刘建军
中石化胜利油建工程有限公司
摘 要：长输管道是国家能源安全输送的一个重要保障，管道工程涉及地域较广，输送压力较高，且为商品天然气具有可燃性，一旦发生泄漏、爆炸、断裂等情况造成的伤害和灾难是致命的。因此，保证长输管道的工程建设质量是一项长期而艰巨的任务。某管道工程干线管道规格为Ф1016*17.5，设计压力10MPa。管道母材选用X70钢,针对目前管道建设的大环境形式，施工难、长距离、大口径、高压力成为该管道工程的主要亮点，对管道施工技术也提出了很高的要求，保证管道安全运行是管道施工人员必备素质。本文结合管道施工多年实践经验，对管道施工中大口径下料组对的技术要点难点及具体实施进行了阐述。
关键词：长输管道；大口径；下料组对；技术要点
我国的管道施工技术随着国内西气东输、陕京一线、陕京二线等几条大、中口径长输管道建设的应用推广也得到了快速的发展，施工技术得到了长足的进步。形成了一整套长输管道适用的行业、企业标准规范和施工操作规程。在施工中大量采用新技术、新工艺、新材料，形成独特的施工技术方法和措施，使我国管道施工技术水平跻身于世界前列。长输管道施工流程一般分山区沟下组焊方式和平原沟上组焊方式:山区沟下组焊:测量放线---施工作业带扫线、清障---便道修筑---管沟开挖---管材倒运---沟下运布管---坡口打磨---管道下料组对---管道焊接---焊口外观检查---防腐补口---管沟回填---地貌恢复。平原沟上组焊:测量放线---施工作业带扫线、清障---便道修筑---管材倒运---运布管---坡口打磨---管道下料组对---管道焊接---焊口外观检查---防腐补口---管沟开挖---管道下沟---管沟回填---地貌恢复。其中下料组对作为焊接前的重要环节,对管道的焊接质量起到至关重要的作用,现场施工过程中如何做到又快又好的下料组对也对施工质量起着关键作用。
一、下料组对前的准备
1.运布管及现场坡口加工
1.1布管前做好施工作业带地形的摸底和检查,准备好布管工具及垫管材的柔性物料。布管前,应按已测量的管道直径、壁厚加以匹配对口,并根据防腐预制厂加工的管道编号加以对应,注意首尾衔接,相信两管口呈锯齿形错开。管道边缘距管外壁间安全距离不得小于50cm,每根管子在管口两端用高20-40cm的土堆、编织袋装土、砂袋、枕木加以支撑垫衬。
1.2防腐预制厂出厂的坡口一般都制作完成,V型坡口应用较为广泛。钢管的切割宜采用机械加工方法,如采用等离子切割、氧气乙炔火焰切割时,必须清除坡口表面的氧化层,并打磨出金属光泽,清除厚度不小于1-2mm。管道组对的坡口应与焊接工艺规程要求参数保持一致。
2.清管及管口清理
管内清理采用自制的清管器来清除管内杂物，清管器与管子接触处绑扎海绵。管口组对前应将管内脏物和杂物清理干净。用磨光机及电动圆盘刷清理管端内外表面50mm内的油污、铁锈和污垢，露出金属本色，并要注意对内涂层的保护。对高出母材的螺旋缝和直缝必须打磨至与母材齐平，打磨范围为距管口10mm。
二、下料组对技术要领及注意事项
1.管口组对要求
1.1焊后错边量要求≤1.6mm，且不大于管道壁厚的10%。为防止焊接变形，错口超标，管口组装时应控制错边量≤1.0mm。
1.2对口后，在跟焊使焊前，若存在大于1.0mm，长度在240mm内的局部错口，必须进行矫正。但跟焊开始后，不得对管口进行任何矫正。
1.3对口间隙的大小，是是否能够实现单面焊双面成型的最重要的因素。现场实际操作过程中对口间隙大小对成型效果的影响分析如表2所示。
2.施工过程注意事项.
2.1为保证焊接质量，防止应力集中，所有变壁厚处厚壁管都要打内坡口，内坡口坡度14-30°，处理后厚壁管的壁厚应≥薄壁管壁厚；且≤薄壁管壁厚+0.8mm。此规定同样适用于热煨弯管的对接。
2.2管口组对应使两对接面的错边量最小,若因尺寸上的变化引起的任何较大错口,应使其均匀地分布在管子的外圆周上,不得用锤击强行校正对口。
2.3相信两管子的螺旋焊缝或直焊缝错开距离要求大于或等于100mm,相信两环焊缝距离不应小于管子外径即不小于1016mm。为了防止焊缝出现裂纹及减少内应力,不采用任何方式的强行组对。
2.4管道敷设改变方向时,应按设计要求采用弹性敷设、热煨弯头或冷煨弯管等形式连接。在弹性敷设管段两个相信而方向相反的弹性弯管之间及弹性弯管和热煨弯头(不允许切割使用,易破坏金相组织)之间,直管段长度应大于2倍外径。
2.5管段置于管墩上,管墩为袋装土或砂袋时,支撑高度不小于0.5m。在管道组对焊接起始端，每天管道组焊末端及待连头管口，采用临时盲板加以封堵，防止小孩和动物、水、泥土等杂物进入管道内。
三、下料组对的实施
1.对口器的选择。管道坡口一般采用机械加工，在现场由于个别管道长度需要调整时，可使用切割机加工。管道组对平原段宜采用内对口器，山区或高陡坡段宜采用外对口器，焊完全部根焊道后方可撤离。连头口和弯头处采用外对口器较为适合，撤离对口器前根焊必须焊完50%以上，长度近似相等，且均匀分布。
2.组对方式的选择
2.1一般平坦地形的地段采用沟上组焊，组对的管口端部应设置稳固的支撑，水平转角弹性敷设角度不应大于5度,大于时采用增加弯管或弯头加以调整。
2.2特殊地段的管道组对。当在纵向坡角大于20度或横向坡角大于15度的坡地进行组对时，应对管道和施工机具采用锚固或牵引等施工措施，以防止发生位移。
2.3当纵向坡角小于20度时，钢管组对应自上而下进行；当大于或等于20度时，可在坡顶将管道组焊完毕，再吊运或牵引就位；当坡长较度时应采用沟下组焊,自下而上进行。
四、结论
1.管道下料对口组对前应将管内的杂物清理干净，并将两端50mm内的油污、铁锈等清理干净，不符合要求的管子不得组装否则会影响下一步的焊接，并对整个管道质量造成影响。2.组对时对口器多采用内对口器，组装方式的选择一般地段均采用沟上组装，施工过程中还需根据现场的地形条件选择合适的施工方式。3.对口间隙的调整关键是保证壁板的垂直度要求，并通过处理焊缝来达到要求的间隙大小。