長輸管道不等壁厚焊接的設計

趙連學(山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257000)

0 引言

近幾年長輸管道發生了多起管道爆燃事故，根據相關調查報告：事故的主要原因主要有為：環焊縫存在未熔合、氣孔等原始缺陷，焊接質量差；現場焊接質量不滿足相關標準要求，在組合載荷的作用下造成環焊縫脆性斷裂。長輸天然氣輸送管道，一般具有管道長度長、跨度大、焊接距離長、途經地形地貌復雜、穿越道路河流多等特點，同時因為現場作業環境惡劣。提高管道焊接質量，一直是困擾長輸管道施工的技術難題。本文主要針對如何提高不等壁厚焊接質量提出幾點看法。

1 不等壁厚焊接存在位置分析

根據長輸管道設計相關規范要求，長輸管道一般會涉及相同設計系數的直管段焊接、不同設計系數的直管段焊接、相同設計系數直管段與彎管焊接等多種焊接組，根據長輸管道設計相關規范要求，焊接接頭分布設計如表1 所示的幾種情況。

表1 焊接接頭分布情況

2 不等壁厚焊接坡口設計

管道組焊受地區等級、高后果區、穿越跨越、山嶺隧道的分布及熱煨彎管使用影響，存在一定數量的不等壁厚焊口，不等壁厚焊口出現的位置如下：

(1)不同設計系數管段交界處直管直接對焊：0.6 設計系數管段與0.5 設計系數管段交界處鋼管對焊；0.5 設計系數管段與0.4 設計系數管段交界處鋼管對焊。

(2)同設計系數管段直管與熱煨彎管對焊：0.6 設計系數直管與0.6 設計系數熱煨彎管對焊；0.5 設計系數直管與0.5 設計系數熱煨彎管對焊；0.4 設計系數直管與0.4 設計系數熱煨彎管對焊。

針對直管段不等壁厚焊口，需對厚壁鋼管進行現場內坡口處理；針對熱煨彎管與直管不等厚焊接的問題，提出熱煨彎管管端進行工廠加工要求。相連管線壁厚差大于等于2mm 時，彎管端部應先予以削邊，其削邊長度應不小于壁厚差的4 倍，詳見圖1。

圖1 削邊長度示意圖

3 焊接基本要求

焊工必須取得國家質監部門頒發的資格證書，且上崗考試合格后方能進行焊接施工。

長輸管道管口組對應使用對口器，并應在根焊完成后方可拆卸和移動對口器。移動對口器時，管子應保持平衡。

管口組對的坡口型式應符合焊接工藝規程的規定。

有預熱要求時，應根據焊接工藝規程規定的溫度進行焊前預熱。

施焊時不應在坡口以外的管壁上引弧。

施焊時應根據焊接工藝規程的要求采取防風保護措施。

對需要后熱或焊后熱處理的焊縫，應按焊接工藝規程的規定進行后熱或焊后熱處理。

每日下班前應將管線端部管口臨時封堵好，防止異物進入。

接頭設計、工藝要求(包括焊接方向、電流、電壓、焊接速度等)、組對與焊接程序及焊接的其他要求應嚴格按照焊接工藝規程的規定執行。

焊管之間對接焊時，制管焊縫應錯開且間距不宜小于100mm。

管線連頭用鋼管或管段的長度不應小于1 倍管徑。不參與強度試驗的連頭焊口鋼管或管段應提前完成試壓工作。

管線連頭口的焊縫宜預留在地形較好的直管段上，不應強力組對。不得將連頭焊口設在熱煨彎管、冷彎彎管、不等壁厚焊縫處。轉角彎、穿越出土點等位置的固定連頭，宜延伸至地勢平坦的直管段處。

4 結語

施工前梳理變壁厚焊口分布情況，編制變壁厚焊接管道施工方案及焊接作業指導書。

施工前應對鋼管、彎管進行外觀和主要尺寸檢查，對于不符合技術要求的鋼管或彎管應按照規范進行處理。

應將焊接坡口、組對、焊接線能量等列入B 級質量控制點，建立特殊地段施工管理臺賬。

不等壁厚對焊的鋼管、管件需在現場進行過渡坡口加工時，應對管件的管端校圓處理后，采用機械加工。

根焊不應出現未熔合、未焊透及燒穿缺陷。

提出明確的Ⅰ級焊口的比例要求。