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      管道研究

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      補板修復焊接技術應用探討

      來源:《管道保護》2023年第4期 作者:陳學武 歐毅 朱文學 時間:2023-8-8 閱讀:

      陳學武 歐毅 朱文學

      國家管網集西部管道新疆輸油氣分公司

       

      摘要:補板修復是油氣管道管體補強修復、局部腐蝕或泄漏事故后應急搶修時常用的焊接方式。本文詳細介紹了補板修復的適用范圍、焊材選擇、焊接前的準備、焊接方法,并針對仰位焊接鐵水下墜等補板焊接時常遇問題,結合實踐經驗,提出解決之策,可供參考借鑒。

      關鍵詞:補板修復;仰位焊接;沖擊韌性;焊道;規程

       

      輸油管道根據不同要求和地質條件,一般埋設在1.2 m~2.5 m地下。長期處于潮濕的環境中,再加上陰極保護不足、防腐層脫落、外力破壞等原因,會導致管道表面局部腐蝕和穿孔等失效事故。在這種情況下,補板修復就是一種比較合適的快速應急搶修方法。

      1  補板修復適用范圍

      補板修復主要適用于設計壓力不高于6.4 MPa或管材鋼級低于X60的管道母材局部修復,主要針對因氧化腐蝕導致的管道母材局部腐蝕后的焊接修復、直徑小于8 mm的腐蝕孔、長度小于管道周長1/6的裂紋、其他不能進行換管的管體缺陷和打孔盜油等應急情況下的修復。根據腐蝕面積的大小,補板應預制成圓形,材料等級與被修復管道的材料等級相匹配。補板修復管道缺陷存在氫脆、管道裂紋、管壁燒穿或爆裂等焊接風險,故進行補板修復時要嚴格執行相關工藝規程,在保證安全可靠的條件下進行焊接操作。焊縫區域缺陷不應使用補板焊接修復,嚴禁在違反焊接工藝規程、違反安全操作規程的情況下進行補板修復。

      2  補板修復焊材選擇

      CHE507RH(E5015-N1P)是高韌性超低氫鈉型的低合金鋼焊條,具有優良的塑性、低溫韌性和抗裂性能,工藝性能較好,可用于沖擊韌性有更高要求的壓力容器強度型低合金鋼與耐熱型、低溫型低合金鋼之間的焊接,力學性能見表 1。采用直流反接,可進行全位置焊接,焊接工藝參數見表 2。

      1 熔敷金屬力學性能( 620℃× 1 h回火)


      2 焊接工藝參數


      3  補板修復焊接前準備

      要全面了解漏點搶修作業地點工況,對漏點大小、位置、形狀、漏點及漏點附近管壁厚度進行準確的測量。對修復點附近的可能存在的危害因素進行識別和排除安全隱患,尤其是有毒有害、易燃易爆、高空墜物、狹小空間和觸電等危險因素,要重點管控。焊接前要認真清理修復部位管體表面雜質,并用測厚儀測量各個點位的管道壁厚,避免焊接時燒穿等風險。CHE507RH是堿性焊條,使用前烘干至350℃~400℃,保溫1~2小時,存放在焊條保溫桶隨用隨取。要提前準備好合適的堵漏材料進行堵漏作業。根據泄漏孔的大小選擇合適的木楔子,用防爆手錘將木楔子釘進泄漏孔內,用鋼鋸將外面剩余部分鋸掉,將膠皮用鑄工膠粘在焊接補板上,焊接補板貼在泄漏部位并用手拉葫蘆固定,便于焊接。

      4  補板焊接操作方法

      (1)根部焊道

      打底焊道,觀察補板A點處、B點處分別與主體管道之間是否貼合緊密。如果A點間隙較大、B點處貼合緊密,那么宜從A點起弧,沿補板角焊縫向右側順時針方向進行焊接(圖 1);如果B點間隙較大,那么宜從B點開始焊接。這樣能夠減少焊接過程中,因A點起弧處的反向收縮力較大,造成B點處補板翹起,導致間隙過大,從而影響焊接質量。焊接時,焊條角度與補板角焊縫呈45°,與焊接方向前傾夾角80°方向,采用一字往復的運條方法短弧焊接。


      1 補板示意圖

      (2)填充焊道

      用砂輪機清理打底焊道表面的接頭部位,去除表面氣孔、夾渣、焊瘤等缺陷,不要破壞主體管道表面。根據補板厚度采用多層多道排焊。第一道填充焊道起弧位置宜在補板打底起弧焊接,位置錯開20 mm~30 mm。引燃電弧,待熔池溫度升高、電弧穩定后壓低電弧,熔池寬度達到填充焊縫寬度的2/3時開始運條焊接。形成的焊接熔池厚度不要太厚,避免熔池金屬下墜。第二道填充焊道起弧位置與上一層及上一道焊道起弧點錯開20 mm~30 mm。以后的焊道照此類推,避免接頭位置的焊接應力和缺陷疊加在一起,影響補板修復的焊接質量。

      (3)蓋面焊接

      蓋面焊接采用水平一字形往復擺動運條方法。焊縫的中部焊道采用近似于水平橫向斜拉微量擺動小鋸齒形運條方法。采用兩種運條方法進行組合焊接,目的是利用各自運條方法的焊接優點,使焊縫兩側焊道薄,中部焊道厚,從而使表面成型能夠達到圓滑過渡的效果。

      5  仰位焊接鐵水下墜解決措施

      仰位焊接時,焊接熔池在自身的重力影響下會產生下墜和熔滴過度,形成焊縫偏向補板一側的現象,造成焊接缺陷和焊縫熔合不良。為避免這些問題,焊接時焊條與補板一側宜成30°夾角,采用一字往復的運條方法。此焊法的優點是每道焊道成型窄,焊接熔池小,焊條在單位時間內完成的焊道長,熔池溫度由高溫向低溫轉變速度快,焊接熔池形成的表面張力控制優于其他焊接方法,能夠有效的防止焊接熔池在自身重力影響下產生下墜,也可減少其他焊縫缺陷。


      作者簡介:陳學武,1985年生,助理工程師,新疆輸油氣分公司鄯善維搶修中心焊工,主要從事輸油氣管道維搶修工作。聯系方式:18209656864,584888447@qq.com。


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