王康潭
中国二冶集团有限公司 内蒙古自治区包头市 014010
摘要：黔东南州县县通天然气管道建设项目台盘至剑河等天然气管道工程，线路总长度约186.83km，管径分别为DN200和DN300。工程地点位于云贵高原东侧的梯级状大斜坡地带，管线沿途地貌条件复杂，路线途径主要经过山地、沟谷、河流、农田，多次穿越河流、铁路、高速公路、国道、省道、县道、乡道等，地面情况复杂；境内属中亚热带季风湿润气候，降充沛，年均降水量在1200毫米以上，平均雨日为169.2天，降水主要集中在4-10月，日最大降水量为256.5mm（1979.7.12）年均日照1219小时，年日照百分率为28%，全年盛行偏北气流，N、NE、E风向频率最大，全年静风出现频率25%，多年雷暴日数为69天。
如此复杂的环境给施工作业增加了极大的难度，必须因地制宜找方法，监督落实各措施，方可提高管线线路焊接一次合格率，管线线路焊接一次合格率98%以上的质量目
关键词：复杂环境；天然气管道；焊接
1、确定焊接工艺
黔东南州县县通天然气管道建设项目台盘至剑河等天然气管道工程，管径分别为DN200材质L245N无缝钢管和DN300材质L360N无缝钢管/L360M螺旋焊管。管道焊接作为管道施工中的重要一环，其焊接速度的快慢和焊接质量的高低，对管道建设施工和管道建成以后的运行安全都有至关重要的影响，因此合理选择焊接方式对本工程也同样至关重要。
考虑到本工程的沿线地形、地貌和沿途气候等外界环境因素，同时也考虑到本工程的管道直径、壁厚、材质的因素，对于本工程线路管道焊接主要采用半自动和手工下向焊两种主要焊接方式。在地形平坦、开阔，适宜流水施工作业地段，宜采用半自动焊这种高效的焊接方式进行焊接施工作业；在地形狭窄段，宜采用操作相对简便灵活的手工焊进行焊接施工。焊接施工前，应根据《钢质管道焊接及验收规范》GB/T 31032 的要求进行焊接工艺评定，根据评定合格的焊接工艺，编制焊接工艺规程，并应严格遵守和执行焊接工艺规程。
主线路焊接和焊接工艺为焊条电弧焊（SMAW）及焊条电弧焊（SMAW）+自保护药芯焊丝半自动焊（FCAW），连头焊接、返修焊接均为焊条电弧焊（SMAW）。根焊焊条选用E6010，填充、盖面焊条选用E5015，填充、盖面焊丝选用E71T8-A4-K6。
工艺要求：本工程管道组对采用外对口器时，根焊道沿管周长均匀分布，且完成50%以上时方可卸除。所完成的根焊分为多段，且均匀分布，组对吊装设备在根焊完成后方可撤离。管道组对坡口型式V型、坡口角度55°-65°、钝边0.8mm-1.6mm、间隙2.0mm-3.5mm、错边小于等于壁厚的八分之一且连续50mm范围内局部最大不应大于3mm错边沿周长应均匀分布、层间温度80°-150°、根焊与填充焊间隔时间小于等于10min、两管口螺旋焊缝或直缝间距大于或等于100mm、短节长度不小于管道外径且不应小于0.5m。
2、焊接合格率数据收集与分析
虽然施焊的工人均安装焊接工艺评定进行了上岗焊接考试并合格，但是在作业过程中面对复杂的地形焊接质量很不稳定。针对现状，分阶段对现场焊接质量分两次进行了调查。
第一次是对开工初始所焊接的560道焊口进行了焊接质量调查,其中,有焊口外观成型差（焊缝扭曲、焊道宽窄不一，焊缝高度高低不一，且个别部位焊肉低于母材，焊缝错边量超标）、夹渣、裂纹、未熔、内凹、气孔、烧穿等缺陷。
第二次调查重点在连头口焊接、线路折点出现的密集区段，调查结果为裂纹缺陷出现较多。共检查600道,裂纹缺陷都产生在管子正仰脸位置。
两次调查，共检测了1160道，不合项有29道，一次合格率仅为97%。初步分析原因为：在以往装置工艺管道焊接均采用氩弧焊或氩电联焊,每道焊缝由1名焊工进行施焊,且由于焊工施焊经验丰富,向上焊手法熟练;而此工程焊接工艺，每道焊缝需2名焊工同时作业,且在焊缝底部不易长肉,由于在直管段与冷弯管、热弯管连接处存在变壁厚,外观成型不好。
根据统计的数据对影响焊接一次合格率的主要问题“裂纹、夹渣”进行了原因分析：
对分析出来的原因一一调查确定哪些原因为主要原因哪些原因为非主要原因。
3、 采取措施提高焊接一次合格率
3.1针对焊工，提高技能，现场培训
1)重新对施工人员进行了焊接工艺技术交底，从理论上进行重点学习。并采用最合理的装配和施工工序。重新组织一次现场进行练兵、考核，考核合格者方可进行焊接作业，增加了焊工的紧迫感。试件选用现场用Φ323.9×6.3L360M螺旋管，焊材选用纤维素型焊条φ3.2AWSE6010，低氢型焊条φ3.2GB/T5117E5015，自保护药芯焊丝φ2.0AWSE71T8-A4-K6，按焊道每层两名焊工同时施焊，按如下工艺流程施工：
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2)聘用参建过中缅油气管道工程，经验丰富的熟练焊工进入施工一线。
3)组织现有焊接作业人员到本工程一期建设项目学习经验。
结论：通过上述方法在近半个月的时间内，县县通天然气项目全部焊工通过了现场考核，对施工工艺加深了解，手法日渐纯熟，为焊接一次合格率的提高提供了好的前提条件。
3.2加强焊材管理
1）领用焊材时，每个焊工只能领取当日工作量所需焊材，且当日领用的焊材尽量当日用完，避免了当日焊接施工后，剩余焊材由于潮湿空气而导致受潮。若存在焊材剩余，应采取防潮措施进行妥善保管。
2）在领取后，焊材全部放在焊条保温筒内，使用时再拿出，并马上关闭焊条保温筒，避免焊条接触潮湿空气时间过长。
3）对造成焊条浪费的焊工，将按项目部有关文件进行罚款处理。
结论：通过严格管理和控制，降低了由于焊材原因而导致焊接缺陷增加，同时也降低了焊材的浪费。
3.3加强层间温度控制
1）在打底焊焊接作业前，先对组对管口100mm范围内进行烘干处理，去除管道施焊部位表面的湿气及水滴，且由质检员同时进行监检。
2）层间温度控制在80～150℃，且根焊与填充焊间隔时间小于等于10min，每机组由电焊班长用测温枪对每道焊口进行层间温度控制，质检员随时用远红外线测温仪进行抽检，对温度低的部位及时用烤把进行加热处理，保证整个焊道的层间温度均匀。
结论：保证了预热温度和层间温度控制，将温度控制在允许范围内。
3.4采取有力措施，解决施工中雨多、湿度大问题
针对南方气候潮湿，雨水多、湿度大的特点，要求各机组在焊接前必须检测湿度。湿度不符合相关要求时，在焊道处搭设防风、雨棚等措施，并且专人进行检查，否则不允许焊接施工，对不做防护措施而进行焊接作业的机组，技术人员及质检员有权令其停工并在经济上进行处罚，同时在焊接前，最好用烤把对棚内进行烘干处理，把棚内湿度降至最低。
结论：降低了外界环境对焊接质量的影响。
4.结论：
经过采取一系列措施后，对焊接完成的803道焊缝进行了焊口质量检查，其中出现不合格焊口10道，缺陷主要为夹渣、气孔、内凹等，一次合格率为98.7%，使焊接一次合格率得到了质的提高。同时，经过对施工方法优化前后各所需费用进行计算对比，验证此次施工方法的优化改进不仅降低了二次返修所造成的机械、人工费用和焊材等材料的浪费；也提高了作业效率，为本项目带来了一定的经济效益。
参考文献：
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