隨著城市現代化進程的發展, 城市煤氣的應用得到廣泛的應用, 由此帶來的城市煤氣管道工程的增多。由于煤氣管道屬于國家控制的特種設備, 其質量的好壞直接影響到人民生命財產的安全、社會的和諧穩定以及政府的形象;同時, 城市煤氣管網工程都是在市區、露天作業, 對市容市貌和人們的出行均有一定的影響。其施工 (主要指焊接) 質量和好壞, 直接影響到整個工程的成敗, 因此, 煤氣管道的焊接是建設單位、監理單位和施工單位質量控制的重點, 應嚴格按照《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》 (CJJ33-2005) 的要求進行監督和驗收。
1 煤氣管道施工焊接質量控制
城市煤氣管道 (中壓煤氣管道) 的使用壽命是由以下三大因素決定的:一是煤氣管道的防腐質量;二是煤氣管道的焊接質量;三是煤氣管道在受外力影響的特殊地段的施工質量。其中, 最關鍵的是煤氣管道的焊接質量。煤氣管道的焊接工序與壓力容器的焊接工序基本相同, 其工序流程為:焊前準備→下料→對口組裝→焊前預熱→焊接→焊后保溫→外觀檢查→無損檢測→返修→繪制焊口布置圖→填寫施工檢查記錄等等。
1.1 焊前準備
(1) 焊接材料:煤氣管道施工的焊接材料依據設計圖紙, 一般選用E4303型號電焊條施焊。E4303型號電焊條是鈦鈣型皮的碳鋼焊條。交直流兩用, 可進行全位置焊接。具有優良的焊接工藝性能及良好的力學性能;電弧穩定, 飛濺小, 脫渣易, 再引弧容易;焊縫成型美觀, 焊波可寬、可窄、可薄、可厚, 焊接輕松, 效率高。
(2) 焊工的選擇:由于城市煤氣管道屬于國家嚴格管理的特種設備, 因此, 對施工過程有關的的程序要求。對于施焊操作的電焊工來說, 焊工的操作技能應按照《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》 (國質檢鍋【2002】109號文) 的規定, 進行相應的基本知識和操作技能的培訓, 最后通過考試取得相應項目的焊接資格, 才能擔任煤氣管道中相應位置的焊接工作。
(3) 焊接工藝評定:焊接工藝評定的過程是指:進行焊接性試驗、擬定焊接工藝指導書時, 根據《鋼制壓力容器焊接工藝評定》 (JB4708—2000) 的規定施焊試件、檢驗試件和試樣、測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能、提出焊接工藝評定報告。其目的是:為了驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性, 為編制焊接方案、焊接作業指導書及焊接工藝卡等文件提供科學可靠的依據, 從而保證產品的焊接質量。因此, 進行焊接工藝評定時, 應首先擬定工藝指導書。這充分說明了焊接性試驗的重要性與必要性, 因為焊接工藝指導書的編制依據首先就是焊接性試驗, 在沒有焊接性試驗作為依據的情況下編制的焊接工藝指導書, 不是僅憑經驗就是全靠“拍腦袋”, 這在許多情況下, 如新材料的焊接、采用新焊接工藝、焊接壁厚較大的管道以及焊接有淬硬傾向的管道時是很危險的, 一旦發生事故, 后果勢必相當嚴重。
(4) 坡口尺寸檢查:檢查管口現狀是否符合圓度要求, 焊件坡口尺寸及形狀應符合設計圖紙和工藝規定。坡口兩側50mm范圍內必須保持干凈, 并呈現出金屬光澤。合金材料按規范的要求進行烘干。
1.2 管道組對
管道組對時, 應在距接口中心200mm處測量平直度 (允許誤差2mm, 全長允許誤差不大于100mm) ;管道連接時, 不得強力對口、加偏墊或加多層墊等方法來消除接口端面的空隙、偏斜、錯口或不同心等缺陷。當鋼管對接時, 若錯口大于允差時, 可采用外擠法進行校正, 接口間隙稍大時, 可采用松緊螺栓法調整, 為防止應力集中, 兩管對接的徑向焊縫應按規定錯開, 直管段上兩對接短管焊口中心間的距離, 不應小于150mm。
1.3 管道焊接
燃氣管道焊接應符合《工業金屬管道施工及驗收規范》 (GB50235—97) 和《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》 (GB50236—98) 的有關規定執行。
(1) 焊接通用工藝要求。
管道對接接頭為V型坡口, 坡口角度為60°±5°, 鈍邊厚度0.5mm～1mm, 并檢查表面有無裂紋、重皮, 并將管口 (坡口) 內外20mm范圍內污垢、油銹清除干凈。對接管口的端面偏斜尺寸不得大于管徑的1%, 且不大于2mm;管道在搬運或安裝過程中, 管道端頭如發生變化, 在組對前應將端頭找圓, 以利組對;管口在組對時, 應盡可能的做到內壁平整, 錯邊量不得大于壁厚15%, 且不大于1mm;直縫焊接管在管口組對時, 兩側的焊縫應錯開, 兩焊縫的間距不得小于100mm。直縫焊接管的焊縫應盡量布置在易檢查的地方;點焊工藝與正式焊接工藝應相同, 并在正式施焊前對點固焊段進行檢查, 有缺陷時, 必須消除或重新點固, 并在點固焊段首尾用角向磨光機磨成緩坡;焊口一旦點好應在當日焊完。對于多層次的焊縫, 每層的焊縫接頭應錯開, 層間要進行清理熔渣, 并檢查有無焊接缺陷, 如有應清除;管道在安裝過程中需要近期隱蔽的焊口, 焊口必須進行外觀檢查合格并作記錄, 需進行無損探傷檢驗的, 無損探傷檢驗必須合格, 并經監理工程師、甲方代表簽證后, 方可隱蔽;編制焊接工藝卡, 對焊工進行焊接技術交底, 規范焊工進行施焊。
(2) 管口的組對點固焊和焊接。
接頭形式為V型坡口對接、T型接頭 (與閥門連接的法蘭盤焊接) 。管口的組對應根據現場的實際情況進行, 盡量組對可以轉動的焊口, 管接頭處焊口兩側各留100mm沒有防腐層, 以便于施焊。組對固定焊口時, 在地溝內應挖焊接工作坑, 坑內若有水, 必須將水抽凈, 并鋪上防觸電的木板或膠皮。管口的點固焊, 用正式焊接工藝將組對合格的管口進行點固 (組對間隙大小、管壁平整尺寸符合要求) , 每100mm～150mm點固一段, 每段焊縫長20mm～30mm, 厚3mm～4mm。檢查對接管子是否平直, 點固焊段有無缺陷、檢查間隙是否符合要求, 不符合要求的在正式施焊前進行修整。按焊接工藝卡規定的工藝參數, 采用單面焊雙面成型的焊接方法, 進行打底焊道的施焊注意起焊和收弧處的焊接質量。要特別注意打底焊道的質量, 保證焊透、無氣孔不夾渣, 與坡口根部兩側熔合好, 仰焊處不得凹陷, 平焊處不允許出焊瘤。應特別注意層間的清理, 將熔渣清除干凈, 若有氣孔、裂紋必須清除干凈, 方可進行下層次的焊接, 防止層間夾渣。焊縫的充填和蓋面按工藝卡的要求進行焊接。法蘭盤的焊接, 內外角縫均焊接, 內側為封底焊接一道, 外側焊縫焊角應符合要求, 法蘭盤外側焊縫應分段施焊, 以減少法蘭盤焊接變形。
1.4 焊接質量檢查
(1) 焊接質量檢驗。
1) 焊接過程中的檢查。焊縫焊接過程中, 焊工應清渣自檢, 外觀質量不合格的焊縫處應進行返工補焊至合格。并打上焊工自已的鋼印號, 在管道焊接分布示意圖上標注某施焊焊工的編號, 使焊縫具有可追溯檢查。
2) 焊后檢查。管道焊接完成后, 強度試驗及嚴密性試驗之前, 必須對所有焊縫進行外觀檢查和對焊縫內部質量進行檢驗外觀檢查應在內部質量檢驗前進行。
(1) 外觀檢查。焊縫表面不得有裂紋、未熔合、低于母材等缺陷, 否則必須返修。一般缺陷執行標準及規范。焊接接頭的外觀質量應做100%的檢查。焊縫應均勻平直, 與母材的連接應圓滑過度。焊縫余高不大于3 m m～4 m m, 焊縫寬度比坡口每側增寬2mm～3mm。角焊縫焊角高不得小于管壁厚度。焊縫表面不得有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。咬邊深度≯0.5mm, 咬邊長度≯焊縫兩側總長的10%。設計文件規定焊縫系數為1的焊縫或設計要求進行100%內部質量檢驗的焊縫, 其外觀質量不得低于《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》 (GB 50236—98) 要求的Ⅱ級質量要求;對內部質量進行抽檢的焊縫, 其外觀質量不得低于《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》 (GB 50236—98) 要求的Ⅲ級質量要求。
(2) 無損檢測。外觀檢查合格后, 方可進行無損檢測。煤氣管道焊縫的無損探傷檢驗按《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》 (CJJ33—89) 中第4.2.2條有關規定執行, 即采用超聲波探傷和射線探傷相結合的方式進行。X射線探傷應在被檢焊口完成24h后進行。設計圖紙規定焊縫系數為1的焊縫或設計要求進行100%無損檢測的焊縫, 焊縫內部質量射線檢驗不得低于《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》 (GB/T12605-90) 中的Ⅱ級質量要求;超聲波檢驗不得低于《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》 (GB11345—89) 中的I級質量要求。當采用100%射線照相或超聲波檢測方法時, 還應按設計的要求進行超聲波或射線照相復查。對內部質量進行抽檢的焊縫, 焊縫內部質量射線檢驗不得低于《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》 (GB/T12605-90) 中的Ⅲ級質量要求;超聲波檢驗不得低于《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》 (GB1l345—89) 中的II級質量要求。
3) 焊口返修:焊接過程中發現的缺陷應及時進行清理和修補。蓋面完成后, 應迅速檢查焊縫質量, 若缺陷超標, 應趁焊口溫度未降低, 及時進行修補。根據缺陷種類制定相應的返修工藝, 對缺陷進行返修, 每處只允許修補兩次。
2 結語
在質量管理體系中, 焊接是特殊過程。對城市煤氣管道焊接這一特殊過程, 實施全面質量控制, 是煤氣管道焊接施工質量管理的關鍵環節。只有這樣才能有效的保證燃氣管道的焊接質量。
摘要：本文從城市煤氣管道焊接的焊前準備、管道組對、管道焊接、焊接過程的檢查、焊后檢查焊縫返修等方面描述了城市煤氣管道焊接施工和焊接質量控制。
關鍵詞：市政工程,燃氣管道,焊接,施工
參考文獻
[1] 劉俊.建筑安裝企業GB/T-2000的理解與實施[M].北京:中國標準出版社, 2002.
[2] 劉俊.施工企業壓力管道安裝資格申請操作實務[M].北京:中國標準出版社, 2005.
[3] 何志華, 王紅新, 劉俊.城市燃氣管道焊接質量控制[J].煤氣與熱力, 2004 (8) :472～473.