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燃气工程管道焊接
作者：no1hack 转贴自：中国石油网 点击数：2083
参加燃气管道焊接的焊工必须取得有关部门颁发的《锅炉压力容器焊工合格证》，并连续从事焊接工作，方可准许参加焊接。
化学成分和机械性能不清楚的钢管和电焊条不得用于燃气管道工程。
一般情况下应尽量采用电弧焊，只有壁厚不大于4mm的钢管才可用气焊方法焊接。
一、管子端面检查及组对
管子端面的形状和尺寸是保证焊接质量的首要条件。燃气管道的焊接一般均采用对接接头，根据管壁厚度可分为不开坡口的对接接头和V形坡口对接接头。
不开坡口适用于壁厚4mm时及以下的钢管，为保证焊透，通常留有1～2mm的间隙。
V形坡口适用于壁厚度超过4mm采用。坡口形状及尺寸如表5—3—1所示。坡口的主要作用是保证焊透，钝边的作用是防止金属烧穿，间隙是为了焊透和便于装配。不同壁厚的管子、管件对焊时，如两壁厚相差大于薄管壁厚的25％，或大于3mm时，必须对厚壁管端进行加工，加工要求如图5—3—1所示。
表5—3—1 钢管对接接头尺寸(mm)
管子坡口可采用车削、氧气切割或碳弧气刨等方法进行加工。
管子组对时，两管纵向焊缝应错开；环向距离不小于lOOmm；错口允许偏差为O．5～1．Omm。组对短管时，短管长度不应小于管径，而且不应小于150mm。
二、沟边焊接工作的组织
对口完毕即可进行点固焊，然后焊接成一定长度的管段，待强度试验后，将管段下到沟槽内再焊成管路。焊接工作由一定数量的管子工和焊工组成作业组按流水作业进行。
1. 对口点固焊组 负责把管子放在垫木或转动装置上，对好口，点固焊成管段。
2. 转管焊接组 把点固焊的管段全部施焊完毕，并进行强度试验。
3．固定口焊接组 把下到沟底的各管段连接施焊成管路，一般是在沟内对口和固定口全位置焊接。
上述作业组形式适于长距离和较大管径(DN>150)的焊接工程，短距离的焊接工程根据施工具体条件组织一个或两个作业组。
三、管道的焊接技术
(一)固定口全位置焊接技术
水平管道固定口的焊接特点是焊缝的空间位置沿焊口不断变化。焊接时要随着焊缝空间位置的变化不断改变焊条角度，因此操作比较困难。另外，焊接过程中熔池形状也在不断变化，不易控制，往往出现根部熔透不均匀，表面凸凹不平的焊道。焊缝的不同空间位置，容易产生的缺陷也不相同。如将管口分成八等分(5—3—2)，则从位置1至6容易出现各种缺陷，部位2容易出现弧坑未填满和气孔，部位5容易出现熔透过分，形成焊瘤，部位3和4熔渣与铁水容易分离。焊接时要根据不同位置的特点调整操作工艺，避免产生焊接缺陷。
水平管固定口的焊接通常是以平焊点6和仰焊点1为界，将环形焊口分为两个半圆形焊口，按仰焊、仰立焊、平立焊和平焊的顺序进行焊接。
图5-3-1 不同壁厚钢管的对接
图5-3-2 水平管固定口焊接位置分布
1-半圆起点；2-仰焊；3-仰立焊；4-平立焊；5-平焊；6-半圆终点
(1)前半圈的焊接 起焊应从仰焊部位中心线前5～15mm处开始(图5—3—3)，提前起焊尺寸依管子直径而定，管径小提前尺寸相应减少。在坡口侧面上引弧，先用长弧预热，当坡口开始熔化时迅速压短电弧，靠近钝边作微小摆动。在钝边溶化形成熔池后，即可进行熄弧焊，然后方可继续向前施焊。用“半击穿法”将坡口两侧钝边熔透，使其反面成形，然后按仰焊、仰立焊、立焊、斜平焊及平焊顺序将半个圆周焊完。为了保证接头质量，前半圈收尾时应在越过平焊部位中心线5～15mm处熄弧。焊接时焊条角度的变化如图5—3—3所示。焊接过和程遇到点固焊缝时，必须用电弧将焊缝一端的根部间隙熔穿，以确保充分熔合。当运条至点固焊缝另一端时，焊条应稍停一下，使之充分熔合。
图5-3-3 固定口全位置的焊接的焊条角度变化
(2)后半圈的焊接 由于仰焊起焊时最容易产生未填满弧坑、未焊透、气孔、根部裂纹等缺陷，所以在后半圈焊接开始时，应把前半圈起焊处的焊缝端部用电弧割去约10mm的一段，既可除去可能存在的缺陷，又可以形成缓坡形的焊缝端部，为确保半圈接头处的焊接质量创造有利条件。其操作方法是先用长弧预热原焊缝端部，待端部熔化时迅速将焊条转成水平位置，对准熔化铁水用力向前一推，必要时可重复2～3次，直到将原焊缝端部铁水推掉形成缓坡形槽口。随后将焊条移回到焊接位置，从割槽的后端开始焊接，这时切勿熄弧，以使原焊缝充分熔化，消除可能存在的缺陷。当运条至中心线时须将焊条向上顶一下，以便将根部熔透，形成熔孔后方可熄弧。此后即可进行后半圈的正常焊接。
(3)平焊接头 平焊接头是两个半圈结尾的交接部分，也是整个焊口的收尾部分，要保证此处充分熔合并焊透。为此，运条至原焊缝尾部时，应使焊条略向前倾，并稍作前后运条摆动，以便充分熔合。当接头封闭时，将焊条稍微压一下，这时可以听到电弧击穿根部的声音，说明根部已充分熔透，填满弧坑后即可熄弧。
(4)表面多层焊 完成封底焊缝后，其余各层的焊接就比较容易了。要注意使各层焊道之间，以及与坡口之间必须充分熔合。每焊完一道要仔细清除熔渣，以免产生层间夹渣。
(二)固定，横焊技术
横焊时，熔池金属有自然下流造成上侧咬边的趋势；表面多层焊道不野外焊得平整美观，常出现高低不平的缺陷。
(1)封底焊 因为全部是横焊，条件相同，所以在各种位置时都要使焊条与管子之间保持相同角度(图5—3—4)。具体操作技术完全同于横焊单面焊双面成型操作技术。焊接时要尽可能将熔池的形状控制为斜椭圆形，如图5—3—5(a)所示，这时不易产生夹渣。要避免出现凸圆形焊缝(图5—3—5)，凸圆形焊缝容易产生层间夹渣及熔合不良等缺陷。在用碱性低氢焊条时，运条只能在熔池中作斜向来回摆动，采用不灭弧半击穿焊法。电弧不得任意离开熔池，以免出现气孔等缺陷。组对间隙小时，应增大电流或使电弧紧靠坡口钝边作直线运条，用击穿法进行焊接。
图5-3-4 横焊运条角度
图5-3-5 横焊根部焊缝形状
(a)斜椭圆形(b)凸椭圆形
(2)表面多层焊 为了避免夹渣、气孔等缺陷，焊接电流应大些，运条速度不宜过快，熔池形状尽可能控制为斜椭圆形。若铁水与熔渣混合不易分清，可将电弧略向后一带，熔渣就被吹向后方而与铁水分离。当遇到焊缝表面凸凹不平时，在凸处运条应稍快，在凹处则应稍慢，以获得较平整的焊缝。表面多层焊可采用直线或斜折线运条法。
(三)转动口焊接技术
管子组对后，长度不过长时应尽量采用转动焊法。转动焊可以在最佳位置施焊，因此在整个焊接过程中焊条角度、运条方法等都保持不变，焊接质量也较容易保证。
转动口单面焊双面成型焊接时可在立焊位置和斜立焊位置进行，如图5—3—6所示。立焊位置可保证根部良好熔合与焊透，熔渣与铁水容易分离，组对间隙较小时更适于采用立焊位置；斜立焊位置除具有立焊位置的优点外，还具有平焊操作方便的优点，可用较大的电流，以提高焊接速度。
图5-3-6 管道转动口施焊位置
(a)立焊位置；(b)斜立焊位置 |
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