管道焊接施工工艺要点.pdf

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1、管道焊接作业施工规程 一总则 1 适用范围 1.1 本规程适用于石油、化工、电力、冶金、轻纺等行业建设施 工现场的碳素钢钢管（含碳量0.3%）的焊接，在施工中遵守本规程 外，还应根据工程特点进行焊接工艺评定，编制详细的焊接作业工 艺评定指导书； 1.2 适用于各种管道、各种材料的氩弧焊打底和全氩弧焊接； 1.3 遵守设计文件技术要求和规定以及国家现行的管道施工及验 收规范中管道焊接规定。 2 编制依据 目前现行管道施工及验收规范如下： GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50236-98 现场设备、工业管道焊接工程及验收规范 DL5007-92 电力建设施工及验收技术规范

2、 （焊接篇） 炼化建 501-74 高压钢制管道施工及验收技术规范 SY0401-98 输油输气管道线路工程施工及验收规范 SY/T407193 管道下向焊接工艺规程 3 对材料的要求 管材、管件、阀件、焊接材料应具有出厂质量合格证书或按规范要求 的质量复验报告。 4 焊接施工程序 规范要求时 规范要求时 规范要求时 不 合 格 合 不 格合 格 二手工电弧焊 1 手工电弧焊焊前准备 1.1 焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接和热处理，并符合下列 要求 1.1.1 钢板卷板相邻筒节组对，纵缝之间的间距大于3 倍壁厚且 大于 100mm； 1.1.2 管道对接焊口的中心线距管子弯曲起点不应小于

3、管子外 径，且不小于 100mm，与吊、支架边缘的距离不小于50mm； 1.1.3 管道两相邻对接焊口中心线的距离L，当公称直径小于 150mm 时， L 不小于管外径；当公称直径大于或等于150mm 时，L 焊接设 备准备 管道组成件和焊 接材料验收检验 焊接工 艺评定 焊工资格和 施焊环境确 定认 焊条烘烤 外观 检查 坡口无 损检测 点焊接头组对 预热 焊接 管端 加工 无损 检测 返修处理 热处理 硬度试验 焊接记录 不小于 150mm； 1.1.4 管孔应尽量避开在焊缝上，如必须在焊缝及附近开孔时， 在管孔两侧大于孔径且不小于60mm 范围内的焊缝经无损探伤合格； 1.1.5 管子的

4、坡口型式和尺寸的选用， 应考虑保证焊接接头质量， 填充金属少，作业条件好，便于操作及减少焊接变形等原则，并符合 手工电弧焊焊接接头的基本形式和尺寸 （GB986-80）规定； 1.1.6 钢管的切割与加工，对于焊缝级别高的管道宜采用机械方 法进行，对焊缝级别低的管道可采用等离子切割、氧-乙炔火焰等热 加工方法，但必须去除坡口表面的氧化皮，并将影响焊接质量的凸凹 不平处打磨平整； 1.1.7 焊前将坡口表面及坡口边缘内侧不小于10mm 范围内的油 锈、漆垢等杂质清除干净，并不得有裂纹、夹层等缺陷； 1.1.8 为了防止焊接裂纹，减少焊接内应力，应避免强行组对焊 缝； 1.1.9 钢管的组对要求：

5、 1.1.9.1 等厚管子或管件的对口，应做到内壁齐平，内壁错边量 要求：高级别焊缝不超过管壁厚的10%，且不大于1mm；低级别焊 缝不超过管壁厚的20%，且不大于 2mm； 1.1.9.2 不等厚对接焊件、组件组对要求： 当管件厚度小于或等于10mm，厚度差大于3mm 及管壁厚度大 于 10mm，厚度差大于薄壁厚度的30%或超过 5mm 时，将超厚部分 按 4：1 削薄； 1.1.10 焊条使用前说明书规定进行烘烤，烘烤次数不得超过2 次，对重要部件的焊接用焊条， 使用时应装入 100-150专用保温箱 筒内，随用随取。 2 焊接工艺要求 2.1 焊接时要保护焊区不受恶劣天气影响，如不采取适

6、当防风、 防雨、防雪、防寒措施，在下列条件下不得施焊： 2.1.1 风速大于 8m/s； 2.1.2 相对湿度大于 80%； 2.1.3 焊接环境温度低于零下20。 2.2 严禁在被焊工件表面引弧、试验电流或任意焊接临时支撑 物。 2.3 管子对接时，管内不得有穿堂风。 2.4 点固焊所用焊接材料及焊接工艺与正式焊相同，并不得有焊 接缺陷。 2.5 高级别焊缝宜采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面工艺。 2.6 为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于195mm 的管子的对 接焊口宜采用二人对称焊。 2.7 施焊时，应特别注意起弧、收弧质量，多层焊应将层间接头 错开。 2.8 手工电弧点固焊焊缝尺寸要求：

7、焊厚4mm、焊缝高度 4mm、焊缝高度 6mm、焊缝长度 10-30mm。 3 焊前预热及焊后热处理 3.1 当壁厚 26mm 时，预热 100-200 ； 3.2 当壁厚 36mm 时，焊后热处理温度600-650 。加热速度：升 温至 300后，加热速度不应超过20025/s 时，且不大于 220， 恒温恒温时间为 22.5 分钟/mm(厚度), 且不少于 30分钟。 冷却速度： 恒温后的冷却速度不应超过27525/s 时，且不大于 275，300 以下可自然冷却。 4 焊接检验 4.1 焊接前检查 4.1.1 工程所用母材及焊接材料，使用前必须进行查核，确认实 物与合格证相符合后方可使用

8、； 4.1.2 检查坡口型式及尺寸是否符合焊接工艺要求； 4.1.3 检查焊缝预热温度是否符合焊接工艺要求。 4.2 焊接中间检查 4.2.1 检查焊接工艺规范参数是否符合焊接工艺要求； 4.2.2 对要求做中间试件的工程的中间试件检查是否合格，不合 格应立即停止焊接工作，并全面进行质量检查，同时采取相应措施。 4.3 焊接后检查 4.3.1 焊缝外观检查：根据工程具体要求的施工验收规范进行； 4.3.2 焊缝无损探伤检查：根据工程要求，确定探伤比例，合格 级别； 4.3.3 强度试验与严密性试验按设计文件或有关技术规定进行； 4.3.4 焊缝焊完后在距焊缝60mm 处打上焊工钢印代号； 4.

9、3.5 无损探伤报告排版图或竣工图上要标注焊缝位置，编号及 焊工钢印号； 4.3.6 对不合格焊应进行质量分析，订出措施后方可进行返修， 同一部位的返修次数不得超过两次。 三氩弧焊 1 焊前准备 1.1 施焊前，焊工应了解所焊钢管的材质及焊接工艺规范参数。 1.2 焊接设备选择及要求 1.2.1 检查焊接设备是否完好无损，熟悉专用氩弧焊机的各项性 能并能熟练掌握。 1.2.2 焊接不同金属时电源极性的选择，见附表。 焊接材料材料厚度（mm）手工和电动钨极氩弧焊直流正接 低碳钢0.5 以上手工和电动钨极氩弧焊直流正接 不锈钢耐热 钢 0.1 以上 0.5 以上 手工和电动钨极氩弧焊 自动和半自动

10、溶化极氩弧焊 直流正接或交 流 直流正接 铝及其合金 0.5 以下 0.52 2 以上 自动脉冲氩弧焊 手工和电动钨极氩弧焊 自动和半自动溶化极氩弧焊 矩形波交流 交流 直流反接或交 流 铜及其合金 0.5 以上 3 合金 手工和电动钨极氩弧焊 自动和半自动溶化极氩弧焊 直流正接 交流 镁及其合金 0.5 以下 0.52 2 以上 自动脉冲氩弧焊 手工和电动钨极氩弧焊 自动和半自动溶化极氩弧焊 矩形波交流 交流 直流反接或交 流 钛及其合金 0.1 以上 0. 5 以上 1. 2 以上 自动脉冲氩弧焊 手工和电动钨极氩弧焊 自动和半自动溶化极氩弧焊 直流脉冲正接 直流正接 交流 1.3 电极的

11、选择 1.3.1 钨极氩弧焊通常选用钍钨棒和铈钨棒，其成分见表。 化学成 分 电极 种类及牌 号 氧化钍氧化铈 二氧化 硅 三氧化二 铁 三氧化二 铝 氧化钙钼钨 钍钨 WTH-7 WTH-10 WTH-15 WTH-30 0.7-0.91 1.0-1.49 1.5-2.0 3.03.5 0.06 0.02 0.01 余量 铈钨WCE-5 0.5 3mm ，采用开坡口的对接型接头。 2 焊接工艺规范参数的选择 选择合理的焊接工艺规范参数是保证氩弧焊焊接质量的重要因 素。 手工钨极氩弧焊焊接不锈钢、耐热钢的工艺规范，见表。焊接不 锈钢时，焊缝背面应充氩气保护。 焊接接头 规范型式 板厚（ mm）

12、 双弯边对接接头不加填充焊丝对接接头加填充焊丝 电流种类 和极性 电流（A） 氩气流量 （L/min） 电流（ A） 氩气流量 （L/min） 1 1.5 2 3 35-60 45-80 75-120 100-140 3.5-4 4-5 5-6 6-7 40-70 50-85 85-130 120-160 3.5-4 4-5 5-6 6-7 直流正接 或交流 注：喷嘴直径为 611mm，电弧电压为 1020v； 手工钨极氩弧焊焊铝及其合金的焊接规范见表。 材料牌 号 板材厚度 （mm） 对接接头双弯头对接接头 电源种 类电流（ A） 氩气流量 （L/min） 电流（A） 氩气流量 （L/min

13、） L4 L6 LF2 LF3 LF21 1.0 1.2 1.5 2.0 3.0 65-85 70-90 80-100 90-100 100-120 4-5 5-6 7-8 7-8 8-9 45-55 55-70 70-80 4-5 5-6 7-8 交流 LF6 1.2 1.5 2.0 3.0 65-90 70-90 90-120 170-120 5-6 7-87-8 8-9 + 交流 注：喷嘴直径为 611mm，电弧电压为 1015v； 3 焊接检验 3.1 按图纸及规范要求进行氩弧焊打底和氩焊焊缝检验； 3.2 对高压低合金管道，氩弧焊打底完后还应进行着色探伤检 查； 3.3 不锈钢氩气保

14、护效果可用焊缝表面颜色来判断，见表。 表面材料 效果颜色 最好良好较好不良不好 不锈钢银白、 金黄蓝红色灰色黑色 四管道下向焊 1 总则 为了指导管道下向焊焊接施工，统一技术要求，提高焊接效率， 确保焊接质量，特制定本规程。 2 适用范围 适用于直径不小于 159mm ，材质为碳素钢及普通低合金钢的输 油、输气管道对接焊缝手工电弧焊全位置下向焊接。 3 管材 输油、输气用钢管应符合下列标准要求 GB9711-88石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管 SY5297-91石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管 GB8163-87输送流体用无缝钢管 4 焊接材料 4.1 管道全位置下向焊接用焊条，应符合

15、下列标准及要求： 4.1.1 焊条的性能应符合GB5117-85碳钢焊条、G B5118-85 低合金钢焊条的要求； 4.1.2 焊条的焊接工艺性能应满足管道全位置下向焊接要求。 4.2 焊条的选用原则 4.2.1 输油、输水管道宜选用纤维素型下向焊条；输气管道宜选 用低氢型焊条； 4.2.2 两长管段联接的固定口及管子与管件焊接，应选用低氢型 焊条。 4.3 焊接材料保管及焊前处理 4.3.1 管道焊接用下向焊条,必须有产品合格证和同批号的质量 证明书； 4.3.2 下向焊条使用前严禁受潮气、雨水、雪霜及油类等有害物 质的侵蚀，应在干燥通风的室内存放； 4.3.3 下向焊条使用前应按说明书规

16、定进行烘干，说明书规定不 明确时，应参照下列要求烘干。 4.3.3.1 低氢型下向焊条烘干温度为350-400，恒温时间为 1-2h； 4.3.3.2 超气氢型下向焊条烘干温度为400-450，恒温时间为 1-2h； 4.3.3.3 纤维素型下向焊条在包装不好或受潮的情况下应烘干， 烘干温度为 70-80，不得超过 100，恒温时间为 0.5-1h。 4.3.4 焊条烘干应设专人负责，并作好详细的烘干记录； 4.3.5 经 烘 干 的低 氢 、 超低 氢 型 下向 焊 条 ，应 存 入 温度 为 100-50的恒温箱内，随用随取； 4.3.6 现场使用的低氢、超低氢型下向焊条，应存放在性能良好

17、 的保温筒内，且不宜超过4h； 4.3.7 施工现场当天未用完的下向焊条应回收存放，重新烘干后 首先使用。重新烘干的次数不得超过两次； 4.3.8 药皮裂纹、脱落等影响焊接质量的下向焊条不得用于管道 焊接。 4.4 焊接设备 4.4.1 管道现场下向焊施工,根据焊材要求和施工条件,应使用直 流弧焊机； 4.4.2 焊机性能必须稳定，功率等参数应能满足焊接条件。 5 焊接工艺评定和焊工考试 5.1 焊接工艺评定应按照SY4052-92 油气管道焊接工艺评定方 法执行。焊接工艺评定应包括对缺陷修补的要求； 5.2 下向焊焊工考试应按照储罐与管道焊工考试规则执行。 6 焊接 6.1 焊前准备 6.1

18、.1 管道下向焊施焊前，应根据焊接工艺评定制定下向焊接及 缺陷修补工艺规程； 6.1.2 参加管道施工的电焊工必须持有有效期内的焊工考试合格 证书； 6.1.3 管道施焊前应将坡口两侧各50mm 表面上的油污、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 等清除干净，使坡口及两侧各大于10mm 范围的内外表面露出光泽； 6.1.4 管口组对尺寸应按下表的要求检查。 项目 管 口 组 对 尺 寸 纤维素型低氢型 允许值推荐值允许值推荐值 单边坡口角度 （） 30-35 25-37.5 30-35 27.5-40 钝边厚度（ mm）1.0-1.5 0.8-2.4 1.0-2

19、.0 0.8-2.4 对口间隙（ mm）1.2-2.0 0.8-2.5 1.0-3.5 1.0-4.0 最大错边量 （mm）不大于管外径的3/1000，且不大于2 6.1.5 当 管 子 在沟 外 焊 接时 ， 管 口处 的 作 业空 间 不 应小 于 500mm。在管沟内焊接时， 工作坑尺寸应能保证焊工操作顺利和施工 安全。 6.2 焊接施工 6.2.1 在下列任何一种焊接环境，如不采取有效的防护措施，不 得进行焊接： 雨天或雪天；风速超过8m/s；大气相对湿度超过90%；对于屈 服强度超过390Mpa 的管材，气温高于30，且大气相对湿度超过 85%； 6.2.2 管道组对宜采用内对口器，

20、在撤离内对口器前必须焊完全 部根焊道。若采用外对口器时， 撤离外对口器前根焊道必须焊完50% 以上，根焊道每段长度应近似相等，且均匀分布； 6.2.3 施焊时，管子应保持平稳，不得受到震动和冲击； 6.2.4 焊机地线连接应牢固，禁止地线与管材间发生电弧而烧伤 管材表面； 6.2.5 施焊时，严格在坡口以外的管材表面上引弧； 6.2.6 根焊道必须熔透，背面成型应良好； 6.2.7 根焊道焊完后， 应尽快进行热焊道焊接， 根焊道与热焊道 焊接间隔时间不宜超过5min； 6.2.8 施焊时更换焊条应迅速， 应在熔池未冷却前换完焊条， 并 再行引弧； 6.2.9 全位置下向焊接应遵循薄层多遍焊道的

21、原则，层间必须自 己清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道； 6.2.10 每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开 20-30mm； 6.2.11 每根焊条引弧后应一次焊完；每层焊道应连续焊完，中 间不应中断；要保证焊道层间温度要求，每道焊口应连续焊完； 6.2.12 用纤维素型下向焊条施焊，出现焊条药批严重发红时， 该段焊条应予废弃； 6.2.13 管道下向焊施工宜采用流水作业，每层焊道由两名焊工 同时施焊，施焊顺序如下图（a） 和 （b） ； 当管道直径大于或等于711mm 时，每层焊道宜由三名焊工同时焊接，施焊顺序入图（c） 。 焊工甲 1 焊工乙 2 焊工甲焊工乙 焊

22、工甲 2 焊工乙 1 (a) (b) 焊工甲 1 焊工乙 2 焊焊 工工 甲乙 2 1 焊工丙 1 焊工丙 2 (c) 6.2.14 每道焊口焊完后，应将表面飞溅物、熔渣等清除干净； 6.2.15 管壁厚度不同，焊道层数也不尽相同。常见不同管壁厚 度所需焊道层数，宜符合下表的规定。 管道两侧立焊部位，在盖面焊前宜加焊一层。 不同管壁厚度要求的焊道层数 壁厚（ mm）6 7-8 9-10 10-12 D406.4(mm) 406.46 20-50 200-500 5.2.3 立焊时可采用立向下焊。 焊接时应注意防止未熔合缺陷的 产生; 5.2.4 保护气体应有足够的流量并保持层流，应及时清除附在

23、导 电嘴和喷嘴上的飞溅物，确保良好的保护效果; 5.2.5 焊接区域的风速限制在1.0m/s 以下 , 否则应采用挡风装 置; 5.2.6 对于重要的焊缝， 在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和 引出板。在不能使用引弧板和引出板时，应注意防止在引弧处和收弧 处产生焊接缺陷 ; 5.2.7 应经常清理送丝软管内的污物。半自动焊接时， 送丝软管 的曲率半径不得小于150mm 。 5.3 工艺参数选择原则 为保证焊接质量，应合理选择二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数。 5.3.1 焊丝直径 母材厚度 (mm) 4 4 焊丝直径0.5-1.2 1.0-1.6 5.3.2 焊丝伸出长度 5.3.2.1焊丝伸出

24、长度与焊丝直径、焊接电流及焊接电压有关; 5.3.2.2 焊接过程中，导电嘴到母材间的距离一般为焊丝直径的 10-15 倍。 5.3.3 焊接电流 5.3.3.1 在保证母材焊透又不致烧穿的原则下，应根据母材厚 度、接头形式以及焊丝直径正确选用焊接电流; 5.3.3.2 各种直径的焊丝常用的焊接电流范围见下表。 焊 丝 直 径 （mm） 0.5- 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 焊 接 电 流 （A） 30-70 49-90 50-120 70-180 90-350 150-500 5.3.3.3 立焊、仰焊时，以及对接接头横焊焊缝表面的施焊，当 所用焊丝直径 1.0mm时, 应选用较

25、小的焊接电流 , 具体见下表 . 焊丝直径（ mm）1.0 1.2 焊接电流（ A）70-120 90-150 5.3.4 电弧电压 5.3.4.1电弧电压必须与焊接电流合理的匹配; 5.3.4.2 提高电弧电压，可以显著增大焊缝宽度。 5.3.5 焊接速度 5.3.5.1 半自动焊时，焊接速度一般不超过30m/h；自动焊时， 焊接速度不超过 90m/h; 5.3.5.2 焊接速度应能满足不同种类钢材对焊接线能量的要求。 5.3.6 气体流量 5.3.6.1当焊丝直径小于或等于1.2mm 时,气体流量一般为 615l/min;当焊丝直径大于1.2mm时,气体流量应取 15-25 l/min; 5.3.6.2 焊接电流越大，焊接速度越高，在室外焊接以及仰焊时， 应采用较大的气体流量。 6 焊接检验和返修焊 6.1 焊后必须对焊接质量进行检验; 6.2 对焊缝表面缺陷可采用外观检查、 渗透探伤和磁粉探伤等方 法进行检查。焊缝表面质量应符合规范规定; 6.3 对焊缝内部缺陷可采用射线探伤、 超声波探伤等无损探伤方 法进行检查 ; 6.4 焊缝质量的合格等级，由产品规程或产品标准确定; 6.5 对于不合格的焊接接头， 允许返修。在返修焊前必须将影响 返修焊质量的焊接缺陷彻底清除。 为了保证产品质量应按产品要求严 格限制返修次数。