轮南支干线X70钢焊接质量控制

陈虎 白建宁 陈康 朱炳玲 倪勇

轮南支干线X70钢焊接质量控制

陈虎 白建宁 陈康 朱炳玲 倪勇

【摘要】根据西气东输二线轮南-吐鲁番支干线工程（简称轮南支干线）的焊接特点，从施焊环境、管口预热、喷砂除锈及焊接过程方面的质量控制措施进行阐述，严把焊材质量关，做好焊机的选型工作，从而确保了工程焊接质量。

1. 工程概况

轮南支干线工程线路管道统一采用API 5L X70等级的钢管，规格为φ1 016mm×14.6(17.5、21)mm，线路设计压力10MPa，材质为X70，按不同的地区类别分别采用螺旋埋弧焊钢管和直缝焊钢管。管线全长518.76km，天然气输量为120亿m3/a。该项目于2011年4月12日开工，同年12 月31日达到投产条件。

2. 焊接特点

该工程焊接具有以下特点：

第一，工程的X70钢管强度等级高、管径大、管壁厚，与热轧正火钢类似，其淬硬性不高，焊接性较好。

第二，焊接工作量大，各类焊口共计44 275道。

第三，焊接质量要求高。X70打底焊接易产生CO2气孔和未熔合，以及未熔合返修导致的微裂纹。为此需实施以下焊接质量管理措施：组焊前管道预热必须是全焊道预热；合理控制焊接热输入，调整焊接配气参数，重点是降低焊接电流（150A以下）等；同时严格控制热焊与打底焊时间间隔（5～10min），有效减少气孔及未熔合出现的频次，提高焊接合格率。

第四，现场环境恶劣。工程地处沙漠戈壁地带，风沙大、烈日高温天气多，特别是白杨河、孔雀河等大型穿越焊接难度大。

3. 焊接质量控制过程

管道施工过程的质量控制：

（1）施焊环境措施 施工区域为全国自然灾害比较严重的区域，在各种自然灾害中，气象灾害约占90%，其中尤以干旱、大规模降雪、降温、沙尘暴灾害为主，因此施工中需要采取防风和防低温措施。采取加防风棚的方式，并确保防风棚内的环境符合规定要求，在雨量较大时停止施工。

（2）管口预热 预热设备采用电加热器，以保证管口加热均匀。加热宽度为坡口两侧各50mm，温度测量采用测温笔或点式温度计，并在距管口25mm处均匀测量，层间温度控制在100～150℃之间。预热在管口组对完毕，检查合格后进行，预热完成后立即进行根焊道焊接。

（3）喷砂除锈 ①钢管表面预处理采用石英砂除锈，其除锈等级质量达到GB/T8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2.5级。②现场防腐和补口所用的喷砂除锈设备确保运转良好、使用安全，并适用于野外作业。在雨天、起雾天气要采取遮蔽防护措施进行防腐、补口、补伤作业。③喷砂除锈时，采用2～4mm粒径的石英砂，控制喷砂机工作压力在0.4～0.6MPa，并使喷枪与管道轴线基本垂直，匀速沿管道轴线往复移动。④喷砂时，采取适当措施防止磨料进入钢管以及其他辅助设备内部。喷砂除锈后的焊口如图1所示。

（4）焊接过程的质量控制主要包括以下几点：第一，项目开工前进行了技术质量交底、方案的编制和执行监督工作。施工中严格执行各类标准，通过下发各种施工记录表，加强了过程质量控制，达到提高工程组对、焊

接、防腐质量的目的。

第二，工程施工中，组织了三个施工部，17个沟上大流水16机组组焊。每个机组4个焊工打底，采用两人对称手工根焊、12人对称半自动填充、盖面的16 人16机组合形式，实施机械化大流水施工作业。工艺上，在施工的准备阶段，按照业主提供的焊接工艺，进行了模拟施工现场的针对性试焊，采用伯乐纤维素型焊条E6010下向焊、药芯焊丝E71T8—Ni1J半自动下向焊（填充、盖面）的焊接工艺，该新工艺开始在全线推广使用。

在人员培训上，所有焊工上线前集中进行了为期一个月的强化培训、择优上岗，进场后还先后参加了监理和业主组织的“上岗考试”和“百口考核”，上线焊工均一次考核通过。X70钢焊接工艺培训如图2所示。本工程执行焊接参数如表1、表2所示。

第三，X70返修必须在监理、EPC代表及专职质检员见证下进行，返修后双次（24h、6d）双百（UT/RT）检测。针对裂纹、未熔合、夹渣、气孔、根部未焊透、烧穿、内凹及咬边等焊接缺陷制定专门的工艺预防措施，并由专业的焊接工程师进行现场指导。

第四，落实质量管理制度，加强质量检查工作。项目设置了三级质量管理机构，并设立专职质量工程师，各作业队设立专职质检员，各施工机组设立专职或兼职质检员，制定了施工现场记录表格及工序交接表格，积极开展“三工序”、“三检制”，加大对“三工序”、“三检制”执行情况的监督检查，同时认真接受现场监理的监督检查，重点抓好组焊、防腐补口、下沟回填等关键工序的检查和验收工作。

图1　喷砂除锈后的焊口

图2　X70钢焊接工艺培训

4. 焊接设备

本工程要求焊机具有防风沙、防雨、防潮、防烟雾的能力，应能在沙漠、戈壁、高海拔地区及高盐雾地区长期正常运行。既要适应在冬季严寒的环境（-20～-30℃）中施工，又要在夏季沙漠（戈壁滩）的酷热环境（地表温度高达50～70℃）中施工。为此，本工程焊接设备选用熊谷多功能焊机，该焊机的价格便宜、体积小、售后服务好，特别是具有高效节能的优点。

5. 结语

轮南支干线广泛地应用X70钢焊接技术，焊接一次合格率达到97.6%。随着管道建设高峰期的到来，为获得施工的高效率和高质量，进一步推广X70钢焊接技术，是当前管道焊接技术发展的趋势。

表1

表2

20150123

作者简介：陈虎等，四川石油天然气建设工程有限责任公司。