特殊材料管道黃金口的焊縫返修

陸 瑾，張金彬，施釗暉

石油天然氣獨山子工程質量監督站，新疆克拉瑪依 833600

0 引言

本文所介紹的是獨山子千萬噸煉油及百萬乙烯工程項目120萬噸/年延遲焦化裝置和55萬噸/年聚丙烯裝置，管道安裝特殊材料黃金固定口的焊縫返修方法。

所謂黃金焊口（Golden Joint），是指管道安裝過程中在試壓前不能焊接的固定焊口：1）裝置與裝置之間碰頭的最后一個焊口；2）管道與設備的連接口；3）給排水和工藝管線的碰頭口；4）稱之為黃金固定口。在現場實際的施工中黃金固定口必須進行100%的無損檢測，根據設計圖紙、管道介質、管道壓力可采用射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測、超聲波檢測等。以下簡稱為黃金口。

1 施工特點

1.1 工程特點

延遲焦化裝置有大量的1Cr5Mo、9Cr1Mo（爐管）管道焊接、聚丙烯裝置有大量的異種鋼管道焊接。

具體實例見表1：

表1

1.2 施工難點分析

1Cr5Mo、A333-6+304L、不銹鋼管道焊接時打底焊縫與氧氣發生氧化反應。這兩種材料在焊接時都必須要在管內充氬氣保護，目的為了防止打底焊縫背面的氧化。焊縫的焊接質量是焊接施工的重點，也是焊縫返修的難點。

1）1Cr5Mo、9Cr1Mo在焊前必須預熱，焊后要進行焊縫消除殘余應力熱處理。因為熱處理會把合金元素燒損，1Cr5Mo、9Cr1Mo就失去原本耐熱鋼的本能，返修焊縫不能超過兩次返修。

2）A333-6+304L、不銹鋼在焊接前必須充氬氣保護，選擇正確的異種鋼焊接材料。A333-6+304L是低溫鋼與不銹鋼的焊接，其工作溫度低（-46℃），焊接工作量大，稍有不慎就會出現質量事故。

從以上看出焊接施工難點主要為：（1）設備口、管件與管子的厚度差別大；（2）大部分都是設備連接口和一些與外裝置的碰頭口；（3）與外裝置管廊的施工誤差和圖紙設計誤差等，都會累計到黃金口上；（4）焊接位置和焊接條件十分的苛刻；（5）焊接變形的控制，特別是裝置與主管廊的黃金口（天氣的變化、膨脹系數的差異），因為管廊的管支架大部分都是滑動的；

2 適用范圍

本方法適用于特殊材料的黃金口打底層（氬弧焊）的焊縫返修，如CrMo耐熱鋼、不銹鋼等。

3 工藝原理、流程、操作要點

特殊材料焊縫的返修，其焊接材料、焊接方法、焊接工藝、焊接設備都與正式焊接沒有發生改變，其關鍵就在于管道內充保護氣體的方式、方法和焊接前的準備不一樣，以前對黃金口的返修是直接將整個焊縫用氣割割掉，然后再重新焊接一遍。

現在的返修主要工序如下：先將要焊接的黃金口焊口內貼上糯米紙然后再組對焊接，因為糯米紙是用糯米漿制成的、漿糊是用面粉制成的，管道在后續的清洗吹掃的程序中除去，不會給管道帶來任何危害。具體如圖1所示：

圖1

如果檢測后的黃金口焊縫需要返修的位置是打底層時，就可以直接將要返修焊縫的部位用砂輪機磨穿，然后再從磨穿的孔充入氬氣，一定要將管口內氬氣充滿，充分的將管內空氣排盡，目的為了防止管內殘余空氣在焊接時與熔池產生氧化。

氬氣充滿的檢驗方法：用打火機的火苗靠近已磨穿的焊縫位置，當看見火苗在晃動，說明氬氣已經充滿，就可以進行補焊。補焊的位置可以全部采用氬弧焊焊接，也可以采用氬弧焊打底電焊蓋面的焊接方法。

具體操作方法如下：1）CrMo耐熱鋼返修焊接時先將返修位置局部預熱到250℃～350℃，因為是局部加熱可以采用加熱板進行加熱。預熱的溫度可以根據環境的溫度來調節。當環境溫度低于0℃時，可將預熱溫度調至400℃。焊接完后立即對焊縫進行局部的熱處理，熱處理溫度為760℃，至少熱處理完畢24小時后對返修位置進行無損檢測；（注明：為了使熱處理更精確，熱電偶應在返修焊縫位置兩邊各分部一個。） 2）A333-6+304L、不銹鋼焊縫返修時不需要焊前預熱和焊后熱處理。當氬氣已經充滿時，就可以進行補焊了。

對返修位置進行檢測，焊縫質量符合現行標準《承壓設備無損檢測》JB/T4730-2005中的相應規定，合格率達到了100%。采用以上方法對黃金口焊縫得到及時返修，不但成本低、速度快，而且不影響工程的施工進度。

4 應用實例

本方法在新疆獨山子千萬噸煉油及百萬乙烯工程項目120萬t/年延遲焦化裝置和55萬t/年聚丙烯裝置的管道安裝待到應用。從開車至今返修的黃金口焊縫一直在正常的運行中。

[1]中華人民共和國國家標準.工業金屬管道工程施工及驗收規范（GB50235-97）[S].北京：中國計劃出版社，1998.

[2]中華人民共和國國家標準.現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范（GB50236-98）[S].北京：中國計劃出版社，1998.