QSY 1078-2010 管道下向焊接工艺规程

Q/SY1078—2010代替Q/SY1078—2007管道下向焊接工艺规程发布IQ/SY1078—2010前言 Ⅱ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14管材 25焊接材料 26焊接设备 37焊接工艺评定 38焊接 39焊缝检验及缺陷返修 6附录A(资料性附录)常用钢管的化学成分和力学性能 8附录B(资料性附录)下向焊焊材的选用 10ⅡQ/SY1078—2010本标准代替Q/SY1078—2007《管道下向焊接工艺规程》。本标准与Q/SY1078—2007相比,主要增加了管道半自动下向焊技术等内容。本标准的附录A和附录B为资料性附录。本标准由中国石油天然气集团公司石油石化工程建设专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:中国石油管道焊接培训中心。本标准主要起草人:高泽涛、李建军、续理、刘光云、吕向阳、孙冬梅、王炜、韩德辉、胡庆本标准所代替标准的历次版本发布情况为:—Q/CNPC78—2002,Q/SY1078—2007。1Q/SY1078—2010管道下向焊接工艺规程1范围本标准规定了管道下向焊接工艺的基本内容,包括焊接材料的选择及焊接参数的范围。本标准适用于管道环焊缝对接;焊接方法为电弧焊,自动化程度为手工和半自动;材质为碳钢、低合金钢,输送介质为石油、天然气的管道对接焊缝的全位置下向焊接。其他介质输送管道下向焊接可参照本标准执行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准,然而,鼓励根据本标准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标准。GB/T5117碳钢焊条GB/T5118低合金钢焊条GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8163输送流体用无缝钢管GB/T9711.1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/T17493低合金钢药芯焊丝SY/T0452石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T4103钢质管道焊接及验收SY/T4109石油天然气钢质管道无损检测JB/T3223焊接材料质量管理规程APIStd1104管道和相关设施的焊接APISpec5L管线钢管规范ASME锅炉及压力容器规范第Ⅱ卷材料A篇铁基材料标准ASME锅炉及压力容器规范第Ⅸ卷焊接和钎焊评定标准AWSA5.1碳钢手工电弧焊焊条AWSA5.5低合金钢药皮焊条AWSA5.18碳钢气保护电弧焊填充金属AWSA5.28低合金钢气体保护电弧焊填充金属AWSA5.29低合金钢药芯焊丝3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1基于表面张力过渡技术的单面焊双面成形的焊接方法。2Q/SY1078—20103.2基于熔滴过渡控制技术的单面焊双面成形的焊接方法。3.3药芯焊丝flux-coredwire将薄钢带制成圆形或异型钢管,同时在其中填满药粉,经拉制而成的一种细直径焊丝。外皮材料可选用低碳钢等具有一定延展性的材料,药芯材料可根据产品用途选择各类金属、非金属粉末、矿物粉、化工产品,以及纳米材料等。药粉具有造气、造渣、脱氧和合金过渡等作用。根据焊接时是否需要保护气体分为自保护药芯焊丝和气保护药芯焊丝。3.4金属粉芯焊丝metalcorewire将薄钢带制成圆形或异型钢管,同时在其中填满金属粉,经拉制而成的一种细直径焊丝。外皮材料可选用低碳钢等具有延展性的材料,粉芯材料主要为铁粉和合金元素,具有提高熔敷效率和增加合金元素过渡的作用。焊接时需要保护气体。4管材4.1管道用钢管应符合下列标准要求:—GB/T9711.1。—GB/T9711.2。—GB/T8163。—APISpec5L。—ASME锅炉及压力容器规范第Ⅱ卷材料A篇铁基材料标准。4.2常用钢管的化学成分和力学性能参见附录A。5焊接材料5.1管道下向焊焊接材料应包括焊条、自保护药芯焊丝、实心焊丝和金属粉芯焊丝。5.2焊条应符合GB/T5117,GB/T5118,AWSA5.1和AWSA5.5的规定。5.3自保护药芯焊丝应符合GB/T17493和AWSA5.29的规定。5.4实心焊丝和金属粉芯焊丝应符合GB/T8110,AWSA5.18和AWSA5.28的规定。5.5焊接材料的焊接工艺性能应满足全位置下向焊接工艺要求。5.6焊接材料应参照附录B的要求选用;输气管道填充盖面应选用低氢型焊接材料。5.7保护气体的纯度和配比应符合焊接工艺规程的要求。5.8焊接材料应有产品合格证和质量证明书。5.9焊接材料应避免受潮气、雨水、雪霜及油类等有害物质的侵蚀,焊接材料的保管应符合JB/T3223的规定。5.10焊接材料应按说明书规定进行烘干;说明书规定不明确时,应按下列要求烘干:a)低氢型下向焊条烘干温度为350℃~400℃,恒温时间为1h~2h。b)纤维素型焊条不宜进行烘干,受潮后,纤维素型焊条烘干温度应为80℃~100℃,烘干时间为0.5h~1h。纤维素型焊条不得二次烘干。c)自保护药芯焊丝、金属粉芯焊丝和实心焊丝不应进行烘干。5.11经烘干的低氢下向焊条,应存放在温度为100℃~150℃的恒温箱内,随用随取。5.12现场使用的低氢下向焊条,应存放在保温筒内。5.13施工现场当天未用完的焊条应回收存放,低氢焊条重新烘干后应优先使用。重新烘干的次数不3Q/SY1078—2010得超过两次。5.14药皮出现裂纹、脱落等影响焊接质量的下向焊条不得用于管道焊接。5.15焊接材料的烘干、发放、回收应设专人负责,并做好详细的记录。6焊接设备6.1管道下向焊应使用满足焊接工艺要求的焊接设备。6.2焊接设备的性能应稳定,功率等参数应满足工程焊接要求。6.3半自动根焊宜选用具有表面张力过渡、熔滴控制过渡等特殊功能的管道专用数字型焊接电源。7焊接工艺评定7.1焊接工艺评定应按设计文件规定执行。7.2如设计文件对焊接工艺评定没有明确要求时,应按照SY/T4103,SY/T0452,APIStd1104和ASME第Ⅸ卷等执行。8焊接8.1焊前准备8.1.1管道下向焊接施工前,应根据焊接工艺评定制定下向焊接及缺陷返修工艺规程。8.1.2参加管道施工的电焊工应持有有效的焊工资格证。必要时应在施工前进行试焊,合格后方可从事焊接工作。8.1.3管道施工前应将坡口两侧油污、浮锈、水分、泥沙、气割后的熔渣、氧化皮等杂物以及坡口内侧机加工毛刺等打磨清理干净,内外坡口边缘不小于10mm范围内应露出金属光泽。8.1.4管口组对尺寸应符合焊接工艺规程要求。8.1.5沟上焊接时,管口处的作业空间高度不宜小于500mm;沟下焊接时,工作坑尺寸应能保证焊工操作和施工安全,每侧宜大于500mm。8.2焊接施工8.2.1在下列任何一种环境下进行焊接,应采取有效的防护措施,否则不得进行施焊。a)雨天或雪天。b)气体保护焊时风速超过2m/s,低氢型焊条焊接时风速超过5m/s,其他方法焊接时风速超过c)大气相对湿度超过90%。d)环境温度低于焊接工艺规程中规定的温度。8.2.2管口组对宜选用内对口器,在撤离内对口器前应完成100%根焊;若采用外对口器时,撤离外对口器前根焊应完成50%以上,且焊完的焊道应沿管周长均匀分布,但对口支撑或吊具则应在完成全部根焊道后撤除。8.2.3施焊时,管子应保持稳定,不应移动,不应受到震动和冲击。8.2.4焊接地线与钢管应有良好的接触,避免产生电弧灼伤母材。8.2.5施焊时不得在坡口以外钢管表面引弧。8.2.6根焊道焊完后,应尽快进行热焊道焊接,根焊道与热焊道间隔时间不宜超过10min。8.2.7每层焊道宜连续焊完,中间不应中断,更换焊条应迅速,应在熔池未冷却前换完焊条继续焊接。必要时应使用角向磨光机打磨弧坑,再进行引弧。8.2.8每道焊口宜连续焊完。若当日不能完成的焊口,应至少完成50%以上壁厚,且不少于3层。重新焊接时,应预热至焊接工艺规程规定的温度。每个作业机组当日未完成焊口不应超过10道。8.2.9全位置下向焊接应遵循薄层多遍焊道的原则,层间应仔细清除熔渣和飞溅物,对根焊及各填4Q/SY1078—2010充焊道产生的凸起部分和接头高点也需进行必要的打磨,打磨不得伤及母材,焊工自检合格后方可焊下一层焊道。8.2.10每相邻焊道接头应错开20mm以上。8.2.11施焊时焊条发红,该根焊条应予废弃。8.2.12管道下向焊施工宜采用流水作业。根焊的焊工数量和施焊顺序宜根据图1所示进行。图1根焊的焊工数量和施焊顺序8.2.13不同管壁厚度所需焊道层数,宜符合表1的规定。表1不同管壁厚度要求的焊层数壁厚6~88~1010~1212~1515~1717~2121~26层数3~44~55~65~76~97~108~12注1:焊道宽度不宜超过15mm。注2:盖面焊接前,立焊位置填充量不足时宜进行立填焊。5Q/SY1078—20108.2.14纤维素型焊条下向焊接工艺参数,宜符合表2规定的范围。表2纤维素型焊条下向焊接工艺参数项目焊条直径电流极性AV焊接速度cm/min根焊3.2直流正接或直流反接55~10020~366~204.070~13020~368~22热焊3.2直流反接80~10025~3710~304.090~14025~3715~35填充及盖面4.0直流反接90~14020~3510~258.2.15纤维素型焊条+低氢型焊条下向焊接工艺参数,宜符合表3规定的范围。表3纤维素型焊条+低氢型焊条下向焊接工艺参数项目焊条直径电流极性AV焊接速度cm/min根焊(纤维素型焊条)3.2直流正接或直流反接55~10020~366~204.070~13020~368~22热焊(纤维素型焊条)3.2直流反接80~10025~3710~304.090~14025~3715~35填充焊及盖面(低氢型焊条)4.0直流反接170~22019~2815~258.2.16纤维素型焊条+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数,宜符合表4规定的范围。表4纤维素型焊条+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数项目焊条/焊丝直径电流极性AV焊接速度cm/min送丝速度m/min(in/min)根焊(纤维素型焊条)3.2直流正接或直流反接55~10020~366~20 4.070~13020~368~22 填充焊及盖面(自保护药芯焊丝)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130)8.2.17STT根焊+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数,宜符合表5规定的范围。表5STT根焊+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数项目焊丝直径极性AV焊接速度cm/min送丝速度m/min(in/min)气体流量L/min根焊(STT)1.2直流反接峰值电流350~450基值电流50~6514~1820~253.30~4.06(130~160)20~35填充焊及盖面(自保护药芯焊丝)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130) 注:保护气体为100%CO2,纯度≥99.5%,含水量≤0.005%。6Q/SY1078—20108.2.18RMD根焊+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数,宜符合表6规定的范围。表6RMD根焊+自保护药芯焊丝下向焊焊接工艺参数项目焊丝直径极性AV焊接速度cm/min送丝速度m/min(in/min)气体流量L/min根焊(RMD)1.2直流反接140~22014~1820~253.81~4.57(150~180)20~35填充焊及盖面(自保护药芯焊丝)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130) 注:保护气体为80%Ar+20%CO2,CO2纯度≥99.5%,含水量≤0.005%,Ar气纯度≥99.6%。8.2.19预热温度和层间温度应按焊接工艺规程规定的温度执行。8.2.20预热宽度应以坡口两侧各大于50mm为宜,该范围内的预热温度应均匀一致,预热温度可采用测温仪或测温笔在距坡口边缘25mm处对称测量。8.2.21需后热或缓冷处理的焊缝,应按焊接工艺规程的要求进行。8.2.22焊接施工中,应按规定认真填写有关原始记录。9焊缝检验及缺陷返修9.1管道焊缝表面质量检查前应清除熔渣、飞溅等杂物,表面质量检查合格后方可进行无损检测。9.2管道焊缝表面质量应符合下列规定:a)焊缝外观成型应均匀一致,焊缝及其热影响区表面上不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。b)焊缝表面不应低于母材表面,焊缝余高一般不应超过2mm,局部不得超过3mm。余高超过3mm时,应进行打磨,打磨后应与母材圆滑过渡,但不得伤及母材。c)焊缝表面宽度每侧应比坡口表面宽0.5mm~2mm。d)咬边的最大尺寸应符合表7中的规定。e)电弧烧痕应打磨掉,打磨后应不使剩下的管壁厚度减少到小于材料标准允许的最小厚度。否则,应将含有电弧烧痕的这部分管子整段切除。表7咬边的最大尺寸深度长度大于0.8mm或大于12.5%管壁厚,取两者中的较小值任何长度均匀不合格大于6%~12.5%的管壁厚或大于0.4mm,取两者中的较小值在焊缝任何300mm连续长度上不超过50mm或焊缝长度的1/6,取两者中的较小值小于或等于0.4mm或者小于或等于6%的管壁厚,取两者中的较小值任何长度均为合格9.3焊缝无损检验的标准应按设计文件的要求执行。如设计文件无要求时,可按SY/T4109或SY/T4103的规定执行,其探伤比例和合格级别应按设计文件的规定执行。9.4返修处的铁锈等杂物应清理干净,并应将缺陷清除。9.5焊缝返修按相应返修工艺规程的要求进行。9.6焊缝返修,应符合下列规定:7Q/SY1078—2010a)焊道中出现的非裂纹性缺陷,可直接返修。若返修工艺不同于原始焊道的焊接工艺,或返修是在原来的返修位置进行时,应使用评定合格的返修焊接工艺规程。b)当裂纹长度小于焊缝长度的8%时,应使用评定合格的返修焊接工艺规程进行返修。当裂纹长度大于8%时,所有带裂纹的焊缝应从管线上切除。c)焊缝同一部位的返修,不得超过2次。根部只允许返修1次,否则应将该焊缝切除。9.7任何返修长度都不得小于50mm。9.8返修后的焊缝部位,应按原规定的方法进行无损检测,并应达到合格标准。8Q/SY1078—2010附录A(资料性附录)常用钢管的化学成分和力学性能表A.1~表A.3给出了常用钢管的化学成分和力学性能。表A.1常用国内外钢管对应关系表GB/T9711APISpec5LL210AL245BL290X42L320X46L360X52L415X60L450X65L485X70L555X80表A.2常用国内钢管的化学成分和力学性能钢级化学成分(质量分数),%力学性能CMnPS最小屈服强度MPa最小抗拉强度MPaL2450.160.451.50.250.020245415L2900.160.451.50.250.020290415L3600.160.451.60.250.020360460L4150.160.451.60.250.020415520L4500.160.451.60.250.020450535L4850.160.451.70.250.020485570L5550.160.451.80.250.0205556259Q/SY1078—2010表A.3常用国外钢管的化学成分和力学性能钢级化学成分(质量分数),%力学性能CMnpS最小屈服强度Mpa最小抗拉强度MpaX420.220.451.300.0250.015290415X460.220.451.300.0250.015320435X520.220.451.400.0250.015360460X560.220.451.400.0250.015390490X600.120.451.600.0250.015415520X650.120.451.600.0250.015450535X700.120.451.700.0250.015485570X800.120.451.850.0250.015555625注1:由制造厂选择,可以添加铌、钒、钛或其组合o注2:除另有协议外,铌、钒、钛含量之和应≤0.15%o1OQ/S