王 棟 吳 俊 孫振江 許洪山 馬丕亮

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)公司 山東青島 266061

中亞天然氣管道是土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦及哈薩克斯坦等境外天然氣產(chǎn)出國(guó)輸送到中國(guó)境內(nèi)的巨大能源動(dòng)脈，目前已建設(shè)完成了兩條并列的A、B線管道，C線管道正在施工建設(shè)中。C線天然氣管道在哈薩克斯坦境內(nèi)共設(shè)置了8個(gè)壓氣站，通過壓氣站的連續(xù)增壓以保證天然氣能夠保質(zhì)、高效地輸送到中國(guó)，為國(guó)家增加優(yōu)質(zhì)能源。

壓氣站作為天然氣管道輸送大動(dòng)脈的起搏心臟，如何快速、優(yōu)質(zhì)、安全地建設(shè)投產(chǎn)是各個(gè)管道相關(guān)國(guó)家的迫切希望。壓氣站建設(shè)過程中工程量最大、施工難度最高、技術(shù)要求最嚴(yán)的即為大管道的焊接施工。如C線壓氣站采用的是規(guī)格為φ1219×27、材質(zhì)為API5LX80的大口徑高強(qiáng)鋼，如用煉化裝置的傳統(tǒng)焊接技術(shù)(如氬電聯(lián)焊)，因?yàn)槠浜附訌?qiáng)度大、效率低，是很難保質(zhì)、保量、按期完成工程施工的。同時(shí)，由于站場(chǎng)壓力的不穩(wěn)定性導(dǎo)致管徑來回變化、管道地上地下相互交叉等原因，決定了壓氣站管道施工遠(yuǎn)較單一的長(zhǎng)輸管道施工更為復(fù)雜，采用長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接技術(shù)也會(huì)因?yàn)楣艿榔驴诰冗_(dá)不到要求、焊接設(shè)備空間限制等原因而受到制約。因此一種比煉建裝置焊接施工效率高、較長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接更靈活的下向焊焊接技術(shù)則應(yīng)運(yùn)而生了。

由于每個(gè)壓氣站的布局和工程任務(wù)幾乎相同，我們以2014年度完成的二號(hào)站和六號(hào)站為例對(duì)下向焊焊接技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

在六號(hào)壓氣站工程中，采用下向焊焊接的大口徑管道規(guī)格及數(shù)量見表1，其工程特點(diǎn)可以概括為：

(1)本工程地上、地下管道穿越頻繁，工種交叉作業(yè)多、施工工期短，給施工組織和協(xié)調(diào)帶來困難；

(2)本工程施工跨越春、秋季節(jié)，焊工中署和焊接防雨等措施需提前防備；

(3)在他國(guó)進(jìn)行施工，焊工取證、焊評(píng)實(shí)驗(yàn)、人員簽證等需提前籌劃和布置。

表1 六號(hào)站大管道焊口工程量統(tǒng)計(jì)表

2 焊接籌劃

2.1 焊工管理

根據(jù)哈國(guó)規(guī)范要求，所有在哈進(jìn)行焊接作業(yè)的焊工均需進(jìn)行焊工考試并取得當(dāng)?shù)睾腹ぷC，必須有哈國(guó)當(dāng)?shù)刈C并進(jìn)行考試合格后焊工方可持證上崗。

2.2 焊機(jī)管理

焊機(jī)首先要保證適用性，滿足下向焊所需的焊接特性，同時(shí)盡量能夠兼顧其它焊接方法的焊機(jī)為宜。最后考慮經(jīng)濟(jì)性。二、六號(hào)站主要選用較便宜的熊谷焊機(jī)，見圖1、圖2。

圖1 焊接電源照片

圖2 送絲機(jī)構(gòu)照片

2.3 焊材管理

2.3.1 焊材的選定

焊材的選用需在購買前與監(jiān)理和業(yè)主溝通，一般業(yè)主會(huì)要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí)所選定的廠商為供貨商。由于在國(guó)外施工，選用的焊材均為其它國(guó)家所制造的焊材，送貨相當(dāng)困難，因此在購買時(shí)一定得按批次進(jìn)行焊材復(fù)驗(yàn)，并請(qǐng)有豐富經(jīng)驗(yàn)的焊工進(jìn)行工藝性能驗(yàn)證，各項(xiàng)數(shù)據(jù)合格后才能進(jìn)行發(fā)貨。

2.3.2 焊材的儲(chǔ)存

焊材的儲(chǔ)存按相關(guān)規(guī)范及公司要求進(jìn)行，保證整潔、規(guī)范、溫濕度在規(guī)定范圍以內(nèi)，見圖3、圖4。

圖3 焊材庫布置照片

圖4 焊材堆放照片

2.3.3 焊材的發(fā)放

焊材的發(fā)放嚴(yán)格按根據(jù)焊接工藝評(píng)定編制的焊接工藝規(guī)程(WPS)清單進(jìn)行選擇、發(fā)放，并張貼在焊材烘干室，以便焊材保管員在發(fā)放焊材時(shí)正確選用，見圖5、圖6。

圖5 焊材選用表

圖6 桶裝下向焊焊絲

2.4 焊接及相關(guān)文件管理

焊接相關(guān)文件主要包含焊接工藝評(píng)定、焊接工藝規(guī)程(WPS)、焊接施工程序、焊工考試程序、熱處理施工程序、射線檢測(cè)施工程序、超聲波檢測(cè)施工程序、滲透檢測(cè)施工程序等文件，此部分文件在編制完成后應(yīng)翻譯成英、俄文兩種版本進(jìn)行上報(bào)，待批準(zhǔn)后方可執(zhí)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接、熱處理及無損檢測(cè)等作業(yè)。

2.5 焊評(píng)管理

焊接工藝評(píng)定的管理是焊接文件中最核心的內(nèi)容，其它焊接文件，如焊接施工程序、焊工考試程序、熱處理施工程序及無損檢測(cè)施工程序等在編制時(shí)都需執(zhí)行焊接工藝評(píng)定中的相關(guān)內(nèi)容，不得與之相違悖，否則無效，因此焊接工藝評(píng)定必須保證正確和全面。

由于評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)主要為美國(guó)API、ASME及哈國(guó)SNIP等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，因此在制定WPS時(shí)不僅需綜合考慮各標(biāo)準(zhǔn)之間要求不一致的地方，更重要的是制定WPS時(shí)必須報(bào)經(jīng)監(jiān)理和業(yè)主進(jìn)行審批，部份條款需在反復(fù)討論、修正后才能最終確定，這與國(guó)內(nèi)按照NB/T47014《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行的焊評(píng)差別較大，國(guó)內(nèi)焊評(píng)由于條款較明確可由施工單位獨(dú)立完成。

同時(shí)，在實(shí)施過程中應(yīng)邀請(qǐng)監(jiān)理和業(yè)主代表在實(shí)施地進(jìn)行全過程、全方面的監(jiān)督和檢查，對(duì)重要步驟簽字確認(rèn)，只有這樣形成的焊接工藝評(píng)定才能得到監(jiān)理和業(yè)主的認(rèn)可，不然在施工現(xiàn)場(chǎng)提出異議時(shí)由于哈國(guó)條件較差和溝通的不便將會(huì)對(duì)工程施工造成極大影響。這個(gè)過程涉及程序多、實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，應(yīng)至少在壓氣站施工前180d左右開始籌劃和實(shí)施，方可避免在施工時(shí)由于焊評(píng)未完成或不合格的因素，致使工程無法正常開展。

2.6 焊接組織

大管道的焊接施工是壓氣站中工程量最大、影響各工序最嚴(yán)重的施工內(nèi)容，以二號(hào)站和六號(hào)站施工周期為例，二號(hào)站總的施工周期為210d，六號(hào)站為150d，大管道的焊接高峰期均在60～75d之間，這里酌情排除其它小管徑在此過程中穿插進(jìn)行的施工任務(wù)，即在70d左右需完成表1中所列工程量?jī)?nèi)容，相當(dāng)于70000inch當(dāng)量寸口。

我們進(jìn)一步分析，根據(jù)表2中下向焊焊工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工反饋得出，每名焊工每天焊接9h可完成60～80inch當(dāng)量，總當(dāng)量按70000inch計(jì)，按70d完成需每天完成1000inch當(dāng)量，即下向焊焊工需要13～17位，同時(shí)考慮材料影響、天氣影響、簽證和身體影響、質(zhì)量返修等因素，在高峰期焊工需保證在25名左右才能確保下向焊焊接人員的數(shù)量滿足工程要求。每個(gè)壓氣站需提前培訓(xùn)30～35名下向焊焊工以滿足施工任務(wù)需要。實(shí)際施工過程中，焊接完成量見表2。

表2 大管道焊接實(shí)際完成量統(tǒng)計(jì)表

說明：由于業(yè)主和監(jiān)理要求焊接開始至焊接結(jié)束期間，焊接中斷時(shí)間不得超過2h，因此部分管徑相差不大的焊口每天的焊接數(shù)量相等。

3 焊接工藝

3.1 焊接方法及焊接材料選用

大口徑管線鋼主要焊接方法及焊接材料選用按表3進(jìn)行。

表3 大管徑管線鋼焊接方法及焊接材料選用表

說明：1、GTAW為鎢極氬弧焊，SMAW為焊條電弧焊，F(xiàn)CAW為藥芯焊絲保護(hù)焊，即下向焊；2、ROOT為打底根焊，HOT/FILL/CAP依次為熱焊、填充焊及蓋面焊。

3.2 組對(duì)要求

3.2.1 坡口要求

由于下向焊對(duì)坡口要求非常嚴(yán)格，只要坡口形式發(fā)生變化，則須重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，因此焊接方法與坡口形式存在很多組合，圖7～圖10為兩種典型的坡口形式。

圖7 壁厚為27mm的X80鋼雙V型坡口圖

圖8 雙V型坡口對(duì)應(yīng)的焊接層次圖

說明：上圖主要適用于管子與管子采用下向焊焊條打底+下向焊焊絲填充蓋面的焊接。

圖9 壁厚為27mm的X80鋼單V+雙V型坡口圖

圖10 單V+雙V型坡口對(duì)應(yīng)的焊接層次圖

說明：上圖主要適用于管子與管件采用氬弧焊打底+下向焊焊絲填充蓋面的焊接

從以上圖示可以看出，下向焊焊接坡口需合理選擇，主要坡口型式需提前在國(guó)內(nèi)進(jìn)行機(jī)加工，與焊接方法配套選用，施工前需對(duì)管工和焊接進(jìn)行仔細(xì)的交底，并在交底后對(duì)其進(jìn)行考查，確保組對(duì)與焊接的正確性。

3.2.2 其它組對(duì)要求

（1）現(xiàn)場(chǎng)采用熱加工方法加工的坡口，必須除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并將凹凸不平處打磨平整；

（2）組對(duì)前將坡口及其內(nèi)外表面不小于20mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈，且不得有裂紋、分層以及其他可見缺陷；

（3）組對(duì)焊口時(shí)需注意橫縫的間距要求，口徑大于DN400以上的管線及管件，橫縫間距大于300mm，DN400以下的管線或者管件橫縫間距大于1倍的直徑的距離；

（4） 最高壁厚差不能超過焊接工藝規(guī)程的要求范圍，當(dāng)對(duì)口內(nèi)外都有錯(cuò)邊時(shí)，接口應(yīng)根據(jù)ASMEB31.8的要求按照?qǐng)D11進(jìn)行機(jī)械打磨處理；

（5）管道組對(duì)時(shí)，應(yīng)使內(nèi)壁平齊，其錯(cuò)邊量不超過見表4所列規(guī)定；

圖11 錯(cuò)邊超標(biāo)時(shí)坡口加工圖

表4 組對(duì)錯(cuò)邊允許偏差表

（6）定位焊焊接工藝與正式焊接相同，定位焊焊點(diǎn)要均勻分布(至少5點(diǎn))，并應(yīng)保證焊透及熔合良好，無裂紋、焊瘤、氣孔、夾渣等缺陷。定位焊縫尺寸見表5。

3.2.3 組對(duì)工具

為了保證組對(duì)質(zhì)量和效率，項(xiàng)目部自制了組對(duì)工具，見圖12、圖13所示。

圖12 無傷害組對(duì)卡具

圖13 組對(duì)吊具支撐架

說明：圖13中無傷害組對(duì)卡具可在大管道組對(duì)時(shí)，避免卡具點(diǎn)焊在管道上造成對(duì)母材的傷害；

圖14中組對(duì)吊具支撐架可在大管道組對(duì)時(shí)為電葫蘆等吊裝工具提供支點(diǎn)。

3.3 焊口標(biāo)識(shí)

壓氣站中焊口標(biāo)識(shí)是區(qū)別于國(guó)內(nèi)裝置施工的一大特征，它遠(yuǎn)比國(guó)內(nèi)煉化裝置施工焊口標(biāo)識(shí)詳細(xì)和全面，除了常規(guī)的管線號(hào)、焊口號(hào)、焊工號(hào)、焊接日期需標(biāo)明外，具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）壓氣站焊口標(biāo)識(shí)需標(biāo)明焊口兩端組成件的材料代號(hào)、直徑及管子長(zhǎng)度，見圖14、圖15所示。

圖14 焊口標(biāo)識(shí)圖

圖15 管子代號(hào)圖

說明：圖14中除常規(guī)的焊工代號(hào)、管線號(hào)、焊口號(hào)及焊接日期需標(biāo)明外，還需標(biāo)明焊口組成件兩端的材料代號(hào)、直徑及管子長(zhǎng)度；

表5 定位焊尺寸表

圖15中可查詢到管子代號(hào)為廠家的管子編號(hào)，圖中為No：200017。

（2）壓氣站焊口標(biāo)識(shí)還需標(biāo)明焊接方法代號(hào)及焊口狀態(tài)代號(hào)，見圖16、圖17所示。

圖16 焊接方法代號(hào)及焊口狀態(tài)代號(hào)圖

圖17 焊口標(biāo)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)圖

說明：圖17中焊口標(biāo)識(shí)的焊接方法組合有4種，如SF則表示焊條打底+半自動(dòng)下向焊（根焊+填充、蓋面）；

圖16中為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際焊口標(biāo)識(shí)，從上到下依次代表焊工號(hào)、管線號(hào)+焊接方法代號(hào)+焊口號(hào)、管子代號(hào)、規(guī)格+長(zhǎng)度、材質(zhì)、焊接日期。另在有黃金焊口和返修焊口時(shí)應(yīng)在焊口代號(hào)后標(biāo)明此時(shí)的焊口狀態(tài)。

由于壓氣站焊口的標(biāo)識(shí)遠(yuǎn)較國(guó)內(nèi)裝置詳細(xì)、嚴(yán)格，因此進(jìn)行焊口追溯時(shí)需更加仔細(xì)，否則極容易出錯(cuò)。

3.4 焊前預(yù)熱

焊前需嚴(yán)格按焊接程序進(jìn)行預(yù)熱施工。本工程中我們采用火焰加熱的方式以保證焊前預(yù)熱溫度為100～150℃。預(yù)熱范圍以對(duì)口中心線為基準(zhǔn)，兩側(cè)各不小于5倍壁厚，且不小于100mm。焊件達(dá)到預(yù)熱溫度后及時(shí)焊接，見圖18、圖19所示。

圖18 內(nèi)部火焰加熱圖

圖19 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫圖

3.5 過程控制

X60、X80等管線高強(qiáng)鋼是微合金化控扎鋼，焊接性能好，一般不會(huì)出現(xiàn)液化裂紋，有一定的再熱裂紋傾向。其焊接性能的影響因素比較復(fù)雜，主要包括焊縫金屬的合金成分、焊接線能量、預(yù)熱溫度和層間溫度等，尤其是在低于5℃焊接時(shí)，必須采取提高焊接環(huán)境溫度的措施才能進(jìn)行施焊。

除了常規(guī)的規(guī)避風(fēng)、雨、雪等影響外，還應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：

3.5.1 加強(qiáng)焊接線能量控制

在不影響焊接性能的情況下，選用較小的電流進(jìn)行焊接，從而降低焊縫溫度，增強(qiáng)焊縫的高溫持久強(qiáng)度，焊接結(jié)束后進(jìn)行緩冷處理。

3.5.2 嚴(yán)格執(zhí)行層間工藝紀(jì)律

撤離受力的對(duì)口工具前，根焊道必須完成50%以上，且焊完的焊道應(yīng)沿管周長(zhǎng)均勻分布，根焊與熱焊的時(shí)間間隔控制在10min以內(nèi)，在因故中斷填充焊接時(shí)必須完成全部焊縫的60%以上，焊接整個(gè)過程中層間溫度不得低于預(yù)熱溫度，焊后進(jìn)行保溫緩冷，以降低焊接殘余應(yīng)力，防止裂紋產(chǎn)生，再次焊接前檢查確認(rèn)無裂紋后方可按原工藝要求施焊，每道焊縫的最長(zhǎng)間隔時(shí)間不得超過2h。

3.5.3 嚴(yán)格遵守焊接工藝參數(shù)要求

在嚴(yán)格執(zhí)行所制定的WPS參數(shù)要求外，著重注意以下要點(diǎn)：

(1)手工氬弧焊時(shí)，應(yīng)提前送氣和滯后停氣，以保護(hù)鎢極及引弧和熄弧處的焊縫質(zhì)量，采用小電流、短弧焊，保持適當(dāng)?shù)暮附铀俣?，控制熔池的溫度不要過高，熄弧后焊炬停留5s再移開；

圖20 層間溫度控制

圖21 層間缺陷清理

(2)焊條電弧焊時(shí)，采用小電流、短弧操作（電弧長(zhǎng)度小于等于焊條直徑），熱焊焊接電壓控制在17.2V，焊接電流在220～230A；

(3)下向焊填充焊時(shí)，焊接電壓控制在18V，焊接電流在230～250A；要求2～4點(diǎn)和8～10點(diǎn)填充基本和母材表面平齊，所留坡口余量不得大于1.5mm，以保證蓋面時(shí)不出現(xiàn)氣孔或低于母材。下向焊進(jìn)行蓋面時(shí)，選用較高的送絲速度，較低的電壓，較長(zhǎng)的干伸長(zhǎng)，焊接電壓控制在17～17.5V，焊接電流在220～240A，干伸長(zhǎng)控制19～24mm；5～6點(diǎn)和7～6點(diǎn)可增加大干伸長(zhǎng)改推焊。焊絲每次引弧前,將端部去除約10mm ，引弧時(shí)焊絲干伸長(zhǎng)度宜較短。

4 焊接檢驗(yàn)

4.1 外觀檢查

(1)焊接接頭表面不得有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺存在；

(2)焊縫表面不得低于管道表面；

(3)咬邊深度≤0.5mm，咬邊連續(xù)長(zhǎng)度≤100mm，焊縫兩側(cè)咬邊總長(zhǎng)不超過焊縫全長(zhǎng)的10%；

(4)背面凹陷≤0.2+0.02δ，且≤0.5mm（δ 為母材厚度）；

(5)焊縫余高為0～1+0.2b，且≤3mm（b為焊縫寬度）焊縫寬度每邊蓋過坡口邊緣1.5～2mm；

(6)焊后錯(cuò)邊量應(yīng)為：當(dāng)壁厚為14.3mm 時(shí)，不大于2mm；當(dāng)壁厚為17.5mm 時(shí)，不大于2.2m ；當(dāng)壁厚為22.2mm 時(shí)，不大于2.5mm ；當(dāng)壁厚為25.4mm ，不大于3mm；當(dāng)壁厚為27mm 時(shí)，不大于2.8mm 。

圖22 管道外焊縫外觀檢查

圖23 管道內(nèi)焊縫外觀檢查

4.2 內(nèi)部質(zhì)量檢查

4.2.1 射線檢測(cè)

工程中大管道焊縫全部進(jìn)行100%射線檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照API1104執(zhí)行，由于管徑大、壁厚厚，檢測(cè)時(shí)主要采用γ-源及周向射線探傷機(jī)進(jìn)行。值得注意的是焊接接頭拍片可由我單位進(jìn)行施工，評(píng)片則需由業(yè)主指定的當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的第三方及監(jiān)理共同評(píng)定，否則無效。

4.2.2 超聲波檢查

超聲波檢查主要是針對(duì)返修口、黃金焊口、有疑義焊口及業(yè)主指定的重要焊口進(jìn)行，由業(yè)主指定的當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的第三方進(jìn)行，我單位配合，監(jiān)理判定評(píng)級(jí)。

圖24 第三方超聲波檢查

5 焊后熱處理

管線管焊后淬硬傾向較小，焊接完畢后進(jìn)行緩冷，然后進(jìn)行探傷，探傷合格后進(jìn)行焊后熱處理。

5.1 熱處理范圍

材質(zhì)為API5LX60、厚度大于19.1mm的管道及對(duì)應(yīng)的管件焊后需熱處理作業(yè)，具體規(guī)格為DN900、DN750兩種管道。

表6 焊后熱處理工藝參數(shù)表

由于API5LX80管道在熱處理后沖擊功會(huì)大幅下降，不能滿足工程使用要求，因此X80管線鋼及等材質(zhì)的管件焊后不進(jìn)行熱處理。特別注意的是由X80管線鋼及等材質(zhì)的管件與其它材質(zhì)組成的異種鋼焊接接頭也不能進(jìn)行熱處理，主要是變徑三通和大小頭組成的焊接接頭。同時(shí)由于閥門軟密封在高溫下可能損壞，因此上述管子或管件與閥門焊接后也不進(jìn)行焊后熱處理。

5.2 熱處理基本要求

(1)熱處理前將管道兩端封死，防止管內(nèi)空氣流動(dòng)；

(2)熱處理采用電加熱法，用溫控柜自動(dòng)控制。管線鋼熱處理的加熱范圍以焊縫中心為基準(zhǔn)，兩側(cè)各不小于焊縫寬度的三倍，且不小于100mm，加熱區(qū)以外100mm范圍內(nèi)予以保溫，保溫采用硅酸鋁保溫棉，測(cè)溫采用熱電偶，測(cè)溫點(diǎn)在加熱區(qū)域內(nèi)不少于兩點(diǎn)。用自動(dòng)記錄儀記錄熱處理曲線。熱處理工藝參數(shù)見表6；管線鋼熱處理工藝曲線見圖25。

圖25 熱處理工藝曲線圖

5.3 熱處理后的檢查

API5L X60或等同的管件形成的焊接接頭在熱處理完成后，通過硬度測(cè)試來檢驗(yàn)熱處理的質(zhì)量。熱處理后，每個(gè)焊接接頭進(jìn)行100%硬度檢測(cè)，每個(gè)焊接接頭檢測(cè)3處，每處在焊縫及熱處理影響區(qū)分5點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，見圖26。

各點(diǎn)檢測(cè)的硬度值不能超過H265HV10，否則計(jì)為不合格，待重新進(jìn)行熱處理后再進(jìn)行硬度檢測(cè)。

6 質(zhì)量、安全及文明施工要求

6.1 質(zhì)量要求

(1)焊工須按 API1104以及ASMEⅨ 2010《焊接及釬焊評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行考試，在持有哈國(guó)焊接安全證的前提下按照壓氣站編制的經(jīng)過業(yè)主批準(zhǔn)的WPS分項(xiàng)進(jìn)行考試，在考試合格后才能承擔(dān)相應(yīng)合格項(xiàng)目的焊接工作；

圖26 熱處理硬度檢測(cè)示意圖

(2)制定焊接質(zhì)量獎(jiǎng)懲辦法，形成激勵(lì)約束機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)職工的積極性，提高焊接一次合格率；

(3)投用于焊接工程的設(shè)備要運(yùn)轉(zhuǎn)良好，按期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，及時(shí)填寫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)記錄。監(jiān)視和測(cè)量裝置性能完好，經(jīng)計(jì)量檢定合格；

(4)加強(qiáng)原材料管理，做好材料的入庫驗(yàn)收、保管、發(fā)放等工作，并作好記錄，保證工程材料使用的正確性和可追溯性；

圖27 大管道焊接防風(fēng)、防雨蓬

(5)施工前做好焊接工藝評(píng)定工作，焊接工藝評(píng)定覆蓋率達(dá)到100%；

(6)施工前進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底,嚴(yán)格實(shí)行工序交接及三檢，加強(qiáng)焊接工藝紀(jì)律檢查；

(7)管道施工實(shí)行單線圖法，將工藝管道的焊縫編號(hào)、焊接方法、焊接材料、焊接時(shí)間、焊工號(hào)、管子代號(hào)、熱處理及無損檢測(cè)等內(nèi)容及時(shí)作好記錄，以達(dá)到追溯的目的；

(8)施焊現(xiàn)場(chǎng)采取可靠的措施(如搭設(shè)臨時(shí)防風(fēng)棚、防雨棚等)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人監(jiān)測(cè)施焊環(huán)境條件，并作好詳細(xì)記錄。

6.2 安全要求

(1)建立健全項(xiàng)目HSE管理體系，在以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組的領(lǐng)導(dǎo)下，各體系負(fù)責(zé)部門及負(fù)責(zé)人各負(fù)其責(zé)，互相協(xié)調(diào)，使體系有效運(yùn)行；

(2)工程開工前進(jìn)行安全技術(shù)交底，并嚴(yán)格履行簽字手續(xù)；

(3)樹立“安全第一、預(yù)防為主”的思想，遵守安全生產(chǎn)操作規(guī)程，執(zhí)行工藝規(guī)程和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度；

圖28 大管道擺放規(guī)范

圖29 半成品保護(hù)嚴(yán)格

(4)提供足夠的防暑用品防止焊工中暑，天氣寒冷時(shí)保證焊工取暖、防凍傷。6.3文明施工要求

(1)材料擺放應(yīng)規(guī)范、有序；

(2)成品和半成品保護(hù)要做好，避免臟物進(jìn)入管子或損壞坡口；

(3)現(xiàn)場(chǎng)焊接、熱處理及檢測(cè)完成后要做到工完、料凈、場(chǎng)地清。

7 取得成果

壓氣站大口徑管線鋼的焊接，經(jīng)過項(xiàng)目全體人員特別是焊接相關(guān)人員的精心準(zhǔn)備及過程的嚴(yán)格控制，確保了壓氣站在質(zhì)量、效率上實(shí)現(xiàn)了雙贏。在二號(hào)站中施工工期為210d，焊接合格率為98.5%,特別是在六號(hào)站管線焊接中，焊接片子數(shù)20066張，合格數(shù)量為19990張，一次合格率達(dá)到99.62%，施工工期僅有150d，創(chuàng)造了同類壓氣站工程建設(shè)質(zhì)量與工期的歷史。這些成績(jī)的取得，充分說明我們采取的下向焊施工技術(shù)是先進(jìn)、合理的。

由于天然氣長(zhǎng)輸管道需在壓氣站經(jīng)壓縮機(jī)增壓，因此壓氣站的壓力極不穩(wěn)定，特別是壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力相差達(dá)3MPa左右，致使壓力站內(nèi)大口徑管道的管徑、壁厚、溫度等也隨之變化，因此管道的施工較長(zhǎng)輸管道更為復(fù)雜，如本工程中長(zhǎng)輸管道的規(guī)格為單一的Φ1219×20.6mm的X80鋼，而壓氣站則有多種規(guī)格，即使是外徑相同時(shí)也增加了相應(yīng)的壁厚，如上述規(guī)格的X80鋼在壓氣站內(nèi)則變?yōu)榱甩?219×27mm。

圖30 進(jìn)行中的下向焊

由于這些因素的影響，壓氣站大口徑管道的焊接工藝也必須與之相適應(yīng)。如打底焊時(shí)可以有纖維素型的下向焊焊條打底、鎢極氬弧焊打底，還可以選用低氫型焊條打底。纖維素型下向焊焊條打底具有穿透力強(qiáng)、速度快、效率高，可以避免背面清根等優(yōu)點(diǎn)，是壓氣站首選的焊接方法，但缺點(diǎn)是坡口精度要求高，需提前進(jìn)行機(jī)加工。鎢極氬弧焊則可以在坡口不太理想或背面不易處理時(shí)作為其重要補(bǔ)充，但焊接成本較高、效率低下。而低氫型焊條打底則可以降低預(yù)熱溫度、緩解焊后冷卻速度，也不失為一種在較冷環(huán)境下焊接的有益補(bǔ)充，但存在焊后需清根、穿透力不強(qiáng)，需增加組對(duì)間隙從而增加焊接工程量等劣勢(shì)，同時(shí)還可以根據(jù)施工特點(diǎn)選用其它專用焊材。因此只有合理的選擇焊接方法，采用合適的焊接工藝，發(fā)揮各種焊接工藝的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化組合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，才能真正取得質(zhì)量、效益和工期的多贏。

1 ASMEⅨ 2010《焊接及釬焊評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》；

2 ASMEB31.3《工藝管道》；

3 ASMEB31.8《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》；

4 ASMEⅡC 《焊條、焊絲及填充金屬》；

5 MSSSP-75《優(yōu)質(zhì)鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》；

6 API5L《管線鋼管規(guī)范》；

7 ASMEIIA篇《鐵基材料》；

8 ASMEIIC篇《焊條、焊絲及填充金屬》；

9 СНиП РК 3.05-09-2002《工藝設(shè)備和工藝管道》。