天然气管道工程管道焊接施工方案.doc

天然气管道工程管道焊接施工方案1.1全自动焊焊接1.1.1全自动焊焊接工艺选择根据以往全自动焊接的施工经验，为提高焊接生产率，保证工程质量，针对本工程特点，结合目前焊接装备（CPP900全自动焊焊接设备）、焊工技术的水平，管道焊接采用内焊机根焊+双焊炬填充盖面焊接方法。1.1.2 焊接施工焊接施工流程示意图 1）在完成管口组对预热后，焊接设备启动前，应检查设备、指示仪表、开关位置和电源极性。在正式焊接前，应在试板上进行焊接工艺参数调试。不应在坡口以外的管表面上起弧。 2）焊接地线应靠近焊接区，宜用卡具将地线与被焊管牢固接触，不应产生电弧灼伤母材。为防止管内空气流速过快，在管口端部采用快开封堵盲板进行管口临时封堵。 3）根焊焊工操控管道内环缝自动焊机进行管道根部焊接，自动焊操作时，应注意观察电弧在坡口两侧的熔合情况，随时调整焊炬摆动宽度及坡口边缘停留时间。 4）内焊机根焊时产生的漏焊、成型不良等缺陷宜从钢管内部采用内焊机补焊枪进行内补焊。内补焊总长度应不大于1/3管周长。 5）根焊完成后，立即进行热焊，间隔时间不宜过长，随时对焊道温度进行检测，保证符合焊接工艺要求。 6）在进行下一步焊接前应用砂轮磨除已完成焊道表面的熔渣、密集气孔、引弧点高凸处。焊口完成后，应将接头表面的熔渣、飞溅物等清除干净。 7）填充焊道宜填充（或修磨）至距离管外表面1mm2mm处。可根据填充情况在立焊部位增加立填焊。 8）盖面焊缝为多道焊时，后续焊道至少宜覆盖前一焊道1/3的宽度。盖面焊部位余高不足，或表面存在明显气孔、咬边等缺陷时，应对相应部位焊缝的整个宽度进行打磨和焊接修补。 9）自动焊热焊、填充焊或盖面焊的焊接过程中，不应采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、自保护药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护半自动焊等焊接方法进行修补焊接，应采用原焊接工艺进行修补作业。自动焊时每处修补长度应大于100mm。若相邻两修补处的距离小于规定的长度，应按一处缺陷进行修补。修补过程中应保证控制道间温度。 10）焊道顺序和最少焊道数量应不少于焊接工艺规程规定。 11）在两个焊工（操作工）收弧处，先到达的焊工（操作工）应多焊部分焊道。 12）每道焊口宜连续完成。当日不能完成的焊口应完成50%钢管壁厚的焊接且不少于三层焊道。次日焊接前，应预热至焊接工艺规程要求的最低道间温度。每个流水机组当日留口不宜超过10道。 13）焊接施工中，应按规定填写有关原始记录。 14）应在距离焊缝顺气流下游方向1.0m1.5m的位置做好标记。1.1.3人员、设备配置 1）吊管机型号选型 三种壁厚管材重量计算 =21.4 G=0.0246621.4（1422-21.4）11.5=8500kg/根 =25.7 G=0.0246625.7（1422-25.7）11.5=10177kg/根 =30.8 G=0.0246630.8（1422-30.8）11.5=12152kg/根 防腐层重量计算 G=0.0033.1416（1.422+0.003）160011.5=247kg/根 90t吊管机起重性能参数幅度（m）1.221.522.533.544.555.566.57起重量（t）9075564436302624211816141385% 起重量（t）76.563.747.637.430.625.522.120.417.815.313.611.911起升高度（m）7.35m吊臂5.755.75.635.55.385.194.954.664.313.883.372.731.88起升高度（m）8.6m吊臂76.96.86.76.66.46.265.75.354.5470t吊管机起重性能参数幅度（m）1.221.522.533.544.555.566.5起重量（t）705642332723201715148.9885% 起重量（t）59.547.635.72822.919.51714.412.711.97.56.8起升高度（m）7m吊臂5.375.325.215.064.874.634.3443.583.062.431.03注：1. 幅度为吊钩中心到支重轮外缘水平距离；2. 表中起重量包括吊钩的重量650kg；3. 表中起重量是在整车水平状态下，在硬质地面上起重量；4. 表中起重量为最大倾覆荷载，倾覆荷载的85%为动荷载；倾覆荷载的70%为行走荷载，行走荷载不大于30t（90t级）/20t（70t级）。从以上吊管机参数及管材重量分析，70t级吊管机仅适用于现场倒运及布管施工，无法参与二接一及管道下沟施工，相对利用率较低。考虑整体施工部署，为了提高综合使用效率，在1422管道焊接施工中，用于到运管、布管、组对焊接施工全部使用90t级吊管机。 2）人力资源配置全自动焊接机组人力资源配置表序号岗位单位数量备注1机组长人12副机组长人13技术员人14质检员人15安全员人16管工人37焊工人188维修工人29吊管机机手人210挖掘机机手人211移动电站机手人812库管人113辅助工人8合计51 3）设备资源配置全自动焊接机组机械设备资源配置表序号名称规格型号单位数量备注1吊管机90t台2组对2挖掘机PC320台23焊接工程车100kw台8焊接4內焊机CPP900-IW56台1组对、根焊5外焊机CPP900-W2台2热焊机6外焊机CPP900-W2台12填充、盖面7空压机1.6m3台1组对8客车25座台2接送上下工地9油罐车2T台1运送油料10皮卡台1合计32 4）工效测算 焊接口数计算根据以往施工经验，长输管道使用的钢管平均长度为11.5m，1km管线的焊口数量为：N=100011.5=86.9687道口定义一般地段（坡度15）1km管线的焊接口数为87道口； 每日按8小时工作时间，每周5天有效工作时间，每月有效工作日为54+2=22天。 全自动焊接工效测算序号管材 工序1422 X80壁厚 （21.4 mm）计算公式及取值原则1对口6min2台吊管机对口2预热10min3根焊2min4热焊5min5填充12min 8层6盖面15min7辅助时间5min8合计28min对口+预热+根焊+热焊+辅助时间9单道口时间91min10测算工效15（道/日）工效=（7h60min/h）/28min=15（道/日）1.2半自动焊焊接1.2.1半自动焊接工艺选择在平原地区采用沟上半自动流水作业，在山地施工中采用沟下半自动焊施工，其施工工艺主要采取 STT/RMD+ 药芯焊丝半自动焊方式进行施工。1.2.2焊接施工 1）半自动焊采用内对口器进行组对，焊接时，采取快开盲板封堵措施防止管内空气流速过快。 2）气体保护电弧焊时，引弧前宜将焊丝端部去除约10mm长度。 3）相邻焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上。焊接前每个引弧点和接头应修磨。应在前一焊道全部完成后再开始下一焊道的焊接。热焊与根焊宜连续进行。 4）焊接时，焊条或焊丝不宜摆动过大，对较宽焊道宜采用多道焊方法。焊接时发现偏吹、粘条、表面气孔或其它不正常现象时应立即停止焊接，修磨接头后方可继续施焊。 5）焊工（操作工）在焊接过程中发现缺陷应立即清理修补，每处修补长度应大于50mm。若相邻两修补处的距离小于规定的长度，应按一处缺陷进行修补。修补过程中应保证控制道间温度。 6）单个焊道宽度应小于12mm，当焊道宽度大于12mm，应采用多道焊。 7）手工、半自动和自动外根焊时，产生的根部未熔合、未焊透、焊穿、内咬边及错边等缺陷宜从钢管内部采用低氢型焊接材料进行内补焊。进入管内进行焊接作业时应有批准的安全措施。 8）其它相关要求参照自动焊焊接施工要求。1.2.3人员、设备配置1）沟上半自动机组人力资源配置半自动焊接机组人力资源配置表序号岗位单位数量备注1机组长人1负责机组全面工作2副机组长人13技术员人1负责管线数据4质检员人15HSE员人16管工人37焊工人24根焊4人、剩余工序每车2人8维修工人19吊管机机手人210挖掘机操作手人111焊接工程车机手人1212司机人513后勤人114库管人115辅助工人10合计652）沟上半自动机组设备资源配置半自动焊接机组设备资源配置表序号名称规格型号单位数量备注1吊管机90t台2组对2挖掘机PC320台1打管堆2焊接工程车100kw台10焊接3根焊工程车120kw台2根焊焊接4根焊焊机STT/RMD台45半自动焊机（配送丝机）台222台备用6焊机（焊接电源）DC400台222台备用7内对口器D1422台1组对8客车25座辆29自卸吊5t辆1缓冷材料安装10油罐车2T辆111皮卡辆112双排1.5T辆1拉运材料合计703）工效测算 焊接口数计算根据以往施工经验，长输管道使用的钢管平均长度为11.5m，1km管线的焊口数量为：N=100011.5=86.9687道口 每日按8小时工作时间，每周5天有效工作时间，每月有效工作日为54+2=22天。半自动焊接工效测算（沟上半自动焊接）序号管材 工序1422 X80壁厚 （21.4 25.7 30.8mm）计算公式及取值原则1对口6min考虑每根管子重量增加约1.3吨，调整管子难度增大，考虑平均时间略有增加。2预热10min中频加热3根焊20min按D1422周长为4.465m，考虑管子高度增大，接头增多应延长时间,取4个根焊工，约取20min。4热焊22min按周长比例取值计算，D1422为2.3min，约取2.5min。5填充20min不同壁厚分别为9、11、14遍6盖面20min7辅助时间5min8合计41min对口+预热+根焊+辅助时间9测算工效11（道/日）考虑二填后可以留口，每日有效工作8小时，最后30分钟不应再进行组对焊接，所以组对焊接时间为7.5小时。工效=（7.5h60min/h）/41min=11（道/日）返修和连头施工不占用关键路径的时间，不予以考虑4）沟下半自动施工人力资源配置半自动焊接机组人力资源配置表（沟下焊接）序号岗位单位数量备注1机组长人1负责机组全面工作2副机组长人13技术员人1负责管线数据4质检员人15HSE员人16管工人37焊工人16根焊4人、剩余工序每车2人8维修工人19吊管机机手人210挖掘机操作手人111焊接工程车机手人912司机人513后勤人214库管人115辅助工人10合计555）沟下半自动施工设备资源配置半自动焊接机组设备资源配置表（沟下焊接）序号名称规格型号单位数量备注1吊管机90t台2组对2挖掘机PC450台13焊接工程车100kw台6焊接4多功能焊接工程车120kw台1根焊焊接5根焊焊机STT/RMD台36焊机（焊接电源）DC400台142台备用7半自动焊机（配送丝机）台142台备用8内对口器D1422台1组对9客车25座辆210自卸吊5t辆1缓冷材料安装11油罐车2T辆112皮卡辆113双排辆114环形火焰加热器个215合计506）工效测算（沟下焊接） 焊接口数计算根据以往施工经验，长输管道使用的钢管平均长度为11.5m，1km管线的焊口数量为：N=100011.5=86.9687道口 每日按8小时工作时间，每周5天有效工作时间，每月有效工作日为54+2=22天。半自动焊接工效测算（沟下焊接）序号管材 工序1422 X80壁厚 （21.4 25.7 30.8mm）计算公式及取值原则1对口10min考虑每根管子重量增加约1.3吨，调整管子难度增大，考虑平均时间略有增加。2预热10/20min中频加热/环形火焰加热器3根焊26min按D1422周长为4.465m，考虑管子高度增大，接头增多应延长时间,取3个根焊工，约取26min。4热焊22min按周长比例取值计算，D1422为2.3min，约取2.5min。5填充20min不同壁厚分别为9、11、14遍6盖面20min7辅助时间15min8合计61min/71min对口+预热+根焊+辅助时间9测算工效7（道/日）/6(道/日）考虑二填后可以留口，每日有效工作8小时，最后30分钟不应再进行组对焊接，所以组对焊接时间为7.5小时。工效=（7.5h60min/h）/56min=8（道/日）1.3 连头焊接 当在铁路穿越、公路穿越、定向钻穿越等管线施工完成及线路主管线下沟完成后，需将穿越管或转角点断点与主管线进行连接施工，其工作需往往有单独施工机组进行施工。1.3.1连头地点宜选择在地势平坦段，连头口宜选择在直管段上。应避免连头口设在热煨弯管、冷弯管等或不等壁厚焊缝处。转角弯、穿越出土点等位置的连头，宜延伸至地势平坦段。1.3.2连头时应采用机械式氧乙炔火焰切割机或机械切断方法。采用机械式氧乙炔火焰切割后，切割面应采用角向磨光机或机械切削的方法去除至少0.5mm的厚度。1.3.3根据连头点形状与长度大小，计算出管沟开挖形状，使用全站仪按要求测放出连头管沟开挖边线，再使用挖掘机进连头沟开挖，要求两端的连接钢管应裸露足够的长度，为便于连头焊口能够在同一轴线上，需使用吊管机进行调整。1.3.4连头沟开挖完成后，使用百米绳测量出连头用管实际长度，并进行管道下料，采用火焰切割管材，并将切割的管材端口进行坡口休整，修磨要均匀、无毛刺。1.3.5组对前先使用中频加热器对管口进行预热，然后采用外对口器进行组对，组对前应确保组对钢管的轴线对中。避免焊接接头承受侧向弯曲、扭转类型的应力。1.3.6为减小热胀冷缩对拘束应力的影响，宜在当日环境温度下降前至少完成根焊焊缝的焊接。根焊过程中，不需振动或移动管道。1.3.7连头焊接应采用评定合格的连头焊接工艺规程，应由具有连头上岗证书的焊工快速、连续的进行，每层焊道的厚度宜不超过3mm。1.3.8焊接完成后，需对连头焊缝进行外观检查，检查合格后进行100%射线检测和100%超声波检测，射线检测的底片质量满足评判要求。1.3.9金口连头应在试压工作完成后进行。金口如果存在根部未熔合，焊口应评为三级片。1.3.10人员、设备配置 1）人员资源配置连头施工人力资源配置表序号岗位工种人员数量备注1机组长12技术员13安全员14质检员15管工36焊工67挖掘机操作手18吊管机操作手29焊接工程车操作手410司机211辅助工8合计30 2）设备资源配置连头施工设备资源配置表序号设备名称型号规格单位数量1挖掘机PC450台12全站仪台13吊管机90t台24焊接工程车100kw辆35焊机（配送丝机）DC400套66外对口器个27中频加热器120kw套18多功能焊车20T台19消磁机台110客车25座辆111皮卡辆1合计201.4返修焊接当焊口出现裂纹、未融合、气孔、夹渣等焊接缺陷时，根据无损检测报告中给出的缺陷位置，及时安排人员、设备进行翻修。1.4.1焊口返修要求 1）当检测结果为裂纹缺陷时，除弧坑裂纹外，所有焊口必须从管线上切除。 2）焊道中出现的非裂纹性缺陷应进行返修。 3）返修焊接应由具有返修上岗资格的焊工完成。 4）返修焊接应采用评定合格的返修焊接工艺规程。返修焊接工艺规程至少应包括以下内容：a) 缺陷的去除方法和打磨开口宽度；b) 证实返修部位缺陷完全清除的方法；c) 规定是局部预热还是整口预热，规定预热和道间温度；d) 焊接方法和其它细节说明。 5）根焊道、填充焊道及盖面焊道中出现的非裂纹性缺陷应进行返修。同一位置焊缝的返修次数应不超过2次，根部焊缝只允许返修1次。 6）每处返修长度应大于100mm。两相邻缺陷距离小于100mm时按一处缺陷进行返修。 7）应使用动力角向砂轮机去除缺陷，返修焊接前应仔细检查焊道以证实缺陷已完全清除。 8）全壁厚返修时应按焊接工艺规程的预热温度和宽度要求对整个焊口进行预热，非全壁厚返修可对返修部位及其上下各100mm范围内的焊道进行局部预热。 9）返修处应采用射线检测和超声波检测的方法进行检测。返修焊缝质量应满足规范要求。1.4.2返修施工 1）通过下发的焊口返修指令获取返修位置信息，向监理提出返修作业申请，同时将返修位置在焊口上做好标记，准备好设备、人员、物资。 2）返修作业申请批准后，通知监理到现场进行施工监督。 3）对返修焊口使用中频加热器进行预热，预热温度达到焊接要求后，撤离加热器，使用砂轮机对焊口进行打磨，打磨坡口形式按照焊接工艺工程要求进行，直至将缺陷去除。 4） 遵照焊接工艺规程中返修施工工艺进行焊接，焊接完成后应清楚表面熔渣、飞溅和其它污物。当焊缝余高超高时，应进行打磨，打磨后应于母材圆滑过渡，但不得伤及母材。 5）当施焊环境条件不符合焊接规范要求时，需采取有效的防护措施（增加防风棚等）。1.4.3人员、设备配置 1）人员资源配置序号岗位工种人员数量备注1质检员12焊工23焊接工程车操作手14司机1合计5 2）设备资源配置序号设备名称单位数量1焊接工程车辆12焊机台23火焰加热器台24皮卡辆1合计6