任剛 呂延鑫 郭存杰

北京天然氣管道有限公司維搶修中心

摘要：輸氣管道停輸動(dòng)火連頭作業(yè)是面對突發(fā)或特殊情況下的管道施工作業(yè)，其下料、組對及焊接是其中非常重要的環(huán)節，直接決定了作業(yè)成敗，介紹了作業(yè)過(guò)程中質(zhì)量控制措施，分享了管理經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：輸氣管道；動(dòng)火連頭；下料對口；焊接；質(zhì)量控制

輸氣管道停輸動(dòng)火連頭作業(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)火連頭） 是天然氣管道、天然氣站場(chǎng)面對突發(fā)情況、檢修或擴建改造時(shí)常用的搶維修作業(yè)方式，具有施工難度大、機械化程度低、施工時(shí)間緊等特點(diǎn)，其作業(yè)過(guò)程質(zhì)量控制管理尤為重要。

1  動(dòng)火連頭流程

動(dòng)火連頭流程為：管道停輸―天然氣放空―氮氣置換―可燃氣體檢測―管道切割―氣囊封堵―管口打磨―測量及下料―吊裝下溝―組對連頭―焊口加熱―焊接―無(wú)損檢測―防腐補口等。

此外還包括施工方案編制及審批，作業(yè)風(fēng)險識別及排除，機具設備和現場(chǎng)準備，如作業(yè)坑的開(kāi)挖及修整、支護按比例進(jìn)行放坡、兩端設逃生通道等。

2  動(dòng)火連頭作業(yè)質(zhì)量管控

2.1  管工作業(yè)要求

停輸連頭一般要求24小時(shí)內連續作業(yè)，時(shí)間緊、勞動(dòng)強度大，對作業(yè)人員要求較高。

（1）管工進(jìn)場(chǎng)前熟悉作業(yè)方案，進(jìn)行前期現場(chǎng)勘察及準備工作，以及現場(chǎng)工器具的合理擺放。

（2）短節、管件及閥門(mén)等物料按照設計要求進(jìn)行前期的核對驗收，完成動(dòng)火點(diǎn)管道的支護工作。

（3）短節、管件進(jìn)行組對時(shí)，必須將坡口表面、邊緣，內部的鐵銹、毛刺使用手持砂輪機清理干凈。

（4）管道組對過(guò)程中出現偏差、錯口、間隙等情況時(shí)不能強力組對，進(jìn)行必要的修磨、調整。

（5）短節下料、組對前，必須確保新舊管段的焊縫錯開(kāi)不能出現重合現象。

（6）吊裝作業(yè)必須指定專(zhuān)人指揮，避免多人指揮造成吊裝失誤事件。

2.2  應力移位應對

原管道在斷開(kāi)的瞬間管道應力得到釋放，兩管口之間會(huì )發(fā)生不可預知的上、下、左、右方向位移或反彈，操作人員在管道切割過(guò)程中需做好相應的安全措施。產(chǎn)生位移會(huì )影響測量精度，造成管壁錯邊量較大、對口間隙不均勻等現象，需采取以下措施。

（1）必須考慮測量尺寸偏差、施工現場(chǎng)溫度變化、管體收縮變形等因素，測量尺寸計算補償需要計算上下左右的補償，包括角度。

（2）為保證下料尺寸精準，按照以下步驟進(jìn)行： 在切除需要更換的管道后，在管道上選擇一端切割出一道正口，打出兩固定管的中心線(xiàn)，并分出四等份。在管段外徑周長(cháng)上，分別畫(huà)出上下左右四條中心線(xiàn)；切割出的直口作為基準口延長(cháng)管段頂部中心線(xiàn)，測量?jì)晒芏蔚母叨绕�差。延長(cháng)管段的左右中心線(xiàn)，測量?jì)晒芏蔚淖笥移�差；取管口的上、下、左、右四點(diǎn)測量?jì)晒芏沃�間相對應的結構尺寸和對角線(xiàn)尺寸；在下料管道上同樣分出上下左右四等份，測量出相應的結構尺寸并測量出疊加角度。通過(guò)相對應的位置，畫(huà)出所測得的實(shí)際長(cháng)度，減去一個(gè)坡口長(cháng)度，再加上±4 mm間隙，通過(guò)測量出的四點(diǎn)長(cháng)度尺寸進(jìn)行劃線(xiàn)；測量出數值后進(jìn)行復測確保尺寸精度，在下料管段的短節上明確A、B兩端并打出中心線(xiàn)，用圈帶圈出所要去除的切割線(xiàn)然后進(jìn)行切割、打磨、組對。

2.3  管內氣流及管壁磁場(chǎng)應對

管道內部氣體受晝夜溫差變化影響、放空管抽吸現象、控制閥門(mén)關(guān)閉不嚴等因素，形成氣流干擾焊接作業(yè)，應采取如下措施。

（1）管道兩端內部采用氣囊、黃油墻封堵。

（2）越到焊接封口時(shí)，氣流進(jìn)出越大，焊接手法要好、速度要快。

（3）可選用連頭對口設備，使設備內壓力和管線(xiàn)壓力一致，保證焊接成型。

（4）長(cháng)輸管道一般都經(jīng)過(guò)漏磁智能檢測，停氣連頭時(shí)，焊接過(guò)程將受到管壁磁場(chǎng)影響，使用管道消磁機消除管道兩端磁力后再焊接。

2.4  焊接工藝調整

在焊接工藝規程許可范圍內，可根據焊口的組對狀況、管內氣流和管口磁場(chǎng)等因素的變化，適當調整焊接工藝流程。如：L245、Φ273 mm×12 mm 的管道連頭時(shí)，管內有氣流流出，在具備纖維素焊條根焊焊接工藝規程情況下，可將鎢極氬弧焊根焊工藝改為纖維素焊條根焊工藝，以減少氣孔缺陷產(chǎn)生傾向。調整連頭焊縫的焊接順序，控制焊縫應力盡量均勻化，避免局部過(guò)高，引發(fā)焊縫裂紋。對有應力集中現象的高強鋼管道，焊口應盡量在自由狀態(tài)下按合理順序焊接（圖 1、圖 2 ），避免高強鋼管道停氣連頭產(chǎn)生焊縫裂紋。

圖 1 停氣連頭作業(yè)的合理焊接順序

圖 2 管道焊接現場(chǎng)

2.5  防止焊口冷裂紋

焊接過(guò)程中焊口產(chǎn)生冷裂紋，應對措施如下。

（1）加強焊接接頭的焊前預熱工作，預熱范圍不僅限于返修的這一塊區域，也包括預熱其他的焊接接頭部位，避免焊接收縮應力由于溫度不同對返修連頭的影響。

（2）確定適宜預熱溫度以降低焊縫冷卻速度，可使氫更易從焊縫熔池向大氣中擴散，減少焊縫中擴散氫含量。

（3）選用適當后熱溫度和時(shí)間。焊后趁焊縫溫度未降低時(shí)立即進(jìn)行后熱，使擴散氫有充分的時(shí)間溢出，同時(shí)降低焊縫中的殘余應力，減少冷裂紋產(chǎn)生幾率。

（4）盡量防止強力組對，連頭位置不夠或者兩端中心軸不對稱(chēng)，應多挖出一段掩埋管道，給對管留下調整余量。強力組對將使長(cháng)輸管線(xiàn)在焊接前就存在強大的附加內應力，這種內應力在焊后也不可能完全消除。采用死對口器，在焊接接頭未完全冷卻前，不要將對口設備拆除。

（5）避免焊接工藝缺陷產(chǎn)生，如咬邊、未焊透、長(cháng)條狀夾渣等工藝缺陷部位是應力集中區，容易產(chǎn)生冷裂紋。

2.6  其他措施

嚴格執行焊接規范，確保焊接質(zhì)量。焊工要求持證上崗,并參加過(guò)相應的應急演練和培訓，有良好的職業(yè)道德和過(guò)硬的心理素質(zhì)�？筛鶕�焊工技能特點(diǎn)和性格、思想狀況等合理搭配組成作業(yè)小組。

焊工前期進(jìn)場(chǎng)合理規劃焊接設備的擺放及調試。確定動(dòng)火連頭采用的焊接工藝規程，焊工和現場(chǎng)技術(shù)員熟悉焊接工藝規程和技術(shù)交底相關(guān)內容，并對母材和焊接耗材進(jìn)行復驗，相關(guān)型號、規格必須符合焊接工藝規程要求，如焊條和焊絲有生銹、藥皮脫落、違規烘烤等情況，立即更換處理。氬氣進(jìn)行前期測試確保氣體純度。采用多層焊接時(shí)，清除干凈層間熔渣，外觀(guān)檢查合格后進(jìn)行下一步焊接。焊接完成后做好相應的保溫措施。施工場(chǎng)地內所有焊接廢棄物，要按相關(guān)規定回收處理，做到“工完料凈場(chǎng)地清”。

動(dòng)火連頭作業(yè)完成后，保存作業(yè)過(guò)程參數數據，分析查找不足之處，總結施工作業(yè)經(jīng)驗，完善質(zhì)量控制措施，指導和規范后續動(dòng)火連頭作業(yè)。

作者簡(jiǎn)介：任剛，助理工程師，1968年生，2008年畢業(yè)于河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院油氣儲運工程專(zhuān)業(yè)，本科，北京天然氣管道有限公司維搶修中心搶修隊隊長(cháng)，現主要從事天然氣管道維搶修工作。聯(lián)系方式：18635699152，qiangxiuzhongxin@163.com。