管道開孔工程焊接管理要素

管道開孔工程焊接管理要素



上圖為天津市先鋒管道工程機械有限公司車間內景，歡迎來廠實地考察。1.管道內介質的流動

金屬的厚度小于6.4mm的帶壓開孔，適當地流動可以降低危險情況發生的可能性。當保持流動時，由于金屬溫度升高而產生的液體過熱，燒穿及流體在封閉系統內產生熱膨脹的可能性是較小的。但是，過快的流動又可能增大焊縫的冷卻速度和裂紋產生的可能性。所以，當焊接時，最好是既要避免過低的流速，同時也要避免過高的流速。需要的最小流速是在降低燒穿的危險和產生裂紋的可能性之間來權衡。

對于厚度為6.4mm-12.7mm的金屬，流動也會增加焊縫冷卻速度和開裂風險。盡量降低流速可降低開裂風險和燒穿風險。

對于厚度超過12.7mm的金屬，流量對焊縫冷卻速度和燒穿風險的影響可以忽略不計。

在某些情況下，如在火炬管線中進行焊接或帶壓開孔作業時，可能發生流量不足或中斷，從而在焊接作業過程中生成易燃混合物。在這些情況下，需用蒸汽、惰性氣體或飽和烴類氣體吹掃或沖洗管線，避免形成易燃混合物。

2.金屬厚度

管道或設備的母材厚度應能支撐新的連接和帶壓開孔機，否則，可能需要對帶壓開孔機增加加強圈板或附加支撐。母材嚴禁有夾層、氫脆或應力腐蝕裂紋。應對可能影響焊縫質量的缺陷做出評價。

應在書面文件中對工件的最小母材厚度的要求加以說明。4.8mm是大多數焊接和帶壓開孔所推薦的最小母材厚度。為預防燒穿，實際的母材最小厚度為強度所需厚度加上一個安全厚度（通常是2.4mm）。當符合冶金和壓力（真空）限制要求時，也可采用不同于推薦值的壁厚。

3.配件

用到的機械或焊接配件，例如焊接出口管件、短節、三通、鞍座和接管等，應選擇合適的配件進行連接。配件尺寸應與帶壓開孔機相匹配，以便帶壓開孔機的刀具在其行程限度內有足夠的穿透深度，并且在取回刀具和切片時，不能影響閘門的關閉。

4.焊后熱處理（PWHT）

一些設備和管道不宜進行不停產焊接，這是因為該金屬的冶金性能、厚度或成分需要焊后熱處理。而焊后熱處理通常不能在設備或管道加壓的情況下進行。在這種情況下，宜考慮用機械方法連接配件或將設備停運。

若執行焊后熱處理，應審核此作業，以確定潛在火源，并提供適當的許可和程序。

5、金屬溫度

如果金屬溫度低于大氣露點，在焊接前應考慮預熱焊接區，以保證金屬表面不結水氣。當大氣溫度低于-20攝氏度時，應采取特殊措施，例如選用與母材成分和性能相同或相近的高韌性焊接材料（見GB 50341-2003中的4.7.2）、提供臨時的掩體、空間加熱器等，否則不宜直接進行焊接。如管材溫度在0-10攝氏度時，需要采取包括使用特種焊條等焊接控制措施。

當母材具有高碳當量或高拉伸強度時，焊接程序可能要求進行預熱以避免產生裂紋。

6.應避免在距法蘭或螺紋連接少于460mm內，或在距焊縫（包括焊接管線的縱向焊縫）約70mm內進行焊接或帶壓開孔。

帶壓開孔位置的選擇應確保接頭位置能為帶壓開孔機的安裝、操作和拆除留出余地。應確定告知操作人員發生潛在泄漏或緊急情況時的逃生口，以確保應急需要。

焊接和帶壓開孔連接以及修理和改造的規程應依據GB 9448,GB50316,GB50341-2003和SY/T4103-2006執行。

規程應包括墊圈、閥、螺栓的規格。在需要時，規程還應包括加強墊板、鞍座。

7、管道與設備內介質

不應在包含下述物質的管道或設備上進行焊接和帶壓開孔作業：

a.接近或處于易燃易爆范圍內的蒸氣和空氣或蒸氣和氧的混合物。因焊接的灼熱可能導致蒸氣混合物進入爆炸極限范圍，同時焊接或隨后進行的帶壓開孔可提供火源。

b.氧氣或富氧空氣。氧氣可能會使氣體混合物變得易燃，并對焊接的母材產生影響。

c.壓縮空氣。除非已知壓縮空氣中不含潤滑油殘留物等易燃和可燃物。

d.氫。除非進行了相應的工程評價。在作業過程中，碳和鐵素體合金鋼很容易發生高溫氫脆。因此，應確保設備在所涉及特殊鋼材的納爾遜（NELSON）曲線范圍內操作。

e.熱敏型化學反應材料。如過氧化物、氯或可能因焊接產生的熱急劇分解或變成有害物質的其他化學品。工程評估應確定動火作業溫度以及此溫度是否會引起化學反應。

f.苛性堿、胺類、酸類（例如氫氟酸）。這些助劑可能導致焊縫區或熱影響區產生裂紋。

g.乙烯等一些不飽和烴。這些烴類可能會因焊接造成的高溫發生熱分解，在管壁、設備壁上產生局部熱點而導致管道，設備失效。