X80鋼管道返修焊接工藝

大慶油田天宇工程設(shè)計有限責(zé)任公司 (黑龍江 163712) 梁一鳴 姜靜威

1. 概述

X80鋼管道在我國大規(guī)模應(yīng)用開始于國家重點工程——西氣東輸二線管道工程，為了圓滿的完成西氣東輸二線管道工程的建設(shè)任務(wù)，各施工單位重點加強了對焊工的培訓(xùn)工作力度，以確保工程焊接的一次合格率達(dá)標(biāo)。但施工過程中由于多種因素的影響及焊工操作不當(dāng)導(dǎo)致的焊接缺陷在所難免，焊接缺陷對長輸管道的生產(chǎn)運營帶來極大的安全隱患，因此施工過程中必須嚴(yán)格檢查，及時發(fā)現(xiàn)并徹底的清除缺陷。

根據(jù)Q/SY GJX 0110—2008《西氣東輸二線管道工程線路焊接技術(shù)規(guī)范》要求，我們通過試驗形成一套有效的關(guān)于X80鋼管道焊接缺陷的返修焊接工藝，采用該工藝在施工現(xiàn)場對不同位置、不同缺陷管道焊口進(jìn)行了返修，均一次合格，達(dá)到了預(yù)期的效果。

2. X80鋼焊接性及焊接缺陷產(chǎn)生原因分析

X80管線鋼屬于低碳微合金化控軋控冷低碳針狀鐵素體鋼，是一種低合金高強度、高韌性管線專用鋼材。X80鋼含碳量較低，母材的組織為針狀鐵素體，該組織具有高強度、高韌性、良好的抗HIC、SSC性能等優(yōu)點。在焊工培訓(xùn)過程中，會出現(xiàn)的主要焊接缺陷是未熔合和氣孔，對于缺陷成因經(jīng)分析有以下幾點。

（1）焊工操作過程不當(dāng)是導(dǎo)致焊接接頭未熔合的主要原因 為了保證焊接時在要求的預(yù)熱溫度和層間溫度范圍內(nèi)作業(yè)，每層焊接作業(yè)應(yīng)盡量連續(xù)完成；另外，由于f1219mm的管徑較大，因此造成焊工疲勞操作，導(dǎo)致操作手法的不穩(wěn)定性，從而在局部形成焊接缺陷。

（2）環(huán)境因素也是產(chǎn)生焊接缺陷的重要原因 空氣濕度、環(huán)境溫度、風(fēng)速等直接影響焊接質(zhì)量，在濕度較大、環(huán)境溫度較低、風(fēng)速較大等不利因素影響下，易產(chǎn)生氣孔等缺陷。

（3）保護(hù)氣體的純度也是導(dǎo)致焊接缺陷產(chǎn)生原因之一 若保護(hù)氣體質(zhì)量有問題，則不應(yīng)使用。CO2氣體純度應(yīng)≥99.5%，含水量應(yīng)≤0.005%，使用前應(yīng)預(yù)熱干燥。當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓力<0.98MPa 時，應(yīng)停止使用。氬氣純度應(yīng)≥99.96%。

（4）焊接材料的儲存和烘干處理不當(dāng)也是焊接缺陷形成的原因 焊接材料的儲存和烘干應(yīng)按照生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說明書的要求執(zhí)行。在保管和搬運時，應(yīng)避免損害填充金屬及其包裝，包裝開啟后，應(yīng)保護(hù)其不致變質(zhì)，藥皮焊條應(yīng)避免受潮。

3. X80鋼的返修工藝

（1）焊接缺陷處理要求 ①所有帶裂紋的焊口應(yīng)從管線上切除。②根焊道、填充焊道及蓋面焊道中出現(xiàn)的非裂紋性缺陷可直接返修。③同一焊縫位置允許返修一次。若返修不合格，該焊口應(yīng)從管線上切除。④每處返修長度應(yīng)＞50mm。相鄰兩返修處的距離＜50mm 時，按一處缺陷進(jìn)行返修。

（2）缺陷處清除 無損檢測不合格的焊口，根據(jù)X射線探傷的工程編號、焊縫編號、位置編號和透照日期等信息確定缺陷位置，使用動力角向砂輪機去除缺陷，返修焊接前應(yīng)仔細(xì)檢查焊道以證實缺陷完全清除。清除完成后，應(yīng)用丙酮對焊口進(jìn)行清洗，以便去除鐵銹、渣垢、油脂、油漆和影響焊接質(zhì)量的其他有害物質(zhì)。返修焊縫的寬度應(yīng)根據(jù)缺陷的深度確定，最佳寬度為8～10mm，坡口角度應(yīng)介于30°～45°。

（3）返修工藝 第一，焊前預(yù)熱。返修前，焊口需要預(yù)熱，預(yù)熱位置為返修部位及周圍各100mm范圍內(nèi)的局部焊道，預(yù)熱溫度為150～200℃。預(yù)熱后應(yīng)清除表面污垢并在距管口25mm 處的圓周上均勻測量預(yù)熱溫度，保證預(yù)熱溫度均勻。預(yù)熱時不應(yīng)破壞鋼管的防腐層。

第二，焊接。返修作業(yè)需要由持有返修資格的專職返修焊工按照返修工藝規(guī)程進(jìn)行。返修部位宜采用操作比較靈活的焊條電弧焊進(jìn)行焊接，焊條的選擇根據(jù)Q/SY GJX 0110—2008《西氣東輸二線管道工程線路焊接技術(shù)規(guī)范》中5.2.4條中規(guī)定選用E10018—G，試驗設(shè)備選用林肯DC—400電源進(jìn)行焊接。焊接的層間溫度應(yīng)控制在100～200℃。焊接環(huán)境溫度＜5℃時，焊接作業(yè)宜在防風(fēng)棚內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)使用保溫措施保證層間溫度。如果焊接過程中焊口溫度冷卻至焊接工藝規(guī)程要求的最低溫度以下，應(yīng)重新加熱至要求溫度，焊后應(yīng)采用緩冷措施。相鄰焊道的起弧或收弧處應(yīng)相互錯開30mm 以上，焊接前每個引弧點和接頭應(yīng)修磨，同時在前一焊道全部完成后，應(yīng)及時徹底地清理焊渣，然后開始下一焊道的焊接。焊接時，焊條不宜擺動過大，對較寬焊道宜采用多道焊方法。焊接時發(fā)現(xiàn)偏吹、粘條、表面氣孔或其他不正常現(xiàn)象時應(yīng)立即停止焊接，修磨接頭后繼續(xù)施焊。

返修焊接參數(shù)如附表所示。

焊條電弧焊填充、蓋面焊接參數(shù)

第三，檢測。按照上述返修工藝，我們對培訓(xùn)過程中出現(xiàn)的焊接缺陷部位進(jìn)行了返修操作，焊接完成后首先對焊道外觀進(jìn)行檢查，焊縫外觀成形均勻一致，焊縫寬度比外表面坡口寬度每側(cè)增加0.5～2.0mm，焊縫余高＜2.0mm，焊縫及其附近表面上無裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等缺陷，焊縫外觀成形良好。然后對返修部位再次進(jìn)行了X射線探傷檢測，結(jié)果返修部位未發(fā)現(xiàn)任何缺陷，試驗取得了比較理想的效果。

4. 結(jié)語

（1）X80鋼管道的非裂紋性焊接缺陷可通過返修去除，但返修作業(yè)只能進(jìn)行一次，否則焊口需切除。

（2）缺陷的清除應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真，確保缺陷部位完全清除。

（3）返修前預(yù)熱溫度和返修過程中的層間溫度控制直接影響返修質(zhì)量。

只要嚴(yán)格執(zhí)行上述返修焊接工藝和質(zhì)量控制措施，就能夠保證X80鋼管道返修的一次合格率。