最新《J33焊接与切割标准》QCNPC 78-2002 管道下向焊接工艺规程.pdf

Q/C N P C中国石油天然气集团公司企业标准Q/C N P C 7 8-2 0 0 2管道下向焊接工艺规程We l d i n g p r o c e d u r e s f o r v e r t i c a l d o w n s t i c k w e l d i n g o f p i p e s2 0 0 2 一0 7 一 0 8 发布2 0 0 2 一 0 7 一 0 8 实施中国石油天然气集团公司发 布Q/C N P C 7 8-2 0 0 2目次一前言 1 范 围规范性引用文件67899.19.21 0焊 接材料保管及焊前处理 ，“”一 2焊接设备 ，2焊 接工艺评定及焊工考核 ，.，2焊接 ，2 焊前准备 。，2 焊接施工 246焊缝检 验及缺陷返修 一 “”附录A(规范性附录)常用国内外钢管的化学成分和力学性能 ，附录B(规范性附录)下向 焊条选用条件 ，Q/C N P C 7 8-2 0 0 2前言 本标准是在S Y/I 4 0 7 1-9 3 管道下向焊接工艺规程的基础上，经标准编制人员广泛的调查研究，总结多年来石油行业管道下向焊接方面的经验，并结合当前管道焊接技术的现状，经过补充和反复修改而成。本标准附录A和附录 B都为规范性的附录。本标准由中国石油天然气集团 公司 质量安全与环保部提出。本标准由 石油工程建设施工专业标准化委员会归口。本标准起草单位:中国石油天然气管道局职业教育培训中心、中国石油天然气管道局生产技术处。本标准主 要起草人:高泽涛、张玉芝、李建军、郭爱东、韩德辉、米秋战、董义娟。本标准由中国石油天然气管道局职业教育培训中心和中国石油天然气管道局生产技术处负责解释。Q/C N P C 7 8-2 0 0 2管道下向焊接工艺规程范 围 本标准适用于直径不小于1 5 9 m m，材质为碳钢、低合金钢，输送介质为石油、天然气的管道对接焊缝手工电弧焊全位置下向焊接。其他介质输送管道下向焊接可参照本标准执行。2 规范性引用文件 下 列文件中的条款通过本标准的引 用而成为本标准的条款。凡是注日 期的引 用文件，其随 后所 有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注 日 期的引用文件，其最新版本适用于本标准。G B/T 5 1 1 7 碳钢 焊条 G B/I 5 1 1 8 低合金钢焊条 G B/I 8 1 6 3 输送流体用无缝钢管 G B/T 9 7 1 1.1 石油天然气工业 输送钢管交货技术 条件 第 1 部分:A级钢管 G B/-f 9 7 1 1.2 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第 2部分:B级钢管 S Y/T 0 4 5 2 石油天然气金属管道焊接工艺评定 S Y/I 4 0 5 6 石油天然气钢质管 道对接焊缝射线照相及质量分级 S Y/I 4 0 6 5 石油天然气钢质管 道对接焊缝超声波探伤及质量分级 S Y/I 4 1 0 3 钢质管道焊接及验收 A WS A 5.1 碳钢手工电弧焊焊条 A WS A 5.5 低合金钢药皮焊条 A P I S t d 1 1 0 4 管道及有关设施的焊接 A P I S p e c 5 L 管线管规范3总则管道下向焊接施工，除应符合本标准规定外，尚应执行国家现行的有关标准、规范的规定。钢管输油输气管道用钢管应符合下列标准要求:GB/I 9 7 1 1.1;-GB/I 9 7 1 1.2;-GB/F 8 1 6 3;-A P I S p e c 5 L.当业主有要求时，应按业主要求执行。焊条5.1 焊条的选用:a)焊道根焊宜选用纤维素型下向焊条，输气管道填充盖面应选用低氢型 下向 焊条。b)管线连头及管子与管 件焊接，宜选用低氢型 焊条。Q/C N P C 7 8-2 0 0 25.2 管道全位置下向 焊接用焊条应符合下列标准规定:a)焊条的性能应符合G B/I 5 1 1 7,G B/I 5 1 1 8,A WS A 5.1,A WS A 5.5 的 规定;b)焊条的 焊接工艺性能应满足管道全位置下向 焊接要求;C)管道全位置下向焊接国外焊条的选用，可按照附录B的要求。6 焊接材料保管及焊前处理6.1 管道焊接用下向 焊条，必须有产品合格证和同 批号的 质量 证明书。6.2 下向 焊 条 应 避 免 受 潮气、雨 水、雪 霜 及 油 类 等 有害 物 质的 侵 蚀，应 在 干 燥 通 风的 室内 存放。6.3 下向 焊条应按说明书规定进行烘干;说明 书规定不明 确时，应按下列要求烘干。a)低氢型下向焊条烘干温度为3 5 0 1C-4 0 0 10，恒温时间为l h-2 h;b)纤维素型下向 焊条在受潮的情况下应烘干，烘干温度为7 0 r-8 0 t，最高不得超过1 0 0 r-,恒温时间 为0.5 h-1 h.6.4 经烘干的低氢下向焊条，应存人温度为 1 0 0 一1 5 0 的恒温箱内，随用随取。6.5 现场使用的 低氢下向焊条，应存放在性能良 好的接通电源的保温筒内。6.6 施工现场当天 未用完的下向焊条应回 收存放，低氢焊条重新烘干后应首先使用。重新烘于的 次数不得超过两次。6.7 纤维素焊条在 任何情况下不得重新烘干。6.8 药皮出现裂纹、脱落等影响焊接质量的下向焊条不得用于管道焊接。6.9 焊条烘干、发 放、回收应设专人负责，并做好详细的记录。7 焊接设备7.1 管道下向焊，应使用直流焊接电 源。7.2 焊接电源的性能必须稳定，功率等参数应满足工程焊接要求。8 焊接工艺评定及焊工考核8.1 焊接工艺评定及焊工考核应按业主 规定的 标准执行。8.2 如业主对焊接工艺评定及焊工考核没有指定执行标准时，国内标准应参照 S Y/I0 4 5 2,S Y/I4 1 0 3执行;国外标准应参照 A P I S t d 1 1 0 4 执行。，焊接9.1 焊前准备9.1.1 管道下向焊接施工前，应根据焊接工艺 评定制定下向 焊接及缺陷 返修工艺规程。9.1.2 参加管道施工的电焊工必须持有有效的焊工资格证。对连续六个月未从事下向焊的焊工，应在施工前进行试焊，合格后方可从事焊接工作。9.1.3 管道施工前应将坡口 表面两侧各l o m m范围内的油污、浮锈、水分、泥沙、气割后的熔渣、氧化皮等杂物以 及坡口内 侧机加工毛刺等清理干净，内 外表面露出金属光泽。9.1.4 管口 组对尺寸应符合焊接工艺规程要 求。9.1.5 当管子在沟外焊接时，管口 处的 作业空间不小于4 0 0 m m。在管沟内焊接时，工作坑尺寸应能保证焊工操作和施工安全。9.2 焊接施工9.2.1 在下列任何一种环境下，如不采取有效的防护措施，不得进行焊接。a)雨天或雪天;b)风速超过8 m/S;2Q/C N P C 7 8-2 0 0 2 c)大气相对湿度超过9 0 0 6;d)焊接的环境温度不足以保证焊件焊接质量且影响焊工的技能。9.2.2 管口组对宜选用内对口器，在撤离内对口器前必须完成 1 0 0%根焊。若采用外对口器时，撤离 外对口 器前根焊必须完成5 0%以上。9.2.3 施焊时，管子应保持稳定，不得受到震动和冲击。9.2.4 焊接地线连接应牢靠，禁止地线与钢管间产生电弧而烧伤钢管表面。9.2.5 施焊时严禁在坡口以外钢管表面上引弧。9.2.6 根焊道必须熔透，背面 成形应良 好。9.2.7 根焊道焊完后，应尽快进行热焊道焊接，根焊道与热焊道间隔时间不宜超过1 0 m in a9.2.8 每层焊道和每道焊口 应连续焊完，中间不应中 断，更换焊条应迅速，应在熔池未冷却前换完焊条。必要时使用角向磨光机打磨尾坑，再行引弧。9.2.9 全位置下向焊接应遵循薄层多遍焊道的原则，层间必须仔细清除熔渣和飞溅物，对根焊及各填充焊道产生的凸起部分和接头高点也需进行必要的打磨，焊工 自 检合格后方可焊下一层焊道。9.2.1 0 每相邻两层焊道接头应错开2 0 mm以上。9.2.1 1 用纤维素下向焊条施焊，焊条发红时，该根焊条应予废弃。9.2.1 2 管道下向焊施工宜采用流水作业，施焊顺序如图1(a),(b)和(c)o9.2.1 3 不同管壁厚度所需焊道层数，宜符合表 1的规定。焊 工 甲 焊工 乙刀-4 0 6.4 (u m)焊工乙1焊工甲2图1 施焊顺序Q/C N P C 7 8-2 0 0 2表 1 不同管壁厚度要求的焊层数壁厚 1 1 U】67-89-1 01 0-1 21 3-1 51 6-1 81 7-2 02 1 一2 6层数33-44-55-76-87-98-1 09-1 3 在盖面焊前管 道两侧立焊部位宜加焊一层。当 坡口焊口 宽度超过1 2 mm 时，为保证焊接质量，需考虑使用排焊。9.2.1 4 用纤维素型 下向焊条焊接工艺参数，宜符合表2 规定的范围。表 2 纤维素型下向焊条焊接工艺参数项目焊 条 直 径 】I U l l电 流 极 性电流 A电压 V焊 接 速 度 c m/m i n根焊3.2直流正接或反接6 0-9 02 0-3 51 2-2 04.08 0-1 2 02 0-3 5巧 一 3 0热焊3.2直流反接叩 一 1 2 02 5-4 0巧-3 01 0 0-1 4 02 5-4 02 0-3 54.0填充及盖面4.0直流反接1 1 0-1 4 02 0-3 5巧-2 59.2.1 5用纤维素+低氢型下向焊条焊接工艺参数，宜符合表3 规定的范围。表 3 纤维案型+低氮型下向焊条焊接工艺参数项目焊 条 直 径 n l 口1电 流 极 性电流 A电压 V焊 接 速 度 c m/min根焊(纤维素型焊条)3.2直流正接或反接6 0-9 02 0-3 51 2-2 08 0-1 2 02 0-3 51 5-3 04.0热焊(纤维素型焊条)3.2直流反接9 0 一 1 2 02 5-4 01 5-3 01 0 0-1 4 02 5-4 02 0一3 54.0填充焊及盖面焊(低氢型焊条)4.0直流反接1 8 0-1 2 02 0-2 51 5-2 59.2.1 6 预热温度应根据钢管的 材质、气候条件等因 素，经焊接性试验 及焊接工艺评定确定。焊前预热过的焊口，应按工艺规程的要 求保持层间温度。9.2.1 7 对于L 3 6 0 及以下等级的钢材，环境温度在 5 以上时，可不预热，直接进行现场焊接;对于L 4 1 5 及以 上等 级钢材，焊前必须预热到 1 0 0 一 1 5 0 r o9.2.1 8 预热宽度应以 坡口两 侧各大于7 5 二 为宜，该范围内的预热温度应均匀一致，预热温度可采用测温笔或测温计在距焊缝中心线 5 0 mm处对称测量。9.2.1 9 需后热或缓冷处理的焊 缝，应按焊接工艺规程的 规定进行。9.2.2 0 焊接施工中，应按规定 认真填写有关原始记录。9.2.2 1 焊接施工中，焊工必须 遵守管道施工有关安全的 规定。焊缝检验及缺陷返修 管道焊缝表面质量应在焊后及时检查。检查前应清除熔渣、飞溅等杂物，表面质量检查合格后00，11Q/C N P C 7 8-2 0 0 2方可进行无损检验。1 0.2 管道焊缝表面质量应符合下列规定:a)表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。b)咬边深度不得大于0.5 mm，在任何长 3 0 0 m m焊缝中两侧咬边累计长度不得大于 5 0 r n mo c)焊缝余高以O r n m-1.6 二 为宜，局部(指管底部处于时钟5 时一7 时位置)不得超过3 r n m,且长度不得超过 5 0 i n mo d)焊缝宽度 应以坡口 宽度每侧增加0.5 m m-2.O m m为宜。1 0.3 钢管表面的伤疤、擦伤等缺陷 应打磨光滑;当其深度大于0.5 7 n m时，应对其进行修补。1 0.4 焊缝无损检验的标准应按业主的要求执行。如业主无要求时，可参照 S Y/I 4 0 6 5,S Y/1 4 0 5 6或S Y/1 4 1 0 3 执行，其探伤比例和 合格级别应按业主规定执行。1 0.5 缺陷 修补前，修补处的 铁锈等杂物应清理干净，并应将缺陷彻底清除。1 0.6 焊缝返修宜使用同等强度级别的低氢焊条，并应按返修工艺规程的要求进行。1 0.7 同一部位的缺陷返修次数不得 超过两次;若超过两次，必须经业主或工程监理批准。1 0.8 所有 返修的焊缝长度，均应大于5 0 m m o1 0.9 当焊 缝裂纹累计长度小于焊缝长度的8%时，经业主同 意后，应按合格的返修工艺规程进行返修。当 焊缝裂纹累计长度大于焊缝长 度的8%时，该道焊口 必须切除。1 0.1 0 返修后的 焊缝部位，应按原规定的 方法进行探伤 检测，并应达到合格标准。Q/C N P C 7 8-2 0 0 2 附录A 规范性附录)常用国内外钢管的化学成分和力学性能A P I S p e c 5 L规定的(无缝钢管和焊接钢管)有A 2 5,A 2 5 R,A,B,X 4 2,X 4 6,X 5 2,X 5 6X 6 5,X 7 0,X 8 1 级钢管。常用国外钢管的化学成分和力学性能见表 A.1.表 A.1 常用国外钢管的化学成分和力学性能A.x6A.钢级化 学 成 分力 学 性 能Cm ax M nm a.Pm aXSm ax N bm inVm in T im in屈服强度 M F a抗拉强度 M】J aX4 20.2 81.2 50.0 4 00.0 52 8 941 3X4 60.2 81.2 50.0 4 00.0 53 1 74 3 4X5 20.2 81.2 50.0 4 00.0 53 5 84 5 5X 5 60.2 61.3 50.0 4 00.0 50.0 0 50.0 0 50.0 0 53 8 64 8 9X6 00.2 61.3 50.0 4 00.0 50.0 0 50.0 0 50.0 0 54 1 35 1 7X 6 50.2 61.4 00.0 4 00.0 50.0 0 50.0 0 50.0 0 54 4 85 3 0X7 00.2 31.6 00.0 4 00.0 54 8 25 6 5X8 00.1 8.8 00.0 3 00.0 1 85 516 2 0注:由制管厂选定不主祝、钒、钦三种元素 1，或填加其中一种，或填加它们的任一组合。A.3 G B/19 7 1 1.2规定的有 L 2 4 5,L 2 9 0,L 3 6 0,L 4 1 5,L 4 5 0,L 4 8 5,L 5 5 5 oA.4 常用国内 钢管的 化学成分和力学性能见表A.2 o 表 A.2 常用国内钢管的化学成分和力学性能钢级化 学 成 分力学性能CS iM nPS1 bVT1抗拉强度 M N比 4 50.1 60.4 51.50.2 50.0 2 00.0 40.0 44 1 5L 2 9 00.1 60.4 51.50.2 50.0 2 00.0 40.0 44 1 51 36 00.1 60.4 51.60.2 50.0 2 00.0 50.0 50.044 6 01,4 1 50.1 60.4 51.60.2 50.0 2 00.0 50.0 80.0 55 2 0以 5 00.1 60.4 51.60.2 50.0 2 00.0 50.1 00.0 65 3 5L 4 8 50.1 60.4 51.70.2 50.0 2 00.0 60.1 00.0 65 7 0L 5 5 50.1 30.4 51.80.2 50.0 2 00.0 60.1 00.0 66 2 5Q/CN P(一 7 8 一2 002 附录B (规范性附录下向焊条选用条件B.1 纤维素型下向焊条焊接，焊条选用见表 B.1。表 B.1 纤维素型下向焊条选用钢 管 等 级焊 条选 用 刁 3 广 1、9 7 1 1AP I S P 笙 S L A W S 八5.1AWSAS.5GB/T sl l 7G B 门5 1 1 81 2 1 0以 4 5以 90口 2D曰 6D A BX4 2X4 6x5 2根焊道E 6 0 1 0E 4 3 l O其余焊道卿L 41 勺X5 6入6 0根焊道F 6 01 0以 3 1 0其余焊道E 7 01 0I A S OL 4 吕 勺X6 5入7 0根焊道1访0 1 0F 4 3 1 0其余焊道E 8 01 0】巧5 5x8 O根焊道贬 万 0 1 0E4 3 1 0其余焊道E 驯)1 01 如 0 1 0B.2 纤维素型+低氢型焊条选用见表B.20 裹B.2 纤维素+低氮型焊条选用钢 管 等 级焊 条 选 用(祀/1、9 7 1 1A P I 均 卿S L一 AWSA S.1AWS才 巧.5G B/T5 1 1 7(3 B 门，5 1 1 8L Z1 01 24 5公 oo曰 20曰 60 A BX 4 2X4 6X5 2根 焊 道一籈E6010E4 3 1 0其余焊道E 7 0 1 8 巧 0 1 8】月 1 5L 4 5 01 月 8 5X 冈X6 5X 7 O根焊道二 0 1 0一以 3 1 0其余焊道E S O 1 8E 5 5 1 81 巧5 5x8 O根 焊 道E 6 0 1 0E 4 3 1 0其余焊道E9 0 1 8E1 00 1 8E 6 0 1 8