí)，彎管端部應(yīng)先予以削邊，其削邊長(zhǎng)度應(yīng)不小于壁厚差的4 倍，詳見圖1。

圖1 削邊長(zhǎng)度示意圖

3 焊接基本要求

焊工必須取得國(guó)家質(zhì)監(jiān)部門頒發(fā)的資格證書，且上崗考試合格后方能進(jìn)行焊接施工。

長(zhǎng)輸管道管口組對(duì)應(yīng)使用對(duì)口器，并應(yīng)在根焊完成后方可拆卸和移動(dòng)對(duì)口器。移動(dòng)對(duì)口器時(shí)，管子應(yīng)保持平衡。

管口組對(duì)的坡口型式應(yīng)符合焊接工藝規(guī)程的規(guī)定。

有預(yù)熱要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊接工藝規(guī)程規(guī)定的溫度進(jìn)行焊前預(yù)熱。

施焊時(shí)不應(yīng)在坡口以外的管壁上引弧。

施焊時(shí)應(yīng)根據(jù)焊接工藝規(guī)程的要求采取防風(fēng)保護(hù)措施。

對(duì)需要后熱或焊后熱處理的焊縫，應(yīng)按焊接工藝規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行后熱或焊后熱處理。

每日下班前應(yīng)將管線端部管口臨時(shí)封堵好，防止異物進(jìn)入。

接頭設(shè)計(jì)、工藝要求(包括焊接方向、電流、電壓、焊接速度等)、組對(duì)與焊接程序及焊接的其他要求應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。

焊管之間對(duì)接焊時(shí)，制管焊縫應(yīng)錯(cuò)開且間距不宜小于100mm。

管線連頭用鋼管或管段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于1 倍管徑。不參與強(qiáng)度試驗(yàn)的連頭焊口鋼管或管段應(yīng)提前完成試壓工作。

管線連頭口的焊縫宜預(yù)留在地形較好的直管段上，不應(yīng)強(qiáng)力組對(duì)。不得將連頭焊口設(shè)在熱煨彎管、冷彎彎管、不等壁厚焊縫處。轉(zhuǎn)角彎、穿越出土點(diǎn)等位置的固定連頭，宜延伸至地勢(shì)平坦的直管段處。

4 結(jié)語(yǔ)

施工前梳理變壁厚焊口分布情況，編制變壁厚焊接管道施工方案及焊接作業(yè)指導(dǎo)書。

施工前應(yīng)對(duì)鋼管、彎管進(jìn)行外觀和主要尺寸檢查，對(duì)于不符合技術(shù)要求的鋼管或彎管應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行處理。

應(yīng)將焊接坡口、組對(duì)、焊接線能量等列入B 級(jí)質(zhì)量控制點(diǎn)，建立特殊地段施工管理臺(tái)賬。

不等壁厚對(duì)焊的鋼管、管件需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行過渡坡口加工時(shí)，應(yīng)對(duì)管件的管端校圓處理后，采用機(jī)械加工。

根焊不應(yīng)出現(xiàn)未熔合、未焊透及燒穿缺陷。

提出明確的Ⅰ級(jí)焊口的比例要求。