陳學(xué)武 歐毅 朱文學(xué)

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摘要：補板修復是油氣管道管體補強修復、局部腐蝕或泄漏事故后應急搶修時(shí)常用的焊接方式。本文詳細介紹了補板修復的適用范圍、焊材選擇、焊接前的準備、焊接方法，并針對仰位焊接鐵水下墜等補板焊接時(shí)常遇問(wèn)題，結合實(shí)踐經(jīng)驗，提出解決之策，可供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：補板修復；仰位焊接；沖擊韌性；焊道；規程

輸油管道根據不同要求和地質(zhì)條件，一般埋設在1.2 m～2.5 m地下。長(cháng)期處于潮濕的環(huán)境中，再加上陰極保護不足、防腐層脫落、外力破壞等原因，會(huì )導致管道表面局部腐蝕和穿孔等失效事故。在這種情況下，補板修復就是一種比較合適的快速應急搶修方法。

1  補板修復適用范圍

補板修復主要適用于設計壓力不高于6.4 MPa或管材鋼級低于X60的管道母材局部修復，主要針對因氧化腐蝕導致的管道母材局部腐蝕后的焊接修復、直徑小于8 mm的腐蝕孔、長(cháng)度小于管道周長(cháng)1/6的裂紋、其他不能進(jìn)行換管的管體缺陷和打孔盜油等應急情況下的修復。根據腐蝕面積的大小，補板應預制成圓形，材料等級與被修復管道的材料等級相匹配。補板修復管道缺陷存在氫脆、管道裂紋、管壁燒穿或爆裂等焊接風(fēng)險，故進(jìn)行補板修復時(shí)要嚴格執行相關(guān)工藝規程，在保證安全可靠的條件下進(jìn)行焊接操作。焊縫區域缺陷不應使用補板焊接修復，嚴禁在違反焊接工藝規程、違反安全操作規程的情況下進(jìn)行補板修復。

2  補板修復焊材選擇

CHE507RH（E5015-N1P）是高韌性超低氫鈉型的低合金鋼焊條，具有優(yōu)良的塑性、低溫韌性和抗裂性能，工藝性能較好，可用于沖擊韌性有更高要求的壓力容器強度型低合金鋼與耐熱型、低溫型低合金鋼之間的焊接，力學(xué)性能見(jiàn)表 1。采用直流反接，可進(jìn)行全位置焊接，焊接工藝參數見(jiàn)表 2。

表 1 熔敷金屬力學(xué)性能（ 620℃× 1 h回火）

表 2 焊接工藝參數

3  補板修復焊接前準備

要全面了解漏點(diǎn)搶修作業(yè)地點(diǎn)工況，對漏點(diǎn)大小、位置、形狀、漏點(diǎn)及漏點(diǎn)附近管壁厚度進(jìn)行準確的測量。對修復點(diǎn)附近的可能存在的危害因素進(jìn)行識別和排除安全隱患，尤其是有毒有害、易燃易爆、高空墜物、狹小空間和觸電等危險因素，要重點(diǎn)管控。焊接前要認真清理修復部位管體表面雜質(zhì)，并用測厚儀測量各個(gè)點(diǎn)位的管道壁厚，避免焊接時(shí)燒穿等風(fēng)險。CHE507RH是堿性焊條，使用前烘干至350℃～400℃，保溫1～2小時(shí)，存放在焊條保溫桶隨用隨取。要提前準備好合適的堵漏材料進(jìn)行堵漏作業(yè)。根據泄漏孔的大小選擇合適的木楔子，用防爆手錘將木楔子釘進(jìn)泄漏孔內，用鋼鋸將外面剩余部分鋸掉，將膠皮用鑄工膠粘在焊接補板上，焊接補板貼在泄漏部位并用手拉葫蘆固定，便于焊接。

4  補板焊接操作方法

（1）根部焊道

打底焊道，觀(guān)察補板A點(diǎn)處、B點(diǎn)處分別與主體管道之間是否貼合緊密。如果A點(diǎn)間隙較大、B點(diǎn)處貼合緊密，那么宜從A點(diǎn)起弧，沿補板角焊縫向右側順時(shí)針?lè )较蜻M(jìn)行焊接（圖 1）；如果B點(diǎn)間隙較大，那么宜從B點(diǎn)開(kāi)始焊接。這樣能夠減少焊接過(guò)程中，因A點(diǎn)起弧處的反向收縮力較大，造成B點(diǎn)處補板翹起，導致間隙過(guò)大，從而影響焊接質(zhì)量。焊接時(shí)，焊條角度與補板角焊縫呈45°，與焊接方向前傾夾角80°方向，采用一字往復的運條方法短弧焊接。

圖 1 補板示意圖

（2）填充焊道

用砂輪機清理打底焊道表面的接頭部位，去除表面氣孔、夾渣、焊瘤等缺陷，不要破壞主體管道表面。根據補板厚度采用多層多道排焊。第一道填充焊道起弧位置宜在補板打底起弧焊接，位置錯開(kāi)20 mm～30 mm。引燃電弧，待熔池溫度升高、電弧穩定后壓低電弧，熔池寬度達到填充焊縫寬度的2/3時(shí)開(kāi)始運條焊接。形成的焊接熔池厚度不要太厚，避免熔池金屬下墜。第二道填充焊道起弧位置與上一層及上一道焊道起弧點(diǎn)錯開(kāi)20 mm～30 mm。以后的焊道照此類(lèi)推，避免接頭位置的焊接應力和缺陷疊加在一起，影響補板修復的焊接質(zhì)量。

（3）蓋面焊接

蓋面焊接采用水平一字形往復擺動(dòng)運條方法。焊縫的中部焊道采用近似于水平橫向斜拉微量擺動(dòng)小鋸齒形運條方法。采用兩種運條方法進(jìn)行組合焊接，目的是利用各自運條方法的焊接優(yōu)點(diǎn)，使焊縫兩側焊道薄，中部焊道厚，從而使表面成型能夠達到圓滑過(guò)渡的效果。

5  仰位焊接鐵水下墜解決措施

仰位焊接時(shí)，焊接熔池在自身的重力影響下會(huì )產(chǎn)生下墜和熔滴過(guò)度，形成焊縫偏向補板一側的現象，造成焊接缺陷和焊縫熔合不良。為避免這些問(wèn)題，焊接時(shí)焊條與補板一側宜成30°夾角，采用一字往復的運條方法。此焊法的優(yōu)點(diǎn)是每道焊道成型窄，焊接熔池小，焊條在單位時(shí)間內完成的焊道長(cháng)，熔池溫度由高溫向低溫轉變速度快，焊接熔池形成的表面張力控制優(yōu)于其他焊接方法，能夠有效的防止焊接熔池在自身重力影響下產(chǎn)生下墜，也可減少其他焊縫缺陷。

作者簡(jiǎn)介：陳學(xué)武，1985年生，助理工程師，新疆輸油氣分公司鄯善維搶修中心焊工，主要從事輸油氣管道維搶修工作。聯(lián)系方式：18209656864，584888447@qq.com。