门头沟在哪个区:陕京二线管道工程焊接

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/29 13:12:36
陕京二线管道工程
默认分类 2010-02-01 19:41:26 阅读170 评论0 字号:大中小
前 言
本规范是受北京华油天然气有限责任公司委托,由中国石油天然气集团公司管道焊接技术中心编制的。
在本规范制定过程,依据工程特点广泛进行了调研,本着“经济合理、有利施工、保证焊接质量”的精神,在主要参照SY/T XQ 4-2002、API 1104-99、BS 4515、Q/BT004-93等标准和总结陕-京输气管道工程、涩宁兰输气管道工程、西气东输管道工程焊接及验收规范的基础上,结合陕京二线管道建设的要求,而编制了该规范。
本规范的附录A和附录B是资料性附录。
本规范的起草单位:中油管道焊接技术中心
本规范起草人员:隋永莉 黄福祥 赵海鸿 尹长华 周俊红
陕京二线管道工程线路焊接施工及验收规范
1 范围
本规范规定了陕京二线管道线路工程环焊缝焊接要求和验收规范。
本规范适用于陕京二线管道线路工程。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
 
GB 4159
 
金属低温夏比冲击试验方法
 
GB/T 4340.1
 
金属维氏硬度试验第一部分:试验方法
 
GB/T 5117
 
碳钢焊条
 
GB/T 5118
 
低合金钢焊条
 
GB/T 8110
 
气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝
 
GB/T 10045
 
碳钢药芯焊丝
 
GB 50235
 
工业金属管道工程施工及验收规范
 
SY/T 0401
 
输油、输气管道施工及验收规范
 
SY/T 4103
 
钢质管道的焊接与验收
 
Q/GDAJ 0008
 
管道施工安全规程
 
AWS A5.1
 
手工电弧焊用碳钢焊条标准
 
AWS A5.5
 
手工电弧焊用低合金钢焊条标准
 
AWS A5.18
 
气体保护焊用碳钢焊丝和填充丝标准
 
AWS A5.28
 
气体保护电弧焊用低合金钢焊丝和填充丝标准
 
AWS A5.29
 
弧焊用低合金钢药芯焊丝标准
 
NACE TM0284
 
评定管线和压力容器用钢抗氢诱发裂纹性能标准试验方法
 
API 1104
 
管道及其配件的焊接
 
3 术语和定义
3.1 业主owner
工程的主管单位或建设单位,或由其委派或授权的单位或代表。在本规范范围内,特指北京华油天然气有限责任公司。
3.2 承包商contractor
负责本规范中所述工程任务的承包单位。
3.3 焊接工艺指导书preliminary welding procedure specification
按照工程设计要求,根据焊接试验结果或其它类似工程经验,由业主委托的焊接试验单位编制的用于焊接工艺评定的焊接工艺指导性文件。
3.4 焊接工艺评定welding procedure qualification
在工程焊接前,根据焊接工艺指导书对焊接工艺进行的鉴定性试验。
3.5 焊接工艺规程welding procedure specification
用经过评定合格的焊接工艺编制的用于工程施工的一整套详细的焊接技术规定和程序。
3.6 自动焊automatic welding
是指借助设备进行电弧焊,全部焊接过程中无须焊工对电弧或焊丝进行操作,焊工只起引导作用。
3.7 半自动焊semiautomatic welding
借助设备进行电弧焊,但设备只控制填充金属的给进,焊接速度由焊工控制。
3.8 手工焊manual welding
焊接过程中,完全由焊工控制填充金属的给进和焊接速度。
3.9 固定焊position welding
焊接时,管子或管件固定不动。
3.10 旋转焊roll welding
焊接时,管子或管件旋转。
3.11 根焊root bead
为管与管,管与管件,管件与管件之间焊接时的第一层焊道。
3.12 热焊hot bead
为了防止根部冷裂纹或根部烧穿,而在根焊完成后立即进行的第二层焊道。
3.13 填充焊filler bead
在根焊或热焊完成后,盖面焊之前的焊道。
3.14 立填焊stripper bead
采用下向焊工艺时,为保证盖面焊的良好成型而在立焊部位补填的焊道。
3.15 盖面焊cap bead
最外面一层的成型焊道。
3.16 多道焊multi-pass welding
熔敷两条或两条以上的焊道而完成一层焊缝所进行的焊接,俗称排焊。
3.17 焊接缺陷weld defect
达到本规范拒收要求的缺欠。
3.18 焊接缺欠weld imperfection
按本规范中的检测方法检测出的不连续或不均匀性。
3.19 修补patching
对发现的表面非裂纹缺陷进行的修复。
3.20 返修焊repair welding
对发现的表面裂纹缺陷及经无损检测发现的缺陷进行的修补焊接。
3.21 焊工资格审定checking welder certificate
由业主或业主代表对拟参加本工程建设的焊工是否具备相应焊接资格的确认。
3.22 焊工上岗资格认定welder operation qualification test
由施工单位或第三方焊工考核机构组织,使用业主批准的焊接工艺规程,经业主委派代表现场监察,对通过资格审定的焊工进行上岗资格考试,并对合格焊工颁发焊工上岗资格证书。
3.23 合格焊工qualified welder
按照本规范第七章的规定考核合格的焊工。
4 焊接工艺评定
4.1 一般规定
工艺评定的目的在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能(如强度、塑性和硬度)的完好焊接接头。
工程焊接前,应制定详细的焊接工艺指导书,并使用工程用材料对此焊接工艺进行评定。焊接工艺评定试验由业主委托具体单位统一进行,负责焊接工艺评定试验的单位应依据评定合格的工艺编制适用于工程焊接施工的焊接工艺规程。焊接工艺规程应能覆盖整个工程施工的需要。除了业主特别通知变更4.5中所列的项目外,批准的焊接工艺规程应予以遵守。
必须对评定合格的焊接工艺的各项细节进行详细记录,必须记录焊接工艺评定试验的各项结果。在该焊接工艺规程使用期间内必须保存好这些记录。
4.2 基本要求
用于焊接工艺评定的钢管和焊接材料应有产品质量证明书或复验报告,且符合本规范第五章的规定。
焊接工艺评定试验的焊接位置应能代表现场焊接作业位置。
试验所用的焊接设备应处于完好状态,试验与检验设备和量具应经计量标定合格。
从事焊接工艺评定的人员应是焊接专业技术人员和技能熟练焊工。
应采用破坏性试验检验焊接接头的质量和性能。
4.3 焊接工艺评定程序
焊接工艺评定应执行下列程序:
4.3.1 根据焊接工艺指导书(参照附录A),并结合现场作业的实际情况,制定方案和初拟焊接工艺;
4.3.2 对母材和焊接材料的类型、牌号、成分及性能进行确认;
4.3.3 进行焊接工艺评定试验。若不合格,应对焊接工艺进行适当修改,直至评定合格;
4.3.4 按试验记录整理焊接工艺评定报告(参照附录B)。评定报告应包括各试验的主要环节、试验设备、试验数据及试验结论。
4.3.5 以评定报告为依据,结合焊接施工经验和实际焊接条件编制焊接工艺规程(参照附录A)。焊接工艺规程应详细规定焊接程序、工艺参数、施工措施等。
4.3.6 焊接工艺评定报告和焊接工艺规程经试验单位焊接工程师审核,技术负责人审批后,报业主批准。
4.4 焊接工艺规程
4.4.1 一般规定
焊接工艺规程必须包含4.4.2规程说明中的适用部分。
4.4.2 规程说明
4.4.2.1 焊接方法
应指明是手工焊、半自动焊、自动焊,或它们的任何组合方法。
4.4.2.2 管子及管件材料
应指明工艺规程所适用的管子和管件材料范围。碳钢及低合金钢的管子和管件材料分组见4.5.2.2。评定试验应选择该组材料中名义屈服强度最高的材料进行。
4.4.2.3 直径和壁厚
应确定焊接工艺规程适用的直径和壁厚范围,其分组见6.3.3中的d条和e条。
4.4.2.4 接头设计
应画出接头的简图,指明坡口形式、坡口角度、钝边尺寸、根部间隙及焊缝外形尺寸。角焊缝应指明形状和尺寸。如使用背部垫板时,必须指明其形式。
4.4.2.5 填充金属和焊道数
应指明填充金属的种类和规格,焊缝最少层数及焊道顺序。
4.4.2.6 电特性
应指明电流种类和极性,规定使用焊条或焊丝的电弧电压和焊接电流的范围。
4.4.2.7 焊接位置
应指明钢管的焊接位置,如:水平固定(5G)位置,垂直固定(2G)位置和45°倾斜固定(6G)位置。
4.4.2.8 焊接方向
应指明是上向焊或下向焊。
4.4.2.9 焊道之间的时间间隔
应规定根焊结束与热焊开始之间的时间间隔要求,以及其它焊道之间的时间间隔要求。
4.4.2.10 对口器
应指明对口器的类型是内对口器,还是外对口器。撤离对口器时应规定完成根焊道长度的最小百分数。
4.4.2.11 焊道的清理及打磨
应指明要求的接头或层间的清理方法,指明清理、打磨焊道时使用的工具(电动工具,手工工具,或二者组合)。
4.4.2.12 焊工数量
应指明每层焊道所要求的最少焊工人数。
4.4.2.13 预热和焊后热处理
应规定预热和焊后热处理的加热方法、温度、温度控制方法和预热宽度,开始焊接时的最低温度以及需预热和焊后热处理的环境温度的范围。
4.4.2.14 层间温度要求
应指明焊接时层间的最低温度和最高温度。
4.4.2.15 环境条件要求
应指明无有效防护措施停止施焊的环境条件要求。
4.4.2.16 保护气体及流量
应指明保护气体的成分、纯度、干燥度要求及流量范围。
4.4.2.17 焊接速度
应指明各焊道的焊接速度范围。
4.4.2.18 焊接设备要求
应指明满足工程需要的手工焊、半自动焊(包括送丝机)、自动焊设备类型。
4.4.2.19 其它参数
应指明所有保证正确操作和焊接质量的其他参数(如焊丝干伸长、电弧摆动的宽度和频率等)。
4.5 焊接工艺规程的变更
4.5.1 一般规定
当焊接工艺规程有4.5.2中规定的基本要素变更时,应对焊接工艺重新评定。当焊接工艺规程有4.5.2中规定的基本要素以外的变更时,应修订焊接工艺规程,但不必对焊接工艺重新评定。
4.5.2 基本要素
4.5.2.1 焊接方法
焊接工艺规程中焊接方法的变更(见4.4.2.1)。
4.5.2.2 管材
焊接工艺规程中管材组别的变更。
当被焊管材分属于两个不同组别时,工艺规程的制定应服从于强度级别较高的材料。
本标准将所有碳钢及低合金钢进行以下分组:
a)名义屈服强度小于或等于290MPa;
b)名义屈服强度高于290MPa,但小于448MPa;
c)对名义屈服强度为448MPa或高于此值的各级碳钢及低合金钢均必须进行单独的评定试验。
注:4.5.2.2中的分组并不表示上述每组中所有的管材可任意代用已做过焊接工艺评定的管材或填充材料,还应考虑管材和填充金属在冶金特性、力学性能以及对预热和焊后热处理的要求的不同。
4.5.2.3 接头设计
接头设计的重大变更(如V型坡口改为U型坡口)。坡口角度、间隙及钝边的变更不属于基本要素。
4.5.2.4 焊接位置
焊接工艺规程中焊接位置的变更(见4.4.2.7)。
4.5.2.5 壁厚
从一个壁厚分组到另一个壁厚分组的变更(见6.3.3的e条)。
4.5.2.6 填充金属
填充金属的下列变更:
a)从一组填充金属变为另一组填充金属(见表1);
b)对于名义屈服强度大于或等于448MPa的管材(见4.5.2.2),变更其填充金属AWS型号。
在4.5.2.2中规定的分组内,可按填充金属分组范围变更填充金属,但应该从力学性能的角度保持母材和填充金属的一致性。
表1 填充金属分类
 
组别
 
规范
 
焊接材料
 
1
 
GB/T 5117
GB/T 5118
AWS A5.1
AWS A5.5
 
E4310,E4311
E5010,E5011
E6010,E6011
E7010,E7011
 
2
 
GB/T 5118
AWS A5.5
 
E5510,E5511
E8010,E8011,E9010
 
3
 
GB/T 5117或GB/T 5118
AWS A5.1或AWS A5.5
 
E5015,E5016,E5018
E5515,E5516,E5518
E7015,E7016,E7018
E8015,E8016,E8018,E9018
 
4
 
GB/T 8110
AWS A5.18
AWS A5.28
 
H08Mn2MoA
ER70S-G,ER70S-6
ER80S-G,ER90S-G
 
5
 
AWS A5.29
 
E71T8-K6, E71T8-Ni1
 
6
 
AWS A5.29
 
E91T8-G
 
注:其他型号的填充金属也可以使用,但需要进行单独的焊接工艺评定。
 
4.5.2.7 电特性
直流焊时焊条(焊丝)接正变更为接负,或反之;将直流变更为交流,或反之。
4.5.2.8 焊道之间时间间隔
根焊结束与热焊开始之间的最大时间间隔的增加。
4.5.2.9 焊接方向
从下向焊改为上向焊,或反之。
4.5.2.10 保护气体和流量
一种保护气体换成另一种保护气体,或一种混合气体换成另一种混合气体,或保护气体流量范围较大地增加或减小。
4.5.2.11 焊接速度
焊接速度范围的变更。
4.5.2.12 预热
降低焊接工艺规程中的最低预热温度。
4.5.2.13 焊后热处理
增加焊后热处理,改变焊接工艺规程中焊后热处理的范围或温度。
4.6 工艺评定试验
4.6.1 准备
4.6.1.1 试验接头的焊接
a)线路工艺试验接头
将两个管段按照焊接工艺指导书规定的要求组对和焊接。用于破坏性试验的焊口应按照第8章的规定进行外观检查和无损检测且必须合格。
b)返修工艺试验接头
按照返修焊接工艺指导书的规定打磨坡口和焊接。进行破坏性试验前必须符合第8章外观检查和无损检测的要求。
4.6.1.2 取样
取样应按图1指定的位置进行。试样的最少数量及试验项目见表2。
表2 焊接工艺评定试验的试样类型及数量
 
钢管
外径
(mm)
 
工艺类型
 
试样数量 单位:(个)
 
拉伸
试验
 
刻槽
锤断
试验
 
背弯
试验
 
面弯
试验
 
侧弯
试验
 
冲击
试验
 
宏观
金相
 
硬度
试验
 
HIC
试验
 
总数
 
>323.9
 
壁厚≤12.7mm
 
线路工艺
 
4
 
4
 
4
 
4
 
0
 
4×3
 
3
 
1
 
3
 
35
 
返修工艺
 
1
 
1
 
1
 
1
 
0
 
1×3
 
1
 
1
 
0
 
11
 
壁厚>12.7mm
 
线路工艺
 
4
 
4
 
0
 
0
 
8
 
4×3
 
3
 
1
 
3
 
35
 
返修工艺
 
1
 
1
 
0
 
0
 
2
 
1×3
 
1
 
1
 
0
 
11
 
图1.a 线路工艺评定试验的取样位置示意图
图1.b 返修工艺评定试验的取样位置示意图
图1 对接接头焊接工艺评定试验的取样位置示意图
4.6.2 拉伸试验
4.6.2.1 准备
拉伸试样(如图2所示)约230mm长,25mm宽,制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。除有缺口或不平行外,试样不要求进行其他加工。如有需要,必须进行机加工处理使试样边缘光滑和平行。
图2 拉伸试样
4.6.2.2 方法
拉伸试样必须在拉伸载荷下拉断。使用的拉伸机必须能测量出拉伸试验时的最大载荷。以拉伸试验时的最大载荷除以试样在拉伸前测定的最小截面积,就可计算出抗拉强度。
4.6.2.3 要求
每个试样的抗拉强度必须大于或等于管材的名义抗拉强度,但不需要大于或等于管材的实际抗拉强度。
如果试样断在母材上,且抗拉强度大于或等于管材的名义抗拉强度时,则该试样合格。
如果试样断在焊缝或熔合区,其抗拉强度大于或等于管材的名义抗拉强度时,且断面缺陷符合4.6.3.3的要求,则该试样合格。
如果试验是在低于管材的名义抗拉强度下断裂,则该焊口不合格,必须重新试验。
4.6.3 刻槽锤断试验
4.6.3.1 准备
刻槽锤断试样(如图3所示)约230mm长,25mm宽,制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。用钢锯在试样两侧焊缝断面的中心(以根焊道为准)锯槽,每个刻槽深度约3mm。
用此方法准备的刻槽锤断试样,有可能断在母材上而不断在焊缝上。当前一次试验表明可能会在母材处断裂时,为保证断口断在焊缝上,则可在焊缝外表面余高上刻槽,但是深度从焊缝表面算起不得超过1.6mm。
如果业主要求的话,可以对用半自动焊或自动焊方法进行工艺评定的刻槽锤断试样在刻槽前先进行宏观腐蚀检查。
图3 刻槽锤断试样
4.6.3.2 方法
刻槽锤断试样可在拉伸机上拉断;或支撑两端,打击中部锤断;或支撑一端,打击另一端锤断。焊缝断裂的暴露面必须不少于19mm宽。
4.6.3.3 要求
每个刻槽锤断试样的断裂面必须完全焊透和熔合。任何气孔的最大尺寸必须不大于1.6mm,且所有气孔的累计面积必须不大于断裂面积的2%。夹渣深度必须小于0.8mm,长度必须不大于钢管公称壁厚的1/2,且小于3mm。相邻夹渣间必须至少相距13mm。测量方法如图4所示。白点不做为不合格的原因。
图4 刻槽锤断试样缺欠尺寸的测量方法
4.6.4 背弯和面弯试验
4.6.4.1 准备
背弯和面弯试验试样约230mm长,25mm宽,且其长边缘必须磨成圆角(如图5所示)。制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。焊缝内外表面余高必须去除至与试样母材表面平齐。加工表面必须光滑,加工痕迹必须轻微并垂直于焊缝轴线。
图5 背弯和面弯试样
4.6.4.2 方法
背弯和面弯试样必须在导向弯曲试验模具上弯曲,模具如图6所示。试样以焊缝为中心放置于下模上。面弯试验以焊缝外表面朝向下模,背弯试验以焊缝内表面朝向下模,施给上模压力,将试样压入下模内,直到试样弯曲成近似U形。
注:图无比例,冲头半径A=44.45mm,胎具半径B=58.74mm,胎具厚度C=50.8mm.
图6 导向弯曲试验模具
4.6.4.3 要求
弯曲后,在焊缝和熔合线区域所发现的任何方向上的任一裂纹或其他缺陷尺寸必须不大于钢管公称壁厚的1/2,且不大于3mm。除非发现其他缺陷,在试样拉伸弯曲表面上产生的边缘裂纹长度必须不大于6mm。
如果只有一个试样不合格,允许在原试样相邻位置再切取两个试样进行补充试验。两个试样均合格,则该焊口可视为合格。否则该焊口不合格。
4.6.5 侧弯试验
4.6.5.1 准备
侧弯试样约230mm长,13mm宽,且其长边缘必须磨成圆角(如图7所示)。试样可先通过机械切割或氧气切割的方法制成宽度约19mm的粗样,然后用机加工或磨削制成13mm宽的试验试样。试样各表面必须光滑平行。焊缝的内外表面余高必须去除至与试件表面平齐。
注:1内外表面的焊缝余高应去除至与试样表面平齐。试样在试验前不应压平。
2 试样机加工13mm宽,或氧乙炔切割约19mm宽,然后再机加工或平滑打磨至13mm宽。切割表面应光滑平行。
图7 侧弯试样
4.6.5.2 方法
侧弯试样必须在类似于图6所示的导向弯曲试验模具上弯曲。将试样以焊缝为中心放置在下模上,焊缝表面与模具成90o。施给上模压力,将试样压入下模内,直到试样弯曲成近似U形。
4.6.5.3 要求
侧弯试样必须符合4.6.4.3的规定。
4.6.6 低温冲击韧性试验
4.6.6.1 准备
按图1规定的位置截取试块,在同一区域截取的两个试块上,各机加工出一组(每组3块)夏比V型缺口冲击试样,其中一组缺口开在焊缝垂直中心线上,另一组缺口开在熔合线上。见图8。
图8 冲击试样缺口位置示意图
4.6.6.2 方法
试验温度为-20℃。试验方法应按GB 4159标准规定进行。
4.6.6.3 要求
-20℃试验温度下,每个冲击试样的冲击吸收功应大于或等于表3中的规定值。
如果冲击功不合格,允许在原试样相邻位置加倍制取试样进行补充试验。若补充试样均合格,则该焊口可视为合格。否则该焊口不合格。
表3 试样尺寸及最低冲击功
 
焊缝金属厚度(t)
(mm)
 
试样尺寸
厚×宽×长
(mm×mm×mm)
 
最低冲击吸收功(J)
 
平均值
 
单个值
 
8<t≤11
 
7.5×10×55
 
57J
 
42J
 
t>11
 
10×10×55
 
76J
 
56J
 
注:冲击功适用于X70钢级管线管,其他钢级的管线管环焊接头的冲击功应参照国家相关标准制定。
 
4.6.7 宏观组织检验
4.6.7.1 准备
在垂直焊缝轴线方向上按图1规定的位置截取试样,试样尺寸见图9。试样的一个断面进行研磨腐蚀后,作为检测面。
图9 宏观组织检验试样
4.6.7.2 方法
用五倍手持放大镜,对检测面进行宏观检验。
4.6.7.3 要求
宏观检验面不允许有裂纹和未熔合,其它缺陷应符合刻槽锤断试验的验收要求。
4.6.8 焊接接头硬度试验
4.6.8.1 准备
焊接接头硬度测定在宏观组织检验试样上进行。对于下向焊工艺,取立焊三点位置试样;对上向焊工艺,取仰焊六点位置试样。
4.6.8.2 方法
试验选用10Kg载荷,按照GB/T 4340.1规定测定接头硬度并计算HV10值。硬度测定压痕点位置见图10。
图10 硬度测定压痕点位置示意图
4.6.8.3 要求
所有硬度测定点HV10硬度值应不大于265。
4.6.9 抗氢致裂纹(HIC)性能试验
4.6.9.1 准备
取样位置不做要求,但试块应包含焊缝、热影响区及母材,且焊缝位于试块中心位置,试块数量应不少于三个。
4.6.9.2 方法
当焊接材料的含硫量小于或等于0.005%时,焊缝不作抗HIC性能试验。当焊接材料的含S量大于0.005%且小于0.015%时,应按NACE TM0284的要求作抗HIC性能试验,且取要求中的B溶液进行试验。
4.6.9.3 要求
试验结果应满足下列要求:CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%。
不满足上述要求的焊口视为不合格。
5 焊接材料的验收、存储、运输及使用
5.1 一般规定
焊接材料生产公司必须随货提供下列资料:
每批焊接材料的质量检验合格证。
每批焊接材料的出厂试验报告。
焊接材料运输、保管及使用说明书。
进口焊接材料还应有商检证明。
5.2 验收
5.2.1 验收条件
焊接材料的验收应执行《陕京二线管道工程焊接材料订购技术条件》。
5.2.2 复检
在工程使用前应对不同批号的焊接材料进行复检工作,复检内容由业主确定,并由业主委托具体单位统一进行。
5.3 储存及运输
焊接材料的储存及运输应按照生产厂家产品说明书的要求执行。
焊接材料使用前严禁受潮、雨水、雪霜及油类等有害物质的侵蚀,应在干燥、通风的室内存放,室内相对湿度小于60%。焊接材料应分类堆放。
在保管和搬运时,应避免损坏焊接材料及其包装,包装开启后,应保护其不致变质。凡有损坏或变质迹象的焊接材料不应使用。
保存保护气体的容器应远离高温环境。
5.4 焊材使用
5.4.1 焊接材料的保管和发放应有专人负责,并填写好焊接材料的发放记录。每天按用量领取焊材,以避免剩余焊材的重新烘干。
5.4.2 焊条烘干应设专人负责,并作好详细的烘干记录。焊条烘干应按照使用说明书的规定进行。当使用说明书不明确时,宜参照下列规定:低氢型下向焊条烘干温度为350℃~400℃,恒温时间为1h~2h;超低氢型下向焊条烘干温度为400℃~450℃,恒温时间为1h~2h;纤维素型下向焊条在包装不好或受潮的情况下应烘干,烘干温度为70℃~80℃,不得超过100℃,恒温时间为0.5h~1h;低氢型上向焊条烘干温度350℃~400℃,恒温时间为1h。
5.4.3 烘干的低氢、超低氢型焊条,应存入温度为100℃~150℃的恒温箱内,随用随取。现场使用的低氢、超低氢型焊条,应存放在性能良好的保温筒内,当环境相对湿度大于80%,限领两小时使用量,当环境相对湿度小于80%,限领四小时使用量。
5.4.4 焊条如有偏心度大、药皮裂纹、脱落等影响焊接质量的现象,不得用于焊接。当天未用完的焊条应回收存放。低氢型焊条重新烘干后应首先使用,重新烘干次数不得超过两次。
5.4.5 每根焊条宜连续焊完。焊接完毕后,剩余的焊条头不得随意丢弃,应有专人负责回收,集中处理。
5.4.6 焊丝不能烘干,应在干燥通风的室内存放,保持干燥。
6 焊工资格
6.1 一般规定
参加本工程焊接的焊工应根据工作内容通过资格审定和上岗资格认定,取得相应的上岗资格。焊工上岗资格分为固定管对接焊资格、连头焊资格和返修焊资格。
6.2 资格审定
承包商必须向焊工上岗资格认定机构提供拟参加本工程焊接的焊工的有效焊工资格证书,由业主或业主代表对焊工是否具备相应的焊接资格进行确认。
6.3 上岗资格认定
6.3.1 一般规定
焊工上岗资格认定的目的是检验焊工能否使用经过评定合格的焊接工艺规程焊接出合格的焊接接头。焊工上岗资格认定机构由业主委派,且必须有工程监理参加,使用业主批准的焊接工艺规程,对通过资格审定的焊工进行上岗资格考试,并对合格焊工颁发焊工上岗资格证书。
上岗资格考试前,应给焊工一定的时间熟悉考试用焊接设备、焊接工艺和焊接材料。上岗资格考试时焊工应使用与工程焊接时相同的焊接工艺。
若焊接工艺评定是按本规范4.6条文的规定进行焊接、取样、试验,并满足验收要求,则焊接试验管焊缝的焊工自然具有该工艺规程的相应上岗资格。
6.3.2 基本要求
6.3.2.1 当取固定管对接焊资格时每名焊工应独立、连续完成至少包括平焊、立焊、仰焊三个典型位置的扇形管段的所有工序。
当取连头焊资格时,每名焊工应独立、连续完成至少包括平焊、立焊、仰焊三个典型位置的扇形管段的所有工序。
当取返修焊资格时,将一通过射线探伤检验的焊口按5G管位置固定在考试工位上。在3点至6点或6点至9点处,用动力砂轮去除约300mm长的全部焊缝,修出坡口和间隙,按照返修焊接工艺规程进行返修焊接。
6.3.2.2 考试用钢管应与工程用钢管材质相同。每个管段长度应不小于150mm,考试用焊接材料应符合5.2.1的规定。
6.3.2.3 考试过程中不允许转动考试管口。不得超出规定的考试时间。根焊道的修补应经过主考人的同意。对违反考试纪律的焊工应取消其考试资格。
6.3.2.4 考试焊口外观检查合格后,应进行无损检测。业主有权决定用破坏性试验替代无损检测。
6.3.2.5 若业主认为某个焊口的无损检测结果不足以评价焊工的能力时,有权要求对其进行破坏性试验。
6.3.2.6 若考试焊口符合6.3.4、6.3.5和6.3.6的规定,则应给焊工颁发相应的上岗证书。
6.3.3 上岗资格范围
取得上岗资格证书的焊工可以进行规定范围内的焊接工作。当焊接工艺规程有下列基本要素变更时,焊工应重新进行上岗资格认定。
6.3.3.1 由一种焊接方法变为另一种焊接方法或其他焊接方法的组合。如:
a)由一种焊接方法变更为另一种焊接方法;
b)改变焊接方法组合。若焊工具有该组合工艺中各项焊接方法的上岗资格证书,则无需重新进行上岗资格认定。
6.3.3.2 焊接方向由上向焊变为下向焊,或反之;
6.3.3.3 填充金属组别从1组或2组变为3组,或从3组变为1组或2组(见表1);
6.3.3.4 从一种管外径分组变为另一种管外径分组,管外径的分组如下:
a)外径小于60.3mm;
b)外径大于等于60.3mm,小于323.9mm;
c)外径大于等于323.9mm。
6.3.3.5 从一种管壁厚分组变为另一种管壁厚分组,管壁厚分组如下:
a)公称管壁厚小于4.8mm;
b)公称管壁厚大于等于4.8mm,小于19.1mm;
c)公称管壁厚大于等于19.1mm.
6.3.3.6 焊接位置的变更,如从垂直焊接位置(2G)变为水平焊接位置(5G),或反之。若焊工已取得倾斜45°固定管对接焊上岗资格,则可进行任意位置对接焊和角焊的焊接操作。
6.3.3.7 接头设计的变更(如去除垫板;或由V型坡口改为U型坡口)。
6.3.4 外观检查
考试焊缝应进行外观检查。焊缝外观应满足8.2的规定。
如果考试焊缝外观质量不合格,则该焊工不合格,该焊缝不再进行其它的检验。
6.3.5 无损检测
考试焊缝应符合无损检测规范的要求,否则该焊工不合格。
6.3.6 破坏性试验
6.3.6.1 取样时不得用无损检测挑选取样位置。当考试焊缝是完整接头时,应按照图11中所示的位置在每个考试焊缝上取样;当考试焊缝是管接头的扇形段时,则应从每一扇形段上截取数量相等的试样。试验项目和试样数量要求见表4。试样应空冷至室温后试验。
图11 对接焊焊工上岗资格考试试验的试样位置
表4 焊工考试的对接接头试样类型及数量
 
钢管外径
(mm)
 
试样数量 单位:(个)
 
拉伸试验
 
刻槽锤断
试验
 
背弯试验
 
面弯试验
 
侧弯试验
 
总数
 
 
壁厚≤12.7mm
 
>323.9
 
4
 
4
 
2
 
2
 
0
 
12
 
 
壁厚>12.7mm
 
>323.9
 
4
 
4
 
0
 
0
 
4
 
12
 
6.3.6.2 对接焊的拉伸、刻槽锤断和弯曲试验
拉伸试样、刻槽锤断试样及弯曲试样的准备及试验应按4.6条的规定进行。对于焊工上岗资格考试而言,没有必要计算出试样的抗拉强度。用于拉伸试验的试样可改作刻槽锤断试验。
6.3.6.3 对接焊拉伸试验验收要求
如果拉伸试验的拉伸断口在焊缝处或熔合线处,且断口不满足本标准4.6.3.3条的要求,则该焊工不合格。
6.3.6.4 对接焊的刻槽锤断试验的验收要求
如果任一刻槽锤断试样断口的缺陷不符合4.6.3.3的要求,则该焊工不合格。
6.3.6.5 对接焊的弯曲试验验收要求
如果弯曲试样拉伸弯曲面的缺陷符合4.6.4.3或4.6.5.3的要求,则该焊工合格。
如果只有一个弯曲试样不合格,允许在原来试样相邻位置再切取两个试样进行补充试验。若两个试样均合格,则该焊工合格。否则该焊工不合格
6.3.7 补考
如果不合格的原因是焊工不能控制的外界因素所造成的,经业主或监理同意,可给该焊工一次补考机会。其他不合格的焊工在未经业主认可的培训前,不允许补考。
6.3.8 上岗资格证书
对通过上岗资格认定的焊工,焊工上岗资格认定机构颁发焊工上岗资格证书。焊工上岗资格证书应包括以下内容:
a)焊工姓名、性别、单位、档案编号、身份证号及本人证件照片;
b)上岗资格类型、焊接方法、管材、焊材组别、焊接位置、管壁厚范围和焊接方向;
c)考试用焊接工艺规程编号;
d)焊工上岗资格认定机构名称和日期;
e)焊工上岗资格认定机构盖章和主考人签字。
6.3.9 记录
应详细记录每个焊工的上岗资格考试过程及检验、试验结果,并应给每个焊工建立档案。档案内容如下:
a)档案编号、准考证编号;
b)焊工身份证复印件、焊工资格证书复印件;
c)考试用焊工工艺规程编号;
d)现场记录、外观检查报告、射线探伤报告及其它检验、试验原始报告;
e)焊工上岗资格认定结论;
f)焊工上岗资格证书复印件。
6.4 有效期
取得上岗资格的焊工,若中断上岗资格范围内焊接工作超过6个月,应重新进行上岗资格认定。工程期间未中断上岗资格范围内焊接工作的焊工,其上岗资格在本工程期间有效。
7 现场焊接
7.1 一般规定
7.1.1 安全与环保
在焊接施工过程中,必须符合职业安全卫生、环境保护等方面的要求。
7.1.2 焊接方法
在不同的作业环境下,现场焊接可以使用不同的焊接方法(手工电弧焊、半自动焊、自动焊),但必须经业主同意且在具有经业主批准的焊接工艺规程的情况下才可以施焊。
7.1.3 焊接工艺规程
工程焊接时应严格执行批准的焊接工艺规程。
7.1.4 焊接材料
焊接材料的使用应符合下列规定:
a)应使用经焊接工艺评定试验合格的焊接材料;
b)根焊和热焊可以使用非低氢型焊材,填充焊和盖面焊不得使用非低氢型焊材;
c)所有焊接材料应按本规范第5章的规定验收合格后方可使用。
7.1.5 焊接技术人员
焊接技术人员应由有一定施工实践经验和技术水平的人员担任;焊接技术人员应负责指导焊接作业,参与焊接质量管理,处理焊接技术问题,整理焊接技术资料。
7.1.6 焊接质检人员
焊接质检人员应由有一定焊接经验和技术水平的人员担任;焊接质检人员应对现场焊接作业进行全面检查和控制,参与焊接技术措施的审定。
7.1.7 焊工
焊工必须持有上岗资格证书。焊工施焊时,当遇到工况条件与焊接工艺规程及技术措施的要求不符合时,应拒绝施焊;如果业主对某个合格焊工的能力有疑问时,可要求他进行资格认定考试。
7.1.8 无损检测人员
无损检测应由和施工承包商相对独立的部门进行。从事无损检测的人员必须持有国家技术监督局颁发的并与其工作内容相适应的资格证书。只有二级及其以上资格人员方可进行无损检测结果评定。业主可要求无损检测人员现场操作,以检测其使用检测规程的准确性,以及对设备所显示缺陷进行正确解释的能力。
7.1.9 争议的处理
业主有权对有争议的焊口进行处理。
陕京二线管道工程的焊接施工及验收应执行本规范外,未尽事项应符合国家及行业现行相关标准的规定。
7.2 环境要求
在下列任一种焊接环境下,若无有效的防护措施,严禁施焊。
a)雨雪天气。
b)大气相对湿度大于90%;
c)环境温度低于5℃;
d)低氢型焊条手工电弧焊,风速大于5米/秒;
e)纤维素型焊条手工电弧焊,风速大于8米/秒;
f)自保护药芯焊丝半自动焊,风速大于8米/秒;
g)气保护电弧焊,风速大于2米/秒;
7.3 焊前准备
7.3.1 坡口
管端坡口的加工一般应采用机加工,特殊情况下可采用火焰切割或等离子切割加工,但必须用动力砂轮将坡口修磨均匀、光滑。
被焊接表面应均匀、光滑,不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其他影响焊接质量的有害物质。管内外表面坡口两侧25mm范围内应清理至显现金属光泽。
当外径相同壁厚不同的管口进行对接焊时,应按图12的方法进行坡口的过渡加工。
图12.a δ2-δ1≤10mm
图12.b δ2-δ1>10mm
图12 不同壁厚坡口对接加工示意图
7.3.2 组对
优先采用内对口器组对。在无法采用内对口器时,可用外对口器。
两相邻管的制管焊缝在对口处应相互错开,距离不小于100mm。
接头坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边应符合焊接工艺规程的要求。
沟上焊接作业空间高度应大于400mm;管沟内焊接工作坑应保证焊工操作方便和安全。
7.3.3 焊接设备
焊接设备应能满足焊接工艺要求,具有良好的工作状态、准确的量值显示和安全性。
焊接设备启动前,应检查设备、指示仪表、开关位置和电源极性。在正式焊接前,应在试板上进行焊接规范调试。
焊接地线应尽量靠近焊接区,宜用卡具将地线与被焊管牢固接触,严禁产生电弧灼伤母材。
7.4 施工措施
7.4.1 钢管支撑
正在施焊的钢管必须处于稳定的状态。管子支座应具有一定的刚性。
管道上严禁焊接附属物,如跨越段的栏杆、管道支座、跨越结构的吊点、锚固法兰等。阴极引出线的焊接限用铝热焊剂。
7.4.2 预热
对焊接工艺规程中要求预热的管口,宜采用环形火焰加热或中频感应加热的方法进行,预热后应清除表面污垢。预热宽度以坡口两侧各大于50mm为宜。应采用测温仪在距管口50mm处的圆周上均匀测量预热温度,保证预热温度均匀。
7.4.3 对口器的撤离
使用内对口器时,只有根焊道全部完成后方可撤离。若根部焊道承受铺设应力比正常情况高,且有可能发生裂纹的情况下,需完成热焊道后才能撤离内对口器。
使用外对口器时,必须保证根焊道均匀对称完成60%以上才能撤离。对口支撑或吊具则应在根焊道全部完成后方可撤除。
7.4.4 现场切割
对钢管进行气割前,应清除管腔内的积雪、尘土和污物等。气割后,在未完全冷却前不得将管材放置在雪上或水上。对现场切割加工的坡口,应采用外观检验和超声波探伤方法检验距坡口30mm范围内的钢管质量。
7.5 焊接
现场焊接时,接头形式、焊接层数、焊道顺序、焊接工艺参数、预热、层间温度及焊后热处理等应严格按照焊接工艺规程执行。焊接前,应依据焊接工艺规程检查管口的准备工作和焊前准备工作。若不符合规定,禁止施焊。
管子焊接时,应采取有效的措施防止管内产生穿堂风。
在两个焊工收弧交接处,先到达交接处的焊工应多焊部分焊道,便于后焊焊工的收弧。根焊完成后,应用动力角向磨光机修磨清理根焊道。修磨不得伤及管外表面的坡口形状。
相邻焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上。严禁在坡口以外的管表面上起弧。焊接前每个引弧点和接头必须修磨。必须在前一焊道全部完成后,才允许开始下一焊道的焊接。施焊时必须保证层间温度达到规定的要求。
焊接时发现偏吹、粘条、表面气孔或其它不正常现象时应立即停止焊接,更换焊条,修磨接头后继续施焊。
焊接时,焊条或焊丝不宜摆动过大,对较宽焊道宜采用多道焊方法。
为保证盖面焊的良好成型,填充焊道宜填充(或修磨)至距离管外表面1~2mm处。可根据填充情况在立焊部位增加立填焊。
当日不能完成的焊口必须完成50%钢管壁厚且不少于3层的焊道。未完成的焊口应采用干燥、防水、隔热的材料覆盖好。次日焊接前,应预热至焊接工艺规程要求的温度。
焊口完成后,必须将接头表面的熔渣、飞溅物等清除干净。
焊工应对自己所焊的焊道的进行自检和修补工作。
自动焊操作时,应随时注意焊道宽度的变化以及电弧在坡口两侧的停留时间。
引弧前宜将焊丝端部去除约10mm,引弧时宜采用较短的干伸长。
焊接施工中,应按规定认真填写有关原始记录。
7.6 修补
焊接过程中发现的缺陷应立即清理修补。修补过程中必须注意控制层间温度。每处修补长度应大于50mm。相邻两补修处的距离小于50mm时,按一处缺陷进行修补。
对钢管表面出现的引弧点、弧坑、碰伤等缺陷,经工程监理许可后方可进行修补。修补后的管壁厚度应在允许的公差范围之内。
7.7 返修
7.7.1 返修权限
7.7.1.1 裂纹
当裂纹长度小于焊缝长度的8%时,经业主同意后应使用评定合格的返修焊接工艺规程进行返修。否则所有出现裂纹的焊口必须从管线上切除。
7.7.1.2 非裂纹性缺陷
根焊道中出现的非裂纹性缺陷,业主有权决定是否返修。盖面焊道及填充焊道中出现的非裂纹性缺陷,可直接返修。
7.7.1.3 返修次数
同一焊缝位置允许返修两次。若两次返修不合格,该焊口必须从管线上切除。
7.7.1.4 返修长度
每处返修长度应大于50mm。相邻两返修处的距离小于50mm时,按一处缺陷进行返修。允许的最大返修长度为焊缝长度的10%。
7.7.2 返修规程
返修焊接分全壁厚返修和盖面返修两种。返修焊宜选用低氢型焊条电弧焊。返修焊接必须采用评定合格的返修焊接工艺规程。返修焊接工艺规程至少应包括以下内容:
a)缺陷的去除方法和打磨开口宽度;
b)检查返修部位,以证实缺陷完全清除;
c)规定是局部预热还是整口预热,规定预热和层间温度;
d)焊接方法和其它细节说明,见4.4.2。
7.7.3 返修焊接
返修焊接应在工程监理人员的监督下,由具有返修上岗资格的焊工依照返修焊接工艺规程进行。
7.7.4 验收标准
返修处应采用原来的检测方法进行检测。返修焊缝质量应满足第8章的要求。
8 焊缝检验与验收
8.1 一般规定
管口焊接、修补或返修完成后,焊接质检人员应及时进行外观检查。外观检查前,应清除表面熔渣、飞溅和其它污物。焊缝外观应达到8.2规定的验收标准。外观检查不合格的焊缝不得进行无损检测。
所有焊缝必须进行无损检测。
8.2 外观检查
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0.5mm-2.0mm。焊缝表面不应低于母材表面,焊缝余高不应超过2.0mm。余高超过2.0mm时,应进行打磨,打磨后应与母材圆滑过渡。打磨时不得伤及母材。
对于直径为1016mm的管子,当壁厚为14.6mm时,错边量应不大于2mm;当壁厚为17.5mm时,错边量应不大于2.2mm;当壁厚为21mm时,错边量应不大于2.5mm;当壁厚为26.2mm时,错边量应不大于3mm。其它管径的错边量应不大于钢管壁厚的1/8。
焊缝及其附近表面上不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、引弧痕迹、有害的焊瘤、凹坑及夹具焊点等缺陷。咬边深度不得超过0.5mm。咬边深度小于0.3mm的任何长度均为合格。咬边深度在0.3-0.5mm之间,单个长度不得超过30mm,累计长度不得大于焊缝圆周长的15%。
8.3 无损检测
焊缝无损检测方法和比例要求按业主的规定执行。
附录A
(资料性附录)
焊接工艺规程
焊接工艺规程(或焊接工艺指导书)格式如下:
编 号:
适用工程:
编制单位:
审 核 人: 批准人:
焊接方法:
适用钢管
钢管标准: 钢级:
管材生产方法:
直径: 壁厚范围:
焊接材料
根焊型号: 牌号: 直径:
热焊型号: 牌号: 直径:
填充焊型号: 牌号: 直径:
盖面焊型号: 牌号: 直径:
保护气体类型: 纯度要求:
提前送气时间: 延迟停气时间:
接头设计
接头型式: 坡口型式:
钝 边: 坡口角度:
间 隙: 错 边:
余 高: 垫 板:
盖面焊缝宽:
焊缝层数、道数、焊接顺序
 
管壁厚
(mm)
 
根焊
 
热焊
 
填充焊
 
立填焊
 
盖面焊
 
单道
 
排焊
 
 
 
 
 
 
 
 
焊接准备
管 位 置: 对口方式:
预热方法:
焊接设备: 外特性:
工艺要求
焊接方法: 焊接方向:
每层焊工数: 焊后热处理:
层间温度: 根焊与热焊间隔:
对口器撤离:
支撑撤离:
焊接工艺参数
 
工艺参数
 
焊 道
 
根焊
 
热焊
 
填充1
 
填充2
 
填充3
 
填充4
 
盖面焊
 
焊条(丝)型号
 
 
 
 
 
 
 
 
焊条(丝)规格(mm)
 
 
 
 
 
 
 
 
电压范围(V)
 
 
 
 
 
 
 
 
电流范围(A)
 
 
 
 
 
 
 
 
焊接速度(cm/min)
 
 
 
 
 
 
 
 
送丝速度(cm/min)
 
 
 
 
 
 
 
 
气体流量(L/min)
 
 
 
 
 
 
 
 
摆幅mm
 
 
 
 
 
 
 
 
摆频Hz
 
 
 
 
 
 
 
 
干伸长度mm
 
 
 
 
 
 
 
 
停留时间s
 
 
 
 
 
 
 
 
极性(正、反)
 
 
 
 
 
 
 
 
其它
 
 
 
 
 
 
 
 
技术措施
清理工具:
焊后保温:
运条方式: