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文档简介
油气管道安装工程
质量控制与监督刘润昌石油天然气川渝工程质量监督站第一篇油气管道概述一、油气输送管道概况
管道运输是原油、天然气和成品油最主要的运输方式之一。它与铁路、公路、航空、水运共同组成五大运输体系。第一条原油管道——美国、1865年第一条长距离输油管道——美国、¢600mm,长2158km,二战期间日输30万桶原油我国第一条长输管道——克拉玛依-独山子输油管道、1958年1、国内油气长输管道建设情况1970年以后修建了东北地区四条原油长输管道,全长2180km,输油能力为4000×104t/a。1996年以来,随着西部油气田的不断发现和开发,先后建设成了库鄯线、涩宁兰、陕京线、兰成渝、陕京二线、忠武线。2004年我国建成西气东输工程,2007年西部原油、成品油管道建成投产。目前,西气东输二线、中缅管线、中卫-贵阳联络线等工程建设正如火如荼。据不完全统计,截止到2008年,我国已建成的长距离油气管道超过6×104km。随着西气东输、西部原油成品油管道等重点工程建成投产,一个西油东送、北油南运、西气东输、北气南下的油气供应格局正在形成。中国已基本形成了东北、华北、华东、华中、西南、西部、长江三角洲地区的输油输气管网。2007年资料图2、油气管道工程特点:施工战线长,地形、地貌复杂,自然环境恶劣,施工季节性很强,质量要求相对高,施工单位多,新材料、新设备、新工艺、新方法应用多,建设周期长等…(1)油气管道工程线路长油气管道,特别是油气长输管道沿线要通过复杂的地质地理条件和气候恶劣的地区,给管道工程的建设制造了很多困难。如西气东输管道工程:新疆轮南——经塔克拉玛干大沙漠——过戈壁滩——翻祁连、吕梁、太行三座大山——途径黄土高原——跨黄河——过中原大地——穿长江——穿江南水网——到达上海。管道敷设要穿公路、铁路、河流、大山,过农田、果园、地震断裂带和山体滑坡区,有的地区缺氧,有的地区高温,还有的地区无居民、无饮水、无蔬菜,社会依托条件很差。(2)隐蔽工程多油气管道的线路工程占投资的75%左右,而线路工程中98%都是隐蔽工程。隐蔽工程多,施工难度增加。要保证管道的施工质量,除必须解决好焊接、防腐质量外,还须解决好开挖、排水、稳管、覆盖、防冲刷等诸多技术问题,任何一个环节处理不好都有可能导致工程失败,整体质量就没有保证。近几年的管道工程事故中,因焊口开裂的极少,大多数是由于洪水冲刷,导致管线悬空、断裂,造成跑冒事故。(3)受外界条件影响大①、气候的影响油气管道施工全是露天作业,受气候的影响最大。如焊接规范中规定施焊环境因素有:空气相对湿度不高于90%,焊条电弧焊焊接时风速不超过8m/s,全自动焊接时风速不超过2m/s。雨、大风、大雪天气没有特殊保护措施不能施焊。
②、自然环境的影响洪水:管道敷设方式基本上是沿着自然地形起伏延伸。管沟开挖时破坏了原有的地貌形态,往往成为洪水下泄的通道,轻则冲走回填土,重则冲断管道。穿越河流:一般选在枯水季节施工,可这个季节又往往是农作物灌溉的时期。经常碰到管道施工在紧锣密鼓的进行,突然接到水利部门要放水的通知,穿越工程往往只好抢工期,生产组织会出现不按程序施工,质量可能受到影响。地质灾害:管道经过地质不稳定区域时,山体滑坡、泥石流等地表变化会造成管道破坏。③、人为破坏管道敷设经过农田、村庄、居民区,它与群众的日常生活发生联系,也会受到人为的破坏。如耕作、烧荒等农业活动对管道防腐层的影响;有些地区人为破坏里程桩、阴极保护测试桩等管道设施。天然气管道安全事故近30年来,欧洲、前苏联、美国的输气管道事故率(10-3次/(km.a))分别为0.42、0.46、0.60,我国输气管道的事故率为4以上。主要危害因素:腐蚀设计、施工缺陷第三方损伤自然灾害材料及设备缺陷错误操作输气管道重大事故实例
1995年7月29日,横贯加拿大一条管径1068的天然气管道,在RapidCity附近破裂着火,50min后距爆破口7m远的一条管径914mm复线被高温烧烤起火,事故造成管道停产15天。事故原因:管材直焊缝根部存在缺陷,形成表面应力腐蚀开裂。输气管道重大事故实例
1994年7月23日,横贯加拿大一条管径914mm的天然气管道,在安大略省的Latchford附近爆裂起火,一段约22m长的直缝管沿焊缝裂开飞出地面,炸出一个宽16m、长36m、深2-4m的大坑,烧掉约420万方天然气。事故原因:这条建于1972年的管道防腐层老化,阴极保护强度不够,忽略了腐蚀损伤的在线检测,管壁腐蚀严重引发爆管事故。二、油气管道工程分类1、油气长输管道2、油气集输管道3、站内工艺管道1、油气长输管道油气长输管道系指产地、储存库、用户间的用于输送油气介质的管道。油气长输管道按输送介质的不同又分油长输管道和气长输管道。(1)油长输管道油长输管道按管道的无损检测合格等级划分为小于或等于6.4MPa和大于6.4MPa的管道。《油气长输管道工程施工及验收规范》(GB50369-2006)(2)气长输管道气长输管道根据天然气输送管道经过地区的危险程度划分为不同的等级。沿管道中心线两侧各200m范围内,任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段,按划定地段内的户数划分为四个等级。一级地区:户数在15户或以下的区段;二级地区:户数在15户以上,100户以下的区段;三级地区:户数在100户或以上的区段,包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区;四级地区:系指四层及四层以上楼房(不计地下室层数)普遍集中、交通频繁、地下设施多的区段。当划分地区等级边界线时,边界线距离最近一幢建筑物外边缘应大于或等于200m。在一、二级地区内的学校、医院以及其它公共场所人群聚集的地方,应按三级地区选取设计系数。当一个地区的发展规划,足以改变该地区的现有等级时,应按发展规划划分地区等级。国家质量技术监督局颁发的《压力管道安装单位资格认可实施细则》(质技监局锅发[2000]99号),将长输管道划为GA类,并对其级别做了如下划分:1、符合下列条件之一的长输管道为GA1级:(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>1.6MPa的管道;(2)输送有毒、可燃、易爆液体流体介质,输送距离≥200km且管道公称直径DN≥300mm的管道(输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离);(3)输送浆体介质,输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道。2、符合以下条件之一的长输管道为GA2级:(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6MPa的管道;(2)GA1之(2)范围以外的管道;(3)GA1之(3)范围以外的管道。工程勘察、设计施工技术准备材料、设备准备管道测量、放线防腐管预制钢管拉运作业带清理布管、挖沟及管道组对管道焊接无损检测补口、补伤下沟回填清管、扫线管道试压阴极保护系统安装输气管道干燥管道构筑物安装管道联合试运返修或返工交付及后期服务长输管道工程主要施工工序:长输管道工程关键质量控制点(停必监点)序号主要施工工序停监点必监点主要抽查内容1特殊地段回填√石方、戈壁段细土回填,泥湿地带、河流稳管地段稳管,埋深或验收记录2焊接工艺评定√焊接工艺评定报告(工艺评定来源,符合规程、规范的情况)3焊缝外观√裂纹、凹陷、咬边、余高或验收记录4焊缝无损检测√无损检测报告(NDT方法、程序、比例及结果的准确性]及检测室管理5管段试压√强度及严密性或试压记录6输气管道干燥√干燥后的露点温度或干燥记录长输管道常用标准规范:《油气长输管道工程施工及验收规范》(GB50369-2006)适用于新建或改、扩建的陆地长距离输送石油天然气管、煤气管道、成品油管道线路工程的施工及验收;不适用于长输石油、天然气管道场站内部的工艺管道、油气田集输管道、城市燃气输配管网、工业企业内部油气管道、以及投入运行的油气管道改造、大修工程的施工及验收。《石油天然气建设工程施工质量验收输油输气管道线路工程》(SY4208-2008)2、油气田集输管道1)油田集输管道应包括下列管道a.采油、注水、注汽井、注聚合物等的井场工艺管道。b.井口、计量站、计量接转站、联合站之间的输送原油、工作压力不大于1.6MPa的石油伴生气、注水、动力液、稀释油、活性水、含油污水及其混合物的管道。c.联合站与油田内油库、输油首站间的输油管道。d.注蒸汽管道、蒸汽管道和采油拌热管道等热采系统管道及其附件安装。
2)气田集输管道包括下列管道:a.由气井采气树至天然气净化厂或外输首站之间的采气管道、集气支线、集气干线。b.由气井直接到用户门站的管道。c.井口回注水管道、注气管道、注醇管道、燃料气管道。d.井场工艺管道。
油(气)田集输管道工程关键质量控制点(停必监点)序号主要施工工序停监点必监点主要抽查内容1焊接工艺评定√焊接工艺评定报告(工艺评定来源,符合规程、规范的情况)2管道焊缝无损检测√无损检测报告[无损检测比例及各种焊口(转焊、固定口、弯管等)检测覆盖面,合格判定准确性]及检测室管理3试压√泄漏、变形、压力降(压降率)或试压记录2、油气集输管道常用标准:《油气田集输管道施工技术规范》(SY0422-2010)适用于与新建或改(扩)建陆上油气田集输钢制管道建设工程的施工。其适用范围如下:油田集输管道:设计压力不大于32MPa,设计温度-40~400℃不适用于长输管道、城镇燃气管道、天然气中硫化氢含量大于或等于5%的气田集输管道、联合站或集气站、净化厂及增压站等的站内工艺管道。《石油天然气建设工程施工质量验收油气田集输管道工程》(SY4204-2007)3、站内工艺管道石油天然气站内工艺装置间的连接管道不包括油气田内部脱水装置;炼油厂、天然气净化厂厂内管道;加油站工艺管道;站内泵、加热炉、流量计及其他类似设备本体所属管道;站内的高温导热油管道。站内工艺管道工程关键质量控制点(停监点、必监点)序号主要施工工序停监点必监点主要抽查内容1管道焊接√工艺评定报告、外观质量或验收记录2焊缝无损检测√无损检测报告(NDT方法、程序、比例及结果的准确性)、检测室管理3管道系统试压√泄漏、变形、压力降(压降率)或试验记录注1、设计压力≥4MPa、设计温度≥250℃或≤—29℃的其它金属管道执行本条规定;2、设计压力<4MPa、设计温度<250℃的汽、水、风、气等介质管道参照本条执行;站内工艺管道工程关键质量控制点(停监点、必监点)埋地管道序号主要施工工序停监点必监点主要抽查内容1金属管道焊接√无损检测报告、外观质量或验收记录2非金属管道连接√外观质量或验收记录3管道系统的试压、灌水√泄漏、压力降、液位降或试验记录站内工艺管道常用标准:《石油天然气站内工艺管道工程施工规范》(GB50540-2009)适用于与新建或改(扩)建原油、天然气、煤气、成品油等站内工艺管道的施工。不适用于:炼油化工厂、天然气净化厂厂内管道,以及站内泵、加热炉、流量计、撬装设备等设备本体所属管道的施工。《石油天然气建设工程施工质量验收站内工艺管道工程》(SY4203-2007)《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》(GB/T9711)《输送流体用无缝钢管》(GB/T8163-1999)《油气输送管道穿越工程施工规范》(GB50424-2007)《油气输送管道跨越工程施工规范》(GB50460-2008)《钢质管道焊接及验收》(SY/T4103-2006)《石油天然气钢制管道无损检测》(SY/T4109-2005)《石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程》(SY4207-2007)油气管道施工及验收常用的其他标准规范:第二篇油气管道安装工程施工质量控制长输管道工程施工流程图虽然各工序的质量对工程质量都有影响,但对管道的安全运行起到最直接、最重要作用的工序或控制环节有:原材料的验收、管道的组对及焊接、管道防腐、清管及试压、管道穿跨越施工等。一、进场材料验收(一)进场材料验收一般规定工程所用材料、管道附件的材质、规格和型号必须符合设计要求,其质量应符合国家现行有关标准的规定。应具有出厂合格证、质量证明书以及材质证明书或使用说明书。(强制性条文)——《油气长输管道工程施工及验收规范》(GB50369-2006)如材料、管道附件、撬装设备不合格,严禁安装使用。(强制性条文)——《石油天然气站内工艺管道工程施工规范》(GB50540-2009)(二)钢管目前国内油气管道采用的钢管类型主要有无缝钢管、直缝埋弧焊钢管、螺旋缝埋弧焊钢管等几种。各种钢管根据其制造工艺有如下特点:
(1)无缝钢管。无缝钢管是通过冷拔(轧)或热轧制成的不带焊缝的钢管,无缝钢管相比螺旋缝钢管和直缝电阻焊钢管来说,优点是内壁光滑、承压高、耐腐蚀性好,外防腐层品质易于保证;缺点是椭圆度大、壁厚偏差大、生产成本高和单根管长度短等。
输送极度、高度危害介质、承受机械振动、压力脉动和温度剧烈变化的管道,应选用无缝钢管。(2)螺旋缝埋弧焊钢管。螺旋缝埋弧焊钢管优点是受力条件好、止裂能力强、刚度大、价格便宜等;缺点是焊缝较长、出现缺陷的概率要高于直缝管,管材内部存在残余应力,另外焊缝处防腐层容易减薄,防腐质量不易控制。
国内螺旋缝埋弧焊钢管已具有大规模的生产能力和相对可靠的质量,成熟的施工经验,目前X65、X70、X80钢在油气管道工程中使用较多。钢级GB/T9711L360L390L415L450L485L555钢级ANSI/APISpec5LX52X56X60X65X70X80
(3)直逢埋弧焊钢管。直缝埋弧焊钢管优点是焊缝长度短、缺陷少、焊缝质量有所保证、外形尺寸规整、残余应力小;缺点是价格比较高。
一般在冷弯管、热煨弯头制作,河流隧道等大、中型穿跨越管段、地震活动断裂带等特殊地区采用直缝埋弧焊钢管。油气输送钢管常用标准:GB/T9711.1—1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管》GB/T9711.2—1999《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢管》GB/T9711.1—2005《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分:C级钢管》GB/T8163-1999《输送流体用无缝钢管》钢管标准名称钢号或钢级最低屈服强度(Mpa)焊缝系数备注《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999Q295295(S>16mm为285)1.0S为钢管的公称壁厚Q345325(S>16mm为315)20245(S>16mm为235)《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管》GB/T9711.1-1997L175(A25)175(172)*1.0L210(A)210(207)*L245(B)245(241)*L290(X42)290(289)*L320(X46)320(317)*L360(X52)360(358)*L390(X56)390(386)*L415(X60)415(413)*《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢管》GB/T9711.2-1999L245NBL245MB245~440*1.0B级管的质量和试验要求高于A级管L290NBL290MB290~440*L360NBL360QBL360MB360~510*L415NBL415QBL415MB415~565*L450QBL450MB450~570*L485QBL485MB485~605*L555QBL555MB555~675*注:NB为无缝钢管和焊接钢管用钢,QB为无缝钢管用钢,MB为焊接钢管用钢。根据管道设计压力的不同,管材使用的钢号或钢级也不相同:钢管、防腐管的现场验收及复验1、钢管文件查看钢管到达现场后,质量验收人员应首先查验钢管的有关文件,包括出厂合格证、质量证明书、材质证明书等。此外还应核查钢管的标识、标记等是否符合规定要求,当合同另有书面要求时,应核查相应的书面文件。某集输管道工程L360钢管产品质量证明书核对钢管出厂合格证、质量证明书以及材质证明书化学成分钢管的主要技术性能:钢管的主要技术性能包括化学成分、力学性能、尺寸和外观等。钢管性能的检验和试验通常包括:钢材材质化学成分力学性能工艺试验尺寸、外观检验无损检测常见元素对金属材料性能的影晌应该说,在影响材料性能的诸多因素中,化学成分是起主要作用的。不同的元素以及它在材料中的含量、和哪些元素配合等都决定了材料的最基本性能。油气管道工程用钢中,其主要影响元素是碳(C)。除此之外,尚有硅(Si)、硫(S)、氧(0)、磷(P)、砷(b)、锑(Sb)等杂质元素。(1)碳(C)在碳素钢中的作用1)碳素钢随含碳量的增加,其强度和硬度增加,而塑性、韧性和焊接性能下降。2)当含碳量大于0.25%时,碳钢的可焊性开始变差,故压力管道中一般采用含碳量小于0.25%的碳钢。
a.低碳钢通常C%<0.25%,叫低碳钢,强度较低、塑性和可焊性较好。b.中碳钢C%在0.25~0.60%,叫中碳钢,有较高的强度,但塑性和可焊性较差。c.高碳钢C%>0.60%,叫高碳钢。塑性和可焊性很差,但热处理后会有很高的强度和硬度。高碳钢含碳量在0.6%-2%之间,d.超过2%即为铸铁。(2)硅(S)在碳素钢中的作用◆硅是碳素钢中的常见元素之一,但它一般不是主加元素,而是用于炼钢时的脱氧。硅和氧的亲合力仅次于铝和钒,而强于Mn、Cr、V,所以在炼钢过程为常用的还原剂和脱氧剂。1)判断其脱氧程度。为了保正碳素钢的质量,除沸腾钢和半镇静钢外,硅在钢中的含量应≮0.1%。2)起到提高硬度和强度的作用。硅含量超过3%时,将显著地降低钢塑性、韧性和可焊性。
(3)硫(S)、氧(0)在碳素钢中的作用硫和氧作为杂质元素常以非金属化合物(如FeS、FeO)型式存在于碳素钢中,形成非金属夹杂,从而导致材料性能的劣化,尤其是S的存在常引起材料的热脆。硫和磷常是钢中要控制的元素,并以其含量的多少来评定碳素钢的优劣。(4)磷(P)、砷(As)、锑(Sb)在碳素钢中的作用磷、砷、锑在钢中有一些类似的作用。作为杂质元素,它们对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用,但同时又都增加钢的脆性。2、钢管的外观及几何尺寸检查
应按制管标准检查钢管的外径、壁厚、椭圆度等钢管尺寸偏差。钢管表面不得有裂纹、结疤、折叠以及其他深度超过公称壁厚偏差的块陷。钢管如有凿痕、槽痕、凹坑、电弧烧痕、变形或压扁等有害缺陷应修复或消除后使用。
3、钢管复验当设计或施工规范要求复验或对钢管质量有怀疑时(如钢管的质量证明书与到货的钢管的钢号不符或钢管上无钢号、质量证明书数据不全或对其有怀疑)应进行复验。复验方法可能包括化学成分试验、力学性能试验、静水压试验和无损检测等,其应与钢管制造厂使用的标准相同。4、防腐保温管防腐层主要性能指标防腐层出厂检验的技术指标主要有:外观、漏点、厚度、附着力及相应技术标准规定的其它性能指标。防腐管现场验收A.检查出厂合格证及质量证明文件,合格证及文件应齐全,内容符合相关标准规定。B.防腐管外表面应平整,无漏涂、褶皱、流淌、气泡和针孔等缺陷;防腐层应能有效地附着在金属表面。C.管口防腐层留头尺寸符合规定,管口应无损伤,每根管子的两端应有完好的管口保护圈。D.每根防腐管的标志应完整、清晰。
质量监督要点在交货地或施工现场对施工用钢管、防腐管的质量实施监督应包括以下内容:(1)钢管、防腐管的规格、型号与设计文件的一致性;(2)生产制造厂家的生产资质和质量文件的齐全性和有效性;(3)施工承包商自检项目齐全、记录真实完整性和结论的正确性;(4)监理人员的平行检验和施工单位报验资料的签认情况和结论的完整性;(5)产品标志和质量证明文件的一致性;(6)材料复验的合规性以及检验报告的结论与标准的符合性;(7)实物监督抽查结果与标准规范的一致性。出厂合格证产品质量证明书(三)管件
管件指弯头、弯管、三通、异径管(大小头)、管帽等管道上使用的各种异形连接件。管件的现场验收管件安装前,应进行验收。验收时应对管件的质量证明文件、合格证进行查验核对,对管件的外观和几何尺寸进行检查。若发现质量有问题或对质量有怀疑时,应根据其质量问题,决定抽检项目,其抽检复验结果应符合的相应质量标准。《GB/T12459-2005钢制对焊无缝管件》A.管件质量文件及标志查验管件到达现场后,验收人员应首先查验管件的有关质量文件,包括出厂合格证、质量证明书、材质证明书等。此外还应核查管件的标识、标记等是否符合规定要求,当合同另有要求时,还应核查相应的书面文件。主要技术指标:材质、管件的结构形式、管件端部加工、管件各部尺寸偏差、热处理及表面处理、外观质量、检验与试验等。管件的质量证明文件:质量证明文件应能清楚的表明管件的规格、型号、材质、生产日期、生产制造标准、产品批号或编号、标准检验试验的结果。当购方在合同中有要求时,还应按合同要求的规定提供相应检测报告或证明文件。超声波检测报告热煨弯管产品质量证明书种类曲率半径外观和主要尺寸其它规定弯头<4D无褶皱、裂纹、重皮、机械损伤;两端椭圆度小于或等于1.0%,其他部位的椭圆度不应大干2.5%热煨弯管≥4D无褶皱、裂纹、重皮、机械损伤;两端椭圆度小于或等于1.0%,其他部位的椭圆度不应大干2.5%应满足清管器和探测仪器顺利通过;端部保留不小于0.5m的直管段冷弯管DN(mm)≤300≥18D无褶皱、裂纹、重皮、机械损伤;弯管椭圆度小于或等于2.5%端部保留2m的直管段350≥21D400≥24D450≥27D≥500≥30D弯头、热煨弯管、冷弯管的验收规定(GB50369-2006)
B.管件的外观及几何尺寸检查管件外观质量检查,发现明显划痕工艺管线表面有多处凹陷不锈钢管道本体上存在碰伤管件的复验当设计要求复验或对管件质量(性能)有怀疑时应进行复验。如管件的质量证明书与到货的管件的钢号不符或管件上无钢号、质量证明书上数据不全或对其有怀疑、高压管件。复验项目应与设计要求、对钢管质量怀疑的内容相一致,一般包括化学成分试验、力学性能试验、静水压试验和无损检测等。所有的复验方法应与管件制造厂使用的标准相同。管件复验应由具有相应资质的检测单位进行,并出具正式的检测检验报告,检测检验报告应加盖计量检定合格专用章。抽查的数量或比例及抽样的方法应根据有关标准要求或按批准的文件进行。法兰、垫片及螺栓三者组成管道中可拆卸的连接结构,压力管道中应用很普遍也是一种很重要的连接形式。通常,法兰、螺栓与垫片三者共同构成一个密封副,三者共同作用,相辅相承,才能保证接头的良好密封。
(四)法兰及紧固件
1、法兰法兰外观质量要求法兰密封面应光滑平整,不得有毛刺、划痕、径向沟槽、沙眼及气孔对焊法兰的尾部坡口处不应有碰伤螺纹完好法兰厚度、螺栓孔允许偏差符合标准要求双作用节流截止阀门法兰密封面存在10×10×3mm的凹坑绝缘接头、绝缘法兰绝缘接头或绝缘法兰安装前,应进行水压试验。试验压力为设计压力的1.5倍,稳压时间为5min,以无泄漏为合格。试压后应擦干残余水,进行绝缘检测。检测应采用500V兆欧表测量,其绝缘电阻应大于2MΩ。2、螺栓/螺母选择法兰连接用紧固件材料时,应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素。根据结构型式的不同,螺栓可分为六角头螺栓和双头螺栓(又称为螺柱)两类,而双头螺栓又分为通丝和非通丝两种用于设计压力大于6.4MPa管道上的螺栓、螺母使用前应从每批中各取两根(个)进行硬度检查,不合格时加倍检查,仍有不合格时逐根(个)检查,不合格者不得使用。当直径大于或等于M30且工作温度大于或等于500℃时,应逐根检查进行硬度检查,螺母硬度不合格不得使用;螺栓硬度不格格,取最高、最低各一根检验机械性能,如有不合格,取硬度相近的螺栓加倍检验,仍有不合格,则该批螺栓不得使用。(GB50540-2009)3、垫片垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧,使其发生弹塑性变形,填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙,增加介质的流动阻力,从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。常用的垫片可以分为三大类,即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。垫片外观质量验收:非金属垫片应柔韧,无老化变质、分层、皱纹;金属垫片应无裂纹、毛刺、径向划痕、凸槽锈斑、翘曲等缺陷。相关技术标准:《管法兰用非金属平垫片技术条件》(GB/T9129-2003)《钢质管法兰用金属环垫技术条件》(GB/T9130-2007)《大直径钢制管法兰用垫片》(GB/T13403-2008)……常用的阀门:闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、疏水阀、安全阀、调节阀等。
(五)阀门及其它管道设备1、截止阀截止阀在管路中主要作切断用,对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合,宜选用截止阀以代替闸阀。
项目检查、试验内容检验标准外观检查外表不得有裂纹、砂眼、机械损伤、锈蚀等缺陷和缺件、脏污、铭牌脱落及色标不符等情况阀体内应无积水、锈蚀、赃污和损伤等缺陷法兰密封面不得有径向沟槽及其他影响密封性能的扭伤启闭检查启闭灵活启闭指示器准确水压试验壳体试验1.5倍公称压力,持续时间5Min壳体填料无泄漏密封试验1.0倍公称压力,持续时间2Min密封面不漏截断阀检查、试验规定(GB50369-2006)线路截断阀门安装前,应进行外观检查、阀门启闭检查及水压试验
2、安全阀
安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。安全阀在管路中,当介质工作压力超过规定数值时,阀门便自动开启,排放出多余介质;而当工作压力恢复到规定值时,又自动关闭。
安全阀压力调试(《阀门的检查与安装规范》(SY4102-1995))开启压力为工作压力的1.05—1.15倍,回座压力应大于工作压力的0.9倍,调试不少于3次。合金材质阀门《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010合金钢阀门的内件材质应进行抽查,每批(同制造厂、同规格、同型号、同时到货,下同)抽查数量不得少于1个。
阀门质量验收A.产品合格证、安装使用说明书B.外观检查阀体、阀盖、阀外表面五气孔、砂眼、裂纹等缺陷阀体内表面光滑、洁净,配合面无划伤、凹陷等缺陷垫片、填料满足介质要求,安装正确传动机构操作灵活、指示正确铭牌完好、标记齐全C.强度和密封试验压力表精度不低于1.5级,采用清水进行,强度试验压力为工作压力的1.5倍,稳压不小于5min,壳体、垫片、填料等不渗漏不变形、无损坏,压力表不降为合格;密封试验压力为工作压力,稳压15min,不内漏、压力表不降为合格。增压泵水击预防阀损坏管道附件主要技术标准《油气输送用钢制弯管》SY/T5257-2004《钢板制对焊管件》GB/T13401-2005《大直径碳钢管法兰》GB/T13402-2010《钢制对焊管件规范》SY/T0510-2010《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》SY/T0516-2008《钢制管法兰技术条件》GB/T9124-2010《阀门的检查与安装规范》SY/T4102-1995二、材料、防腐管的运输及保管装卸运输保管防腐管验收防腐管保管防腐管装卸下道工序防腐管交接防腐管运输管材吊卸(一)防腐管等材料的装卸、运输
1、装卸技术要求:(1)管子装卸应使用不损伤管口的专用吊具,双联管吊装时应使用扁担式吊具。弯管应采取吊管带装卸,不得损伤防腐层。(2)所有施工机具和设备在行车、吊装、装卸过程中,其任何部位与架空电力线路应保持安全距离。2、运输技术要求:(1)管子的运输应符合交通部门的有关规定。拖车与驾驶室之间应设置止推挡板,立柱应牢固。(2)装车前,应核对管子的防腐等级、材质、壁厚,不宜将不同防腐等级、材质、壁厚的管子混装。(3)运输防腐管时,应捆扎牢固,应对防腐层采取保护措施。防腐管与车架或立柱之间、防腐管之问、防腐管与捆扎绳之间应设置橡皮板或其他软质材料村垫。捆扎绳外应套橡胶管或其他软质管套。弯管运输应采取特殊的措施。(4)阀门宜原包装运输,并固定牢固。(5)运至现场的防腐管,应由施工单位逐根检查验收,办理交接手续。3、质量监督要点(1)所有防腐管必须有防腐管出厂检验合格证,每批防腐管必须有质量证明书。(2)运输车辆拉运防腐管时,必须采用软质材料的绳索捆扎,不得损伤防腐层,严禁使用钢丝绳直接捆扎防腐管。
(3)钢管吊装必须采用专用吊具,尾钩宽度不小于60mm,尾钩与管口接触面的曲率应与防腐管相同。(4)防腐管应分壁厚分别堆放,各管堆前设立警示标志牌。常见质量问题防腐管用钢丝绳捆扎,易损伤防腐层(1)管子、管件、阀门、涂料及其他设备材料应按产品说明书的要求妥善保管,存放过程中应注意检查,以防止锈蚀、变形、老化或性能下降。(2)玻璃布、塑料布、聚乙烯、环氧粉末、焊材、热收缩套等材料应存放在库房中,其中环氧粉末、焊材应存放在通风干燥的库房,焊条长期存放时的相对湿度不宜超过60%。(3)管子、管件、阀门、沥青等材料或设备可以分类存放,存放场地应平整、无石块,地面不得积水。存放场地应保持1%~2%的坡度,并设有排水沟。应在存放场地内修筑汽车与吊车进出场的道路,场地上方应无架空电力线。(二)保管
(4)防腐管应同向分层码垛堆放,堆放高度应保证管子不失稳变形、不损坏防腐层。不同规格、材质的防腐钢管应分开堆放。每层防腐管之间应垫放软垫,最下层的管子下宜铺垫两排枕木或砂袋,管子距地面的距离应大于50mm。为保证管垛的稳定,最下一层的防腐管应用楔子固定。防腐管的储存及堆放
堆管场地应平坦、无石块、积水和坚硬根茎等损伤防腐层物体。施工时发现PE防腐层受到严重损伤,明显可见环氧粉末涂层,管道附件可露天分类存放,存放场地应平整、无石块,地面不得积水,场地上方不得有架空电力线。存放区应有管材规格型号标识牌,存放在场地应设合格区、待检区与不合格区并设置标识牌。质量监督人员应对阀门等管道附件储存、标识、管理和不合格品处置的合规性进行监督检查。(5)阀门宜原包装存放,存放时应采取防水措施。未对试压合格后运抵现场的阀门密封面进行有效的保护常见质量问题现场材料管理混乱,0Cr18Ni9不锈钢钢管和碳钢钢管混放焊接材料的管理A.焊条应存放在干燥(室温宜为10℃~25℃,相对湿度小于60%)、通风良好的库房里。B.焊条堆放应按类别、型号、规格、批次、产地、入库时间等分类堆放,并有明显标记,避免混乱。C.仓库中应建立严格的有专人负责的领用、发放和回收制度。D.对于烘干后存放时间超过允许存放时间的焊条,应交回焊条供应站,再次烘干。E.焊剂中不得混入异物。当有异物混入时,应对焊剂进行清理或更换。F.焊丝在使用前应清除铁锈或油污。G.当焊条的使用时间较长,或进行野外施工时,焊工应配备密封性较好的焊条保温筒,把焊条放在保温筒中,随取随用,不应将焊条随意散放或丢弃。当受潮严重的焊条施焊时,将影响焊接工艺性能(如产生气孔、增加飞溅等)和焊缝金属的力学性能。碱性焊条对焊缝性能影响更大,其药皮受潮不但使焊缝容易产生气孔,而且使金属焊缝中的扩氢含量增加,从而降低了焊缝的抗裂性能。
焊材质量监督要点:在质量监督过程中,焊材的检查是一个重要的控制点,监督人员应对焊接工作记录、材料代用记录、产品质量证明书或复验报告、烘干记录、焊材发放和回收记录等资料进行抽查,并对施工现场焊材的使用情况进行监督检查。不合格的焊接材料应立即停止使用,对质量有怀疑的焊接材料应做复验。对于不按照制度使用的焊接材料的情况,监督人员应立即指出并监督其纠正。三、管沟开挖准备工作下发开挖通知单验桩及核对管沟开挖管沟检查验收填写施工验收记录下道工序管沟开挖1、管沟开挖尺寸要求:(1)管沟的开挖深度应符合设计要求。侧向斜坡地段的管沟深度,应按管沟横断面的低侧深度计算。(2)管沟边坡坡度应根据土壤类别、载荷情况和管沟开挖深度确定。(3)深度超过5m的管沟边坡可根据实际情况,采取边坡适当放缓,加支撑或采取阶梯式开挖措施。(4)管沟沟底宽度应根据管道外径、开挖方式、组装焊接工艺及工程地质等因素确定。2、技术要求(1)开挖管沟前,应向施工人员进行技术交底。在地下设施两侧3m范围内,应采用人工开挖,并对挖出的地下设施给予必要的保护。(2)一般地段管沟开挖时,应将挖出的土石方堆放到焊接施工对面一侧,堆土距沟边不应小于1m。(3)在耕作区开挖管沟时,应将表层耕作土与下层土分别堆放,下层土放置在靠近管沟一侧。(4)爆破开挖管沟宜在布管前完成。爆破作业应由有爆破资质的单位承担,并注意采取安全保护措施。(5)管线穿越道路、河流、居民密集区等管沟开挖时,为保证公共安全应采取适当的安全措施,如设置警告牌、信号灯、警示物等。根据土质不同确定管沟的上口宽度,上口宽度和管沟深度的变化直接影响安全施工及生土和熟土的堆放,在施工现场应视具体情况确定施工作业带布置3、管沟质量验收:(1)直线段管沟应顺直;曲线段管沟应圆滑过渡,并应保证设计要求的曲率半径。(2)管沟、沟底标高、沟底宽度、变坡点位移的允许偏差应符合下表的规定。(GB50369-2006)项目允许偏差(mm)沟底标高+50-100沟底宽度±100变坡点位移<1000(3)石方段管沟沟壁不得有欲坠的石头,沟底不应有石块。(4)开挖管沟后,应及时检查验收,不符合要求时应及时修整。应做好管沟检查记录,验收合格后应及时办理工序交接手续。质量监督要点:(1)核查管沟验收记录,验收记录应符合管沟验收的要求并履行必须的验收手续;(2)必要时核查管沟中心线尺寸偏移、变坡点位移、管沟断面尺寸、石方段管沟成型质量等;核查是否存在沟壁塌方和石块坠落的可能性,沟底是否平整,沟内塌方土块、石块、积水等杂物是否被清除或置换等。四、布管及现场坡口加工
准备工作布管作业布管顺序检验填写布管记录下道工序1、应按设计图纸规定的钢管材质、规格和防腐层等级布管。布管前宜测量管口周长、直径,以便匹配对口;2、堆管场地应平坦,无石块、积水和坚硬根茎等损伤防腐层的物体。宜在防腐管下面垫上两条条形土埂及砂袋等袋状物。3、堆管的位置应远离架空电力线,并尽量靠近管线。管堆之间的距离不宜超过500m。4、沟上布管前应铺(筑)管墩,每根管子下面应设置1个管墩。平原地区管墩的高度宜为0.4~0.5m,山区应根据地形变化设置。宜用袋装软体物质作为管墩。布管5、沟上布管时,管与管首尾相接处宜错开一个管径,以方便管内清扫、坡口清理及起吊。吊管机布管吊运时,宜单根管吊运。进行双根或多根管吊运时,应采取有效的防护措施,以防损伤防腐层。6、沟上布管及组装焊接时,管道的边缘至管沟边缘应保持一定的安全距离。
布管7、沟下布管,管子首尾应留有100mm左右的距离,并将管子首尾错开摆放。8、坡地布管时,应采取措施,防止滚管和滑管。布管检查记录表
线路布管不符合规范要求,容易造成管口损伤常见质量问题(二)坡口加工1、当采用复合型坡口时,坡口加工宜在施工现场进行。坡口加工应采用坡口机。连头处可采用机械或火焰切割。2、坡口加工前应根据《焊接工艺规程》编制《坡口加工作业指导书》;严格按照《焊接工艺规程》规定的坡口型式加工。3、管端坡口如有机械加工形成的内卷边,应用锉刀或电动砂轮机清除整平。4、加工完的坡口要用坡口加工量规进行圆周检查,保证坡口加工精度。5、用直尺或自制的卡规检查管口的椭圆度。若管端有轻度变形,可采用千斤顶或涨管器等专用工具校正。6、坡口加工后应做好施工记录。弯头切割之后,两端坡口未按焊接工艺规加工,坡口极不平整。坡口两侧应除掉铁锈等杂物,并打磨露出金属光泽。
《钢质管道焊接及验收》(SY/T4103-2006)7.4.2坡口加工后应均匀光滑,尺寸应符合焊接工艺规程要求。《石油天然气建设工程施工质量验收规范站内工艺管道工程》(SY4203-2007)6.1.1切割后应将切割表面的氧化层除去,消除切口的弧形波纹,按要求加工坡口。6.3.1切口表面应平整、无裂纹、重皮、夹杂、毛刺、凹凸、熔渣、氧化物、铁屑等。6.3.3管端坡口加工应符合焊接工艺规程要求,规程无要求时其允许偏差应符合附录D的规定。五、管道组对与安装管口组对及质量检查检查和坡口修理管口清理准备工作下道工序填写施工记录(一)管口组对
1、管口组对前,技术人员要按照焊接工艺规程和施工标准的要求对施工人员进行技术交底。
2、管口组对前宜采用清管器清除防腐管内杂物。用棉纱、汽油、纱布、钢丝刷清除管端内、外表面10mm内的油污、用磨光机清除铁锈和毛刺等,钝边、坡口部分打磨露出金属光泽。
3、检查坡口质量是否符合要求;4、用直尺或自制的卡规检查管口的椭圆度。5、对矫正无效的管口和存在裂纹或分层的管口必须切除。
质量控制要点:1、管口组对时控制错边量及对口间隙,管口组对若有错边,应均匀分布在整个圆周上,严禁采用锤击方法强行管口组对。根焊焊接后,禁止校正防腐管界面的错边量。2、任何两条环向焊缝间的最小距离,大于管径,且不小于0.5m。3、管口组对严禁使用锤击。4、不同壁厚防腐管连接,只能相临两级防腐管连接,否则,必须加中间壁厚的过度管。管口组对完毕后与焊工进行互检,检查合格后应按规定填写记录,管工与焊工办理工序交接手续。
质量监督要点:1、检查组对前是否对管材及防腐情况进行了检查验收,观察检查有无将不同防腐等级的钢管混用的情况;2、检查有无管口及管内杂物清理工序,观察坡口是否被清理,管内杂物是否被清除,保证管口完好无损,无铁锈、油污、油漆。3、核查组对使用的设备、工具是否符合施工方案规定,管子起吊、组对时,应使用批准的专用吊具;管口组对操作过程是否符合规范或程序规定。
4、查看施工记录核对现场质检员是否按规定对组对进行现场抽查,抽查的时机、数量、方法和使用的量具是否正确;必要时用焊缝检验尺检查管口的形状及尺寸、组对的间隙及错边量等允许偏差是否符合规范规定。
某输气工程管道清管及组对检查记录坡口间隙过大或过小,不符合要求常见质量问题《石油天然气建设工程施工质量验收规范油气田集输管道工程》(SY4204-2007)9.1.1管道组对前应清除钢管内的积水,泥土与石块等杂物。将管端内外20mm范围内的油污、泥水清除,并打磨露出金属光泽。9.3.1管道接头的坡口型式及组对尺寸应符合焊接工艺规程的规定。《石油天然气建设工程施工质量验收规范输油输气管道线路工程》SY4208-20077.2.2.6管口对口间隙应符合焊接工艺规程的要求。管线采用斜口连接常见质量问题管道组对中心线偏斜量超标
常见质量问题(二)工艺管道安装1、管道安装技术要求(1)作业人员应按照预制管道系统号和顺序号进行安装。安装前,应核对阀门、补偿器等管道组成件的规格、型号,安装方向,螺栓、螺母材质等;(2)管子在组合安装前,必须对管子、管件进行外观检查,安装时应注意管道的坡度、坡向应符合设计要求;(3)管道安装时,应检查法兰密封面与密封垫片,不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷;(4)法兰连接应与管道同心,并应保持螺栓自由穿入。法兰螺栓孔应跨中安装,法兰间应保持平行,不得用强力方法校正歪斜。管线安装垂直度大于25mm,不符合GB50540-2009《石油天然气站内工艺管道工程施工规范》6.2.12条(管道安装允许偏差,铅垂度最大不超过40mm)的规定。
常见质量问题站场法兰连接螺栓未与螺帽齐平;少数严重的仅戴了1/3,螺栓非正常受力,易发生失效,产生泄漏。常见质量问题
设备法兰连接螺栓长短不一阀门安装法兰螺栓超长SY4203-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范-站内工艺管道工程》7.3.6:拧紧后螺栓应大于螺母2个~3个螺距。常见质量问题2、阀门安装质量控制要点:(1)阀门安装前,应按设计文件核对其型号,复核产品合格证及试验记录;(2)当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态下安装;(3)当阀门与管道以焊接方式连接时,阀门不得关闭,焊缝底层宜采用氩弧焊;
(4)阀门安装时,按介质流向确定其阀门的安装方向,应避免强力安装。在水平管段上安装双闸板闸阀时,手轮宜向上。一般情况下,安装后的阀门手轮或手柄不应向下,应视阀门特征及介质流向安装在便于操作和检修的位置上。(5)阀门安装后的操作机构和传动装置应动作灵活,指示正确,安全阀应垂直安装。
如截止阀的阀腔左右不对称,流体要让其由下而上通过阀口,这样流体阻力小(由形状所决定),开启省力(因介质压力向上),关闭后介质不压填料,便于检修。阀门起吊时,绳子不要系在手轮或阀杆上,以免损坏这些部件,应该系在法兰上。对于阀门所连接的管路,一定要清扫干净。可用压缩空气吹去氧化铁屑、泥砂、焊渣和其他杂物。这些杂物,不但容易擦伤阀门的密封面,其中大颗粒杂物(如焊渣),还能堵死小阀门,使其失效。吊装调节阀时钢丝绳捆绑在传动机构的丝杆上起吊,极易造成设备的损坏常见质量问题3、管道附件制作、安装(1)管道附件制作的尺寸应符合设计要求,其外观应整洁,表面无毛刺、铁锈、焊缝外形平整饱满,无凹陷、裂纹、漏焊及表面气孔等缺陷,表面焊渣应清理干净;(2)支吊架安装前应进行外观检查,外形尺寸及形式应符合设计要求,安装方法正确。滑动支架应保证轴向滑动无阻,且不发生横向偏移;固定支架应安装牢固;规范安装方式不锈钢管道与碳钢件固定支撑安装规范,但临时支撑与管线直接焊接。常见质量问题工艺管线与混凝土支墩标高冲突,管线无法安装支托,无法开展后续防腐保温处理工作。
常见质量问题大型阀门的安装未事先预制相应的管墩常见质量问题工艺管道因未及时制作支墩和托架,造成连接部位错位严重常见质量问题工艺管道安装质量监督要点:(1)核查各质量控制点是否进行了有效的质量控制,无见证不得进入下道工序,见证所要求的数据是否真实准确,签证齐全;(2)核查管子、阀门、管件等是否有检验标识并有保持内部清洁的封堵措施,安全阀设定后是否铅封良好;(3)抽查核实管段加工组装质量及其检验记录和状态标识的符合性;(4)抽查管道组成件(如管子、阀门、补偿器、安全附件)和管道支撑件(如弹簧支吊架、固定支架、滑动支架和普通吊架)等装配、安装质量。六、管道焊接与检验
天然气管道的焊接施工是管道建设中最主要的环节之一(见图1),也是影响管道工程能否满足设计要求、安全服役的关键一环。管道工程质量的好坏是影响管道安全运行的重要因素,除保证材料的品质外,焊接过程的质量控制是管道工程施工的关键过程。要想获得优质的管道焊接质量,必须使焊接全过程处于严格的受控状态,只有这样才能真正有效保证管道的焊接质量。影响管道焊接质量的因素有很多,下面就有关环节进行分析阐述。
工程勘察、设计施工技术准备材料、设备准备管道测量、放线防腐管预制钢管拉运作业带清理、挖沟布管及管道组对管道焊接无损检测补口、补伤下沟回填清管、扫线管道试压阴极保护系统安装输气管道干燥管道构筑物安装管道联合试运返修或返工交付及后期服务图1:管道施工基本流程(图中阴影部分为关键施工工序)
(管道穿跨越)
指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的连接方法。一、焊接方法1、焊接定义2、焊接分类:(1)熔化焊使被连接的构件表面局部加热熔化成液体,然后冷却结晶成一体的方法手工电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、埋弧焊、电渣焊、高能束焊……手工电弧焊手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,简称手弧焊。手工电弧焊特点:
1、设备简单。
2、操作灵活方便。
3、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。
4、不足之处是生产效率低劳动强度大。熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊原理熔化极气体保护焊CO2气体保护焊熔化极氩弧焊
特点:焊接效率高、焊接质量好适用于各种材料施焊、各种位置焊特点及应用非熔化极气体保护焊钨极氩弧焊:
特点:电弧稳定,保护效果好;适应性好,各种材料及全位置;熔深浅,生产率低药芯焊丝电弧焊药芯焊丝电弧焊综合了手工电弧焊和普通熔化极气体保护焊的优点。优点:
气渣联合保护,焊缝成形美观,电弧稳定性好,飞溅少且颗粒细小焊丝熔敷速度快,熔敷效率和生产率都较高适应性强,调整焊剂的成分与比例可提供所要求的焊缝金属化学成分埋弧焊埋弧焊的主要优点:生产效率高、焊缝质量高、劳动条件好
高能束焊激光焊优点:可焊材质种类范围大,可相互接合各种异质材料焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易)缺点:能量转换效率太低,通常低于10%;焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑;设备昂贵。
等离子弧焊等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。等离子弧有两种工作方式:“非转移弧”“转移弧”(2)固相焊
摩擦焊在工件间相对运动产生的摩擦热能使接合面加热到锻造温度并在预锻力作用下,通过材料的塑性变形和扩散过程,形成固态连接的焊接方法。二、焊接材料1、焊接材料分类:焊条焊丝焊剂(1)焊条焊条分类焊条用途分:1、结构钢焊条2、铜和铬钼耐热钢焊条3、不锈钢焊条4、堆焊焊条5、低温钢焊条块分割6、铸铁焊条7、镍及镍合金焊条8、铜及铜合金焊条9、铝及铝合多焊条10、特殊用途焊条按焊接熔渣的碱度分按焊条药皮的类型
1、氧化钛型、2、钛钙型、3、钛铁矿型、4、氧化铁型、5、纤维素型、6、低氢型等1、酸性焊条
2、碱性焊条长输/集输管道中常用焊条:低氢纤维素型焊条不锈钢焊条具有良好耐腐蚀性和抗氧化性,广泛天然气工业管道中。在不锈钢复合钢管的异种钢焊接中,一般选用不锈钢焊条。(2)焊丝
药芯焊丝焊丝的分类按照适用的焊接方法
埋弧焊焊丝、CO2焊焊丝、钨极氩弧焊焊丝、自保焊焊丝及电渣焊焊丝按照焊丝的形状结构 实心焊丝、药芯焊丝及活性焊丝按照适用的金属材料 低碳钢、低合金钢焊丝、硬质合金堆焊焊丝,以及铝、铜与铸铁焊丝等焊接材料对焊接质量的影响是不言而喻的,特别是焊条和焊丝是直接进入焊缝的填充材料,将直接影响焊缝合金元素的成份和机械性能,必须严格监督。施工现场的焊接材料应有完整的合格证、材质证明书及技术文件。焊条在使用前,如焊条说明书无特殊规定时,一般应进行烘干。酸性焊条在130—180℃烘干1—2小时;碱性焊条在350—430℃烘干2小时,烘干的焊条应放在100—150℃的保温筒内随取随用。
焊材烘烤记录焊条未放入保温筒内随取随用2、焊接材料管理1.审查焊条、焊丝的合格证、材质证明书及相关的检验证书;2.检查现场焊条、焊丝规格型号,是否与焊接工艺要求相符;3.检查现场焊条、焊丝使用情况,焊条是否放入保温桶内随取随用,其表面药皮是否平整,有无损伤,焊丝表面是否有油污、锈迹;4.审查焊条烘烤记录,其烘烤时间及温度是否符合焊接工艺要求;5.审查焊条放、回收记录,其是否有多次烘烤使用情况(焊条烘烤一般不准超过2次)。对焊接材料的监督及检查三、焊接管理1、焊工管理
焊工是焊接工艺的执行者,也是管道焊接的操作者。因此,焊工的素质对保证管道的焊接质量有着决定性的意义。在川渝地区天然气管道建设中,由于地形、地貌的影响,绝大多数采用手工焊接的方式,一些工程焊接外观质量普遍偏差,焊接接头返修率高等都是焊工技术水平的直接表现。根据《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定,从事管道焊接施工的焊工必须依照国际焊接工程师协会或国家相关资格认证标准程序,在通过一定程度的培训和考核,取得相应资格审定及资格认定后,持证上岗。在工程施工时,根据实际工作内容(位置、钢级、焊机工艺等)又采用相应的标准(SY/T4103-2005)进行验证性考试,取得焊工资格证书的同时,并只能在资格证有效期内承担所规定的项目(包括焊接方法、管材钢级、管径范围、管壁厚范围、焊接材料、焊接方向、焊接位置等)的焊接工作。不同的管线项目应持与对应的上岗证后方可上岗。焊工考试报告及焊工考试记录,包括合格焊工的名单和考试用的焊接工艺规程均要存档。对中断资格范围内工作超过6个月的焊工,施工单位应对其资格重新进行考试。(1)石油天然气管道建设中对焊工资格的认定及管理
1.GB50369-2006《油气长输管道工程施工及验收规范》第10.1.4条规定:焊工应具有相应的资格证书。焊工能力应符合国家现行标准《钢质管道焊接及验收》SY/T4103的有关规定。(强制性条文)2.SY4203-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范-站内工艺管道工程》第8.1.10条规定:参加焊接作业人员应按焊接工艺规程,经过考试取得相应资格的合格焊工,焊工按取得的相应项目施焊。焊工资格考试按SY/T4103的规定执行。(强制性条文)3.SY4204-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范-油气田集输管道工程》10.1.2条规定:管道焊接施焊人员应持有相应项目的资格证书并持证上岗。(强制性条文)4.5.SY/T0422-2010《油气田集输管道施工技术规范》第9.1.1条规定:焊工应具有相应的资格证书,且持证上岗。5.锅炉压力容器压力管道焊工,须持质检部门发的证,此证原称“锅炉压力容器焊工合格证”现称“特种设备作业人员证”,依据办法是国质检锅[2002]109号《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》,合格项目有效期一般为3年。(2)相关施工及验收规范中对焊工的要求(3)焊工代号焊工考试项目代号,应按每个焊工、每种焊接方法分别表示。(一)手工焊焊工考试项目表示方法为:①一②一③一④一⑤一⑥一⑦,例如;SMAW一Ⅰ一5G(K)一5/60一F3J,其中:①表示焊接方法代号,见表1。②表示试件钢号分类代号,见表2。③表示试件形式代号,见表3,带衬垫代号加:(K)。④试件焊缝金属厚度。⑤试件外径。⑥焊条类别代号,见表4。⑦焊接要素代号,见表5。焊接方法
代号
焊条电弧焊SMAW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW(含药芯焊丝电弧焊FCAW)气焊OFW埋弧焊SAW电渣焊ESW摩擦焊FRW螺柱焊SW表1:焊接方法及代号
类别代号典型钢号示例碳素钢IQ2352020R20g
低合金钢IIL245L360马氏体钢、铁素体不锈钢Ⅲ1Cr5MoOCrl3lcrl31Crl71Cr9Mol奥氏体不锈钢、双相不锈钢IV0Crl8Nil2M02Ti0Cr23Nil30Crl8Ni9Ti00Crl7Nil4M020Cr25Ni20表2:试件钢号分类及代号表试件形式试件位置代号管材对接焊缝试件水平转动1G垂直固定2G水平固定向上焊5G向下焊5GX45。固定向上焊6G向下焊6GX表3:试件形式、位置及代号``焊条类别焊条类别代号相应型号适用焊件的焊条范围钛钙型F1F1纤维素型F2EXXl0,EXXll,EXXl0一x,EXXll—xF1.F2钛型、钛钙型F3EXXX(x)一16,KXXX(x).17Fl,F3低氢型、碱性F3JEXXl5,EXXl6EXXl8,EXX48EXXl5一x.EXXl6一xEXXl8一x.EXX48一xEXXX(x)一15,EXXX(x)一16EXXX(X)一17F3J钛型、钛钙型F4EXXX(x)一16,EXXX(x)一17EXX03碱性F4JEXXX(x)一15,EXXX(x)一16,EXXX(x)一17F4.F4J表4:焊条类别代号焊接要素要素代号手工钨极气体保护焊填充金属焊丝无01实芯02药芯0B机械化焊钨极气体保护焊自动稳压系统有04无05自动跟踪系统有06无07每面坡口内焊道单道08多道09表5:焊接要素及代号(4)案例:1.在检查某工程中审查焊工资格时发现焊工王某(证书号:TS6JZGS021xx)与黄某(证书号:TS6JZGS015xx)其焊工证未经相关焊工考试委员会盖章认可。(如图所示)
2.在检查某输气管道工程中(L245NB∮219×5.3)发现焊工资格时发现焊工王某没有取的相应的低合金钢焊接资格在现场进行焊接。低合金钢为Ⅱ类材料
3.在检查某工程站内工艺管道焊接质量时,发现一新老管线碰头焊缝有错口、咬边、余高超高、焊缝打磨伤及母材现象。针对焊工号对其资格进行审查,只有5G的手工电弧焊和氩弧焊资格但进行全位置焊接工作,审查其过关口考试情况,未进行过关口考试。只有5G资格但进行全位置焊接工作对焊工的监督及检查1.对焊工的资格进行审查,看其是否经过考试取得相应资格,是否按取得的相应项目进行施焊;2.审查焊工施焊前的过关口考试记录情况,过关口考试不过关的焊工不得进入现场进行施焊;3.审查所检查焊工人员施工台班施焊记录,记录的数据(电流、电压、焊接速度等)是否符合规范标准及焊接工艺规程的要求;4.对所检查焊工人员焊接的焊接接头的外观质量进行检查,是否有咬边超标、余高超标、错边量超标、表面裂纹、内凹等缺陷;5.审查无损检测单位无损检测照片,对合格率比较低的焊工进行退场处理。(1)定义焊接工艺评定是用拟定的焊接工艺,按标准的规定焊接试件、检验试件,测定焊接接头机械性能是否满足设计要求。通过焊接工艺评定提出“焊接工艺评定报告”,并结合实践经验制订“焊接工艺规程”作为焊接的依据。(2)意义验证和确定拟定的焊接工艺是否达到设计要求的基本方法。制定“焊接工艺规程”的依据对保证焊接质量有着不可替代的重要作用
2、焊接工艺评定熔化焊焊接接头:母材、熔合线、热影响区、焊缝金属焊接工艺评定主要是判定焊接接头的性能
主要检验方法:金相照片、硬度实验、弯曲试验、拉伸实验、刻槽锤断熔合区:焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。该区很窄,两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响区(3)焊接接头焊接接头焊缝金属:由焊接材料与部分母材经过熔化冷凝形成的铸造组织,力学性能与焊接方法及工艺参数有关。热影响区:在焊接热源的作用下,焊缝两侧处于固态的母材发生组织和性能变化的区域1、SY/T0422-2010《油气田集输管道施工技术规范》中第9.1.2条:焊接工艺评定应按设计要求执行。9.1.3条:施工单位应根据工程的实际情况和焊接工艺评定,编制适合该工程的焊接工艺规程。2、GB50369-2006《油气长输管道工程施工及验收规范》中第10.1.3条:焊接施工前,应根据设计要求,制定详细的焊接工艺指导书,并据此进行焊接工艺评定,根据评定合格的焊接工艺,编制焊接工艺规程。(4)从现有石油行业及国标规范中对管道焊接方面的要求3、SY4204-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范—油气田集输管道工程》中第10.1.1条:管道焊接前,应按SY/T4103的要求进行焊接工艺评定。然后根据评定合格的焊接工艺,编制焊接工艺规程。(强制性条文)4、SY4203-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范—站内工艺管道工程》第8.1.7条:在管道焊接生产中,对于任何初次使用的钢种、焊接材料和焊接方法都应进行焊接工艺试验和评定。5、SY4103-2006《钢质管道焊接及验收》第5.1条规定:在焊接生产前,应制定详细的焊接工艺指导书,并对此焊接工艺进行评定。在焊接生产开始之前,应制定详细的焊接工艺指导书,对焊接工艺进行评定,并依据评定合格的工艺编制焊接工艺规程。施工单位在焊接施工过程中应严
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