(3)鋼管焊接的一般要求 管道焊接應(yīng)采用多層焊接,第一層焊縫根部必須均勻焊透,不得燒穿,應(yīng)有內(nèi)凹表面。單面焊雙面成形。第二層焊縫應(yīng)填滿坡口槽的70%~80%。第三層焊縫應(yīng)保證平滑過渡到基本金屬,并保證應(yīng)有的加強高度。施焊時,層問溶渣應(yīng)清除干凈,并進行外觀檢查,合格后方進行下一層焊接。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷的焊縫,應(yīng)將缺陷部分徹底鏟除,重新補焊。
管道焊接時,每道焊口必須一次焊完。在前一層焊道沒有完成前,后一層焊道不得開始焊接。兩相鄰焊道起點位置應(yīng)錯開20~30mm。當(dāng)管材碳當(dāng)量超過0.4%時,根焊道完成后,立即進行熱焊道的焊接。任何情況下,其間隔時間不得超過5min,如超過則應(yīng)進行焊前預(yù)熱。下向焊根焊起弧點應(yīng)保證熔透,焊縫接頭處可以稍加打磨。根焊道內(nèi)突起的熔敷金屬,應(yīng)用砂輪打磨,以免產(chǎn)生夾渣。焊縫焊完后,應(yīng)將表面的飛濺物、熔渣等清除干凈。
管道接口焊接應(yīng)考慮焊接操作順序和方法,防止受熱集中而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
管道一般分段施工。當(dāng)兩個較長管段連接時,管口焊接,夏季宜在晝夜氣溫較低時進行。冬季宜在晝夜氣溫較高時進行,以減少由于氣溫變化過大造成管道熱脹冷縮而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。
管道焊口焊接后應(yīng)自然冷卻,嚴(yán)禁澆水冷卻。在焊接過程中。遇有風(fēng)、雪、雨水時,應(yīng)有妥癢措施。焊接時,管內(nèi)應(yīng)防止有穿堂風(fēng),管段兩端采取防風(fēng)措施,防止加速冷卻焊口。
當(dāng)焊接中碳鋼和低合金鋼(16Mn)時,應(yīng)作焊前預(yù)熱和焊后熱處理。預(yù)熱溫度應(yīng)在150℃以上,熱處理溫度為590~680℃。
三、焊縫檢驗
燃氣管道的焊接是燃氣管道工程施工的重要工序,是評定工程質(zhì)量與交工驗收的主要依據(jù),是保證燃氣管道安全運行與使用年限的關(guān)鍵。因此,必須重視燃氣管道焊接的檢驗。
1.焊縫外觀檢查 施焊前應(yīng)檢查坡口型式及坡口精度、組對要求(包括對口間隙、錯邊量等)、坡口及坡口兩側(cè)表面的清理是否符合焊接工藝要求,并作出記錄。施焊前,必須對焊接設(shè)備進行檢查,并確認(rèn)工作性能穩(wěn)定可靠。檢驗焊接材料的干燥設(shè)備,應(yīng)保證符合相應(yīng)焊接材料的干燥要求。
焊后必須對焊縫進行外觀檢查,檢查前應(yīng)將妨礙檢查的渣皮、飛濺物清理干凈。外觀檢查應(yīng)在無損探傷、強度試驗及氣密性試驗之前進行。焊縫表面質(zhì)量,當(dāng)工作壓力大于或等于4MPa時,應(yīng)符合Ⅱ級焊縫標(biāo)準(zhǔn);工作壓力小于4MPa時,合格級別為Ⅲ級焊縫標(biāo)準(zhǔn)。焊縫的寬度以每邊超過坡口邊緣2mm為宜。
各級焊縫表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表6-26。
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焊縫表面應(yīng)是原始狀態(tài)。在外觀檢查前,不應(yīng)加工補焊或打磨。
2.焊縫無損探傷檢驗焊縫無損探傷檢驗,應(yīng)由取得鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會頒發(fā)的Ⅲ級及Ⅲ級以上資格證書的檢測人員承擔(dān)。評片應(yīng)由取得Ⅱ級資格證書的檢測人員承擔(dān)。
管道焊縫應(yīng)進行射線探傷,探傷方法應(yīng)執(zhí)行《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》(GB3323)的規(guī)定。工作壓力大于或等于4MPa時,合格級別為Ⅱ級焊縫標(biāo)準(zhǔn);工作壓力小于4MPa時,合格級別為Ⅲ級焊縫標(biāo)準(zhǔn)。焊縫根部允許有未焊透,但在任何連續(xù)300mm焊縫長度中,未焊透的總長度不得大于25mm。
條件限制時,也可以用超聲波探傷代替射線探傷。探傷方法應(yīng)執(zhí)行《鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》(JB 1152)的規(guī)定。合格級別為Ⅰ級。工作壓力小于4MPa時,合格級別為Ⅱ級。
長輸燃氣管道,要求全部焊縫應(yīng)逐條進行無損探傷;如100%超聲波探傷,則應(yīng)做5%的射線探傷復(fù)查。
城鎮(zhèn)燃氣管道焊縫的無損探傷數(shù)量,應(yīng)按設(shè)計規(guī)定確定。當(dāng)設(shè)計無規(guī)定時,抽查數(shù)量應(yīng)不少于焊縫總數(shù)的15%。抽查的焊縫中,不合格者超過30%,則應(yīng)加倍探傷。若加倍探傷仍不合格者,則應(yīng)全部探傷。對于穿越鐵路、公路、河流、城市主要道路及人口稠密地區(qū)的管道焊縫,均必須進行100%的無損探傷。
射線探傷和超聲波探傷應(yīng)在強度試驗與嚴(yán)密性試驗之前進行。
規(guī)定必須進行局部無損探傷的焊縫,每條管線上每一焊工所焊的焊縫,應(yīng)按規(guī)定比例進行抽查。每條管線最低探傷不得少于1個焊口。若發(fā)現(xiàn)不合格者,應(yīng)對被查焊工所焊焊縫按原規(guī)定比例加倍探傷,如繼續(xù)發(fā)現(xiàn)有不合格者,則應(yīng)對該焊工在該管線上所焊焊縫的全部剩余部分進行無損探傷。
經(jīng)檢查不合格的焊縫應(yīng)進行返修,返修后應(yīng)按原規(guī)定進行檢查。焊縫返修一般不得超過兩次。如超過兩次,必須經(jīng)單位技術(shù)負責(zé)人簽字,提出有效措施。返修最多不得超過3次。
各級焊縫內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表6-27。
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序號 | 項目 | 等級 | ||||
Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | |||
1 | 裂紋 | 不允許 | 不允許 | 不允許 | 不允許 | |
2 | 未熔合 | 不允許 | 不允許 | 不允許 | 不允許 | |
3 | 未焊透 | 雙面或加墊單面焊 | 不允許 | 不允許 | 不允許 | 不允許 |
單面焊 | 不允許 | 深度≤10%s,最大≤2mm,長度≤夾渣總長 | 深度≤15%s,最大≤2mm,長度≤夾渣總長 | 深度≤20%s,最大≤3mm,長度≤夾渣總長 | ||
4 | 氣孔和點夾渣 | 壁厚/mm | 點數(shù)/個 | 點數(shù)/個 | 點數(shù)/個 | 點數(shù)/個 |
2~5 | 0~2 | 2~4 | 3~6 | 4~8 | ||
5~10 | 2~3 | 4~6 | 6~9 | 8~12 | ||
10~20 | 3~4 | 6~8 | 9~12 | 12~16 | ||
20~50 | 4~6 | 8~12 | 12~18 | 16~24 | ||
50~100 | 6~8 | 12~16 | 18~24 | 24~32 | ||
100~200 | 8~12 | 16~24 | 24~30 | 32~48 | ||
5 | 條狀夾渣/mm | 單個條狀夾渣長 | 不允許 | 1/3s,但最小可4,最大≤20 | 2/3s,但最小可6,最大≤30 | s,但最小可為8,最大≤40 |
條狀夾渣總長 | 不允許 | 在12s長度內(nèi)≤s或在任何長度內(nèi)≤單個條狀夾渣長度 | 在6s長度內(nèi)≤s或在任何長度內(nèi)≤單個條狀夾渣長度 | 在4s長度內(nèi)≤s或在任何長度內(nèi)≤單個條狀夾渣長度 | ||
? | 條狀夾渣/mm | 條狀夾渣間距 | - | 6L,間距小于6L時,夾渣總長≤單個條狀夾渣長度 | 3L,間距小于3L時,夾渣總長≤單個條狀夾渣長度 | 2L,間距小于2L時,夾渣總長≤單個條狀夾渣長度 |
(1)焊縫內(nèi)不允許有任何裂紋、未熔合、未焊透(指雙面焊和加墊板的單面焊的未焊透)。
(2)允許存在的氣孔(包括點狀夾渣)不得超過表6-27的規(guī)定。表中數(shù)據(jù)系指照片上任何10mm×50mm的焊縫區(qū)域內(nèi)(寬度小于10mm的焊縫以50mm長度計),Ⅰ~Ⅳ級焊縫中所允許的氣孔點數(shù).多者用于厚度上限,少者用于厚度下限,中間厚度所允許的氣孔點數(shù),用插入法決定,可四舍五入取整數(shù)。氣孔直徑不同時,應(yīng)先換算,見表6-28,然后查表6-27。
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氣孔、點夾渣直徑/mm | 0.5以下 | 0.6~1.0 | 1.1~1.5 | 1.6~2.0 | 2.1~3.0 | 3.1~4.0 | 4.1~5.0 | 5.1~6.0 | 6.1~7.0 | 7.1~8.0 |
換算系數(shù)/點數(shù) | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
表6-27中,L為相鄰兩夾渣中較長者;s為母材厚度。表中規(guī)定單面焊未焊透的長度,指設(shè)計焊縫系數(shù)大于70%者;若等于或小于70%時,則長度不限。
缺陷的綜合評級。在12s焊縫長度內(nèi)(如12s超過底片長度,則以一張底片長度為限)幾種缺陷同時存在時,應(yīng)先按各類缺陷單獨評級。如有兩種缺陷,可將其級別數(shù)字之和減1作為缺陷綜合后的焊縫質(zhì)量等級。如有3種缺陷,可將其級別數(shù)字之和減2作為缺陷綜合后的焊縫質(zhì)量等級。
管道開始焊接前,每個焊工在施工現(xiàn)場采用與實際管道焊接相同的焊接工藝焊一道管道焊縫試件,經(jīng)機械性能試驗合格后方可施焊。施工現(xiàn)場焊接的焊縫試件應(yīng)進行射線探傷檢查,合格后截取機械性能試樣、拉伸試樣、面彎試樣和背彎試樣各兩件。取樣位置和試樣形式可參照《壓力容器焊接工藝評定》(JB 3964)執(zhí)行。試樣的抗拉強度不得小于母材的最小抗拉強度??估囼炍催_到強度要求,且斷口在母材上,則試驗無效。
彎曲試驗的彎曲直徑為3δ(δ為試樣厚),支座間距5.2δ,彎曲角度碳素鋼為90°,普通低合金鋼為50°。拉伸表面不得有長度大于1.5mm的橫向(沿試樣寬度方向)裂紋或缺陷,或長度大于3mm的縱向(沿試樣長度方向)裂紋或缺陷。試樣的棱角先期開裂不計。
管道焊縫試件檢查不合格的焊工,還可以補作一個管道焊縫試件。若仍不合格者,則應(yīng)停止其對管道工程的焊接工作。
四、修補
焊縫缺陷超出允許范圍時,應(yīng)進行修補或割掉。母材上的焊疤、擦傷等缺陷應(yīng)打磨平滑,深度大于0.5mm的缺陷應(yīng)修補。缺陷修補前,焊縫表面上所有涂料、鐵銹、泥土和污物等應(yīng)清除干凈。所有補焊的焊縫長度應(yīng)大于或等于50mm。修補后應(yīng)按原規(guī)定進行檢驗。