王 棟 吳 俊 孫振江 許洪山 馬丕亮

中國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)出國輸送到中國境內(nèi)的巨大能源動脈，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，為國家增加優(yōu)質(zhì)能源。

壓氣站作為天然氣管道輸送大動脈的起搏心臟，如何快速、優(yōu)質(zhì)、安全地建設(shè)投產(chǎn)是各個管道相關(guān)國家的迫切希望。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)，因為其焊接強(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，由于站場壓力的不穩(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)較單一的長輸管道施工更為復(fù)雜，采用長輸管道全自動焊接技術(shù)也會因為管道坡口精度達(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、較長輸管道全自動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年度完成的二號站和六號站為例對下向焊焊接技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

在六號壓氣站工程中，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)在他國進(jìn)行施工，焊工取證、焊評實驗、人員簽證等需提前籌劃和布置。

表1 六號站大管道焊口工程量統(tǒng)計表

2 焊接籌劃

2.1 焊工管理

根據(jù)哈國規(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)主會要求進(jìn)行焊接工藝評定時所選定的廠商為供貨商。由于在國外施工，選用的焊材均為其它國家所制造的焊材，送貨相當(dāng)困難，因此在購買時一定得按批次進(jìn)行焊材復(fù)驗，并請有豐富經(jīng)驗的焊工進(jìn)行工藝性能驗證，各項數(shù)據(jù)合格后才能進(jìn)行發(fā)貨。

2.3.2 焊材的儲存

焊材的儲存按相關(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、射線檢測施工程序、超聲波檢測施工程序、滲透檢測施工程序等文件，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，待批準(zhǔn)后方可執(zhí)導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)行焊接、熱處理及無損檢測等作業(yè)。

2.5 焊評管理

焊接工藝評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施工程序等在編制時都需執(zhí)行焊接工藝評定中的相關(guān)內(nèi)容，不得與之相違悖，否則無效，因此焊接工藝評定必須保證正確和全面。

由于評定標(biāo)準(zhǔn)主要為美國API、ASME及哈國SNIP等國外標(biāo)準(zhǔn)，因此在制定WPS時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時必須報經(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，這與國內(nèi)按照NB/T47014《承壓設(shè)備焊接工藝評定》標(biāo)準(zhǔn)時進(jìn)行的焊評差別較大，國內(nèi)焊評由于條款較明確可由施工單位獨立完成。

同時，在實施過程中應(yīng)邀請監(jiān)理和業(yè)主代表在實施地進(jìn)行全過程、全方面的監(jiān)督和檢查，對重要步驟簽字確認(rèn)，只有這樣形成的焊接工藝評定才能得到監(jiān)理和業(yè)主的認(rèn)可，不然在施工現(xiàn)場提出異議時由于哈國條件較差和溝通的不便將會對工程施工造成極大影響。這個過程涉及程序多、實驗復(fù)雜，應(yīng)至少在壓氣站施工前180d左右開始籌劃和實施，方可避免在施工時由于焊評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，以二號站和六號站施工周期為例，二號站總的施工周期為210d，六號站為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中所列工程量內(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)場實際施工反饋得出，每名焊工每天焊接9h可完成60～80inch當(dāng)量，總當(dāng)量按70000inch計，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。實際施工過程中，焊接完成量見表2。

表2 大管道焊接實際完成量統(tǒng)計表

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 組對要求

3.2.1 坡口要求

由于下向焊對坡口要求非常嚴(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內(nèi)進(jìn)行機(jī)加工，與焊接方法配套選用，施工前需對管工和焊接進(jìn)行仔細(xì)的交底，并在交底后對其進(jìn)行考查，確保組對與焊接的正確性。

3.2.2 其它組對要求

（1）現(xiàn)場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）組對焊口時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)對口內(nèi)外都有錯邊時，接口應(yīng)根據(jù)ASMEB31.8的要求按照圖11進(jìn)行機(jī)械打磨處理；

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

圖11 錯邊超標(biāo)時坡口加工圖

表4 組對錯邊允許偏差表

（6）定位焊焊接工藝與正式焊接相同，定位焊焊點要均勻分布(至少5點)，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 組對工具

為了保證組對質(zhì)量和效率，項目部自制了組對工具，見圖12、圖13所示。

圖12 無傷害組對卡具

圖13 組對吊具支撐架

說明：圖13中無傷害組對卡具可在大管道組對時，避免卡具點焊在管道上造成對母材的傷害；

圖14中組對吊具支撐架可在大管道組對時為電葫蘆等吊裝工具提供支點。

3.3 焊口標(biāo)識

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

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

圖14 焊口標(biāo)識圖

圖15 管子代號圖

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

表5 定位焊尺寸表

圖15中可查詢到管子代號為廠家的管子編號，圖中為No：200017。

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

圖16 焊接方法代號及焊口狀態(tài)代號圖

圖17 焊口標(biāo)識現(xiàn)場圖

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

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

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

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)熱溫度后及時焊接，見圖18、圖19所示。

圖18 內(nèi)部火焰加熱圖

圖19 現(xiàn)場測溫圖

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，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)重點注意以下幾點：

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)沿管周長均勻分布，根焊與熱焊的時間間隔控制在10min以內(nèi)，在因故中斷填充焊接時必須完成全部焊縫的60%以上，焊接整個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，每道焊縫的最長間隔時間不得超過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：

(1)手工氬弧焊時，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，采用小電流、短弧操作（電弧長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，焊接電壓控制在18V，焊接電流在230～250A；要求2～4點和8～10點填充基本和母材表面平齊，所留坡口余量不得大于1.5mm，以保證蓋面時不出現(xiàn)氣孔或低于母材。下向焊進(jìn)行蓋面時，選用較高的送絲速度，較低的電壓，較長的干伸長，焊接電壓控制在17～17.5V，焊接電流在220～240A，干伸長控制19～24mm；5～6點和7～6點可增加大干伸長改推焊。焊絲每次引弧前,將端部去除約10mm ，引弧時焊絲干伸長度宜較短。

4 焊接檢驗

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)長度≤100mm，焊縫兩側(cè)咬邊總長不超過焊縫全長的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)焊后錯邊量應(yīng)為：當(dāng)壁厚為14.3mm 時，不大于2mm；當(dāng)壁厚為17.5mm 時，不大于2.2m ；當(dāng)壁厚為22.2mm 時，不大于2.5mm ；當(dāng)壁厚為25.4mm ，不大于3mm；當(dāng)壁厚為27mm 時，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

工程中大管道焊縫全部進(jìn)行100%射線檢測，檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照API1104執(zhí)行，由于管徑大、壁厚厚，檢測時主要采用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)理共同評定，否則無效。

4.2.2 超聲波檢查

超聲波檢查主要是針對返修口、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)理判定評級。

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；

(2)熱處理采用電加熱法，用溫控柜自動控制。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，測溫采用熱電偶，測溫點在加熱區(qū)域內(nèi)不少于兩點。用自動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，通過硬度測試來檢驗熱處理的質(zhì)量。熱處理后，每個焊接接頭進(jìn)行100%硬度檢測，每個焊接接頭檢測3處，每處在焊縫及熱處理影響區(qū)分5點進(jìn)行檢驗，見圖26。

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

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《焊接及釬焊評定標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行考試，在持有哈國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分項進(jìn)行考試，在考試合格后才能承擔(dān)相應(yīng)合格項目的焊接工作；

圖26 熱處理硬度檢測示意圖

(2)制定焊接質(zhì)量獎懲辦法，形成激勵約束機(jī)制，充分調(diào)動職工的積極性，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)，及時填寫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)記錄。監(jiān)視和測量裝置性能完好，經(jīng)計量檢定合格；

(4)加強(qiáng)原材料管理，做好材料的入庫驗收、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定工作，焊接工藝評定覆蓋率達(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)管道施工實行單線圖法，將工藝管道的焊縫編號、焊接方法、焊接材料、焊接時間、焊工號、管子代號、熱處理及無損檢測等內(nèi)容及時作好記錄，以達(dá)到追溯的目的；

(8)施焊現(xiàn)場采取可靠的措施(如搭設(shè)臨時防風(fēng)棚、防雨棚等)，現(xiàn)場設(shè)專人監(jiān)測施焊環(huán)境條件，并作好詳細(xì)記錄。

6.2 安全要求

(1)建立健全項目HSE管理體系，在以項目經(jīng)理為組長的安全生產(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)場焊接、熱處理及檢測完成后要做到工完、料凈、場地清。

7 取得成果

壓氣站大口徑管線鋼的焊接，經(jīng)過項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、效率上實現(xiàn)了雙贏。在二號站中施工工期為210d，焊接合格率為98.5%,特別是在六號站管線焊接中，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輸管道更為復(fù)雜，如本工程中長輸管道的規(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，是壓氣站首選的焊接方法，但缺點是坡口精度要求高，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)，需增加組對間隙從而增加焊接工程量等劣勢，同時還可以根據(jù)施工特點選用其它專用焊材。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，優(yōu)化組合，揚(yáng)長避短，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》。