夏锋社1 淡 勇2
1 前言
压力管道作为一种特殊设备广泛用于石油、化工、冶金、电力及城市燃气和供热行业。城镇燃气管道是城市规划和城市建设的重要组成部分。但城镇燃气管道具有其特殊性，输送气体易燃、易爆，地处繁华闹市，埋地敷设，一经投入使用，不可能像锅炉压力容器及地上管道那样可以进行定期检验，事故的潜伏性和危险性都很大。国家劳动部于1996年4月23日颁布了《压力管道安全管理与监察规定》［1］，但与之配套的实施细则还未颁布出台。下面，笔者根据压力容器制造质量管理的要求，结合对有关管道施工标准规范的理解，略论城镇燃气管道焊接质量管理与检验。
2 对施工单位的要求
施工单位必须具有一定的燃气管道施工经历和施工经验，具有行之有效的能够确保施工质量的、严密的质量保证体系，具有与之相适应的技术力量、施工装备和检验手段，取得相应的施工资质和压力管道安装许可证后方可参与城镇燃气管道的施工。
3 焊工的管理
优良的焊接质量是通过焊工的实际操作来实现的。因此，从事城镇燃气管道焊接的焊工必须持证上岗。焊工可通过《锅炉压力容器焊工考试规则》［2］规定的相应项目的考试取得焊工证，在有效期内可承担焊工证规定范围内的焊接工作。凡中断焊接工作6个月以上的焊工，必须重新考试，合格后，才能重新担任管道的焊接工作。管道施工单位应建立焊工技术档案，内容包括①焊工一览表（姓名、性别、年龄、本工种时间、钢印号、历次考试的合格项目及有效期）；②焊工考试的原始资料。
在城市燃气管道施工中，施工单位要定期进行焊接质量考评，详细记录每一名焊工所焊焊缝的质量情况，至少每季度统计一次，计算出一次外观合格率和一次探伤合格率，建立焊工焊接业绩档案。这样，可从中全面了解一名焊工的技术状况，便于管理和提出持证焊工免去重新考试的申请。
4 焊接设备的管理
焊接设备必须有专人管理。建立设备档案，详细记录设备名称、编号、型号、产地、生产日期、购进日期、使用日期、维护保养记录、各阶段的操作和维护人员等。制定相应的安全操作规定和维护保养规定并认真贯彻执行。焊接设备上的电流表和电压表应齐全，并且应定期校验，保证在有效期内使用。保证设备整洁、通风、干燥并且具有参数稳定、调节灵活、安全可靠和满足焊接工艺要求的性能。
5 焊接材料的管理
施工现场必须具有符合工艺要求的焊材库及烘干、去污、保温设施，并建立严格的验收、保管、烘干、发放及回收制度。购进的焊材必须是国家定点生产厂家生产的优质名牌产品，且须具有产品合格证和质量证明书，标记应清晰牢固。入库前对焊材须进行严格的检查验收，焊条药皮不得脱落或有明显的裂纹，合格后方能按要求登记入库。焊材库应保持干燥，相对湿度低于60％，温度在5～25℃为宜，每天应有详细记录。焊材摆放时应与墙和地面相距300mm以上，并分类分批摆放，同时有明显的标记。烘干、保温设备上的各种仪表应在有效期内使用，详细记录由焊材库领出焊材的规格、型号、编号、数量及领取日期。焊条使用前必须烘干。烘干应使用预约单，以避免反复烘干，烘干的次数一般不超过两次。应详细记录烘干的温度和时间。一般酸性焊条烘干（150～200℃），1～2h，碱性焊条烘干（380～420℃）2h。根据烘干预约单发放焊材，并记录所发放焊材的日期、规格、型号、批号及数量。现场焊接时焊条应放在焊条保温筒中保管。焊后所剩的焊条及时返库，并做好回收退库记录。
6 焊接工艺试验与评定
目前城镇燃气管道多采用优质碳素钢板制成的有缝钢管。这种钢管可焊性好，焊接工艺和经验较为成熟，原则上施工前可不做焊接工艺试验与评定，但是，具有下列情况之一时，应进行焊接工艺试验与评定：①首次使用的材料和新材料；②现场实际焊接作业时，存在有明显妨碍焊接操作的障碍时；③建设单位要求时。管道焊接工艺试验与评定应按GBJ236－82规范［3］中有关规定执行。在焊接工试验与评定合格后，才能根据试验结果、图样技术要求和有关施工验收规范编制焊接工艺规程，经焊接技术负责人批准后严格执行。焊接工艺规程的主要内容应包括焊接材料、焊接方法、坡口形式及制备方法、焊缝接头的组对要求及公差、焊缝结构形式、焊接设备型号规格、焊接电流种类和极性、焊接线能量及和保护气体流量、预热、后热及层间温度的要求、指定检验方法等。
7 焊接准备、接头组对及焊接
7.1 一般要求
除以上各原则性的要求外，城镇燃气管道在焊接施工前应按设计要求核对材质、规格、型号，并进行外观检查（包括外形尺寸、宏观缺陷和防腐质量检查），检查合格证、材质证明书和防腐质量检查报告，符合要求方准使用，否则，应进行必要的化学成分复验，机械性能复验及防腐补伤检查。使用前应将管子、管件内部清理干净，不得存有杂物。管子应在沟底标高、中心线坐标、沟底宽度和管基质量检查合格并挖好工作坑后方可下沟。当管子及管件的施焊环境出现下列情况之一时应禁止施焊：①风速大于或等于8m/s，气体保护焊风速度大于或等于2m/s；②相对湿度大于90％；③下雨或下雪天气；④环境温度低于－5℃。若在环境温度低于－5℃时必须施焊，应采取搭棚、加热等取暖措施，且焊前对焊件需预热40～60℃。采用气体保护焊前，气体的纯度应在99.9％以上。
7.2 焊前准备
管道焊缝的设置，应避开应力集中区，便于焊接及检验，且不宜在焊缝及其边缘上开孔。两相邻对接焊口中心距：公称直径DN＜150mm时，不应小于外径，DN≥150mm时，不应小于150mm。相邻两管段的焊缝应错开，其距离应大于1/3周长。焊缝坡口形式、尺寸及其加工方法应严格按照焊接工艺规程执行，并在组对前将坡口表面及其边缘内外侧20mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺和氧化皮等清除干净，不得有裂纹、夹层等缺陷。
7.3 接头组对
组对时焊件应放置稳固，以避免焊缝在焊接过程中产生附加应力。严禁强力组对，防止产生焊接裂纹和减少内应力。严格按照焊接工艺要求保证坡口的间隙尺寸，并应做到内壁平齐。内壁错边量应满足以下要求：①Ⅰ、Ⅱ级焊缝不应超过管壁厚度的10％，且不大于1mm；②Ⅲ、Ⅳ级焊缝不应超过管壁厚度的20％，且不大于2mm；③不等厚的管子与管子或管子与管件组对时，应按照GBJ236－82有关规定加工处理。
7.4 点固焊
焊缝组对时的点固焊及固定卡具焊缝的焊接应选用与正式焊接要求相同的焊接材料及工艺措施。点固焊长度10～15mm，高度2～4mm，间距50～200mm。点固焊的焊肉不得有裂纹、夹渣、气孔等缺陷，一经发现应及时处理。点固焊的两端应磨成缓坡形。采用卡具组对点固焊时，点固后待焊口温度自然降至常温后才能拆除卡具。拆除卡具时不应损伤母材，拆除时应对残留痕迹打磨修整，并认真检查，打磨深度不应低于母材，不得用敲打或用手强扭的方法拆除。
7.5 焊接
焊接过程中应严格执行焊接工艺规程，同时做好施焊记录。为防止穿堂风，在管道的两头应临时封堵。焊接中应注意起弧和收弧质量，收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头应错开，每层焊前应认真进行自检和层间打磨清理。除工艺有特殊要求外，每条焊缝应一次连续焊完。如因故被迫中断，应采取防裂措施，再焊前必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。焊后应将焊缝表面的熔渣及焊缝两侧的飞溅物清除干净，并在焊缝旁边规定的位置上打上焊工钢印号。(www.xing528.com)
8 焊接检验
焊接检验是指从技术准备、材料准备、设备、人员、焊接过程到焊缝质量的全过程的检查，是对焊缝表面和内在质量进行合理的综合性评价，是确保管道安装质量的技术监督工作。焊接检验应坚持自检、互检与专业检验相结合，确认上一工序合格后方可进入下一工序。焊接检验可分为焊接前检查、焊接中间检查和焊接后检验。
8.1 焊接前的准备
焊接前检查项目，主要包括以下几个方面：审查焊接工艺规程是否齐全，内容是否正确，是否符合现行技术标准，制定的焊接工艺有无焊接工艺评定依据；审查焊接工艺所依据的评定是否能适用于该管道的焊接，评定本身是否按GBJ236－82标准执行，其焊接工艺评定是否经批准；审查持证焊工证件上所列的合格项目是否能与所承担的焊接工作相适应，如果有一项不符合或者过期，则应认为不具备焊接资格；审查母材与焊材的合格证及质量证明书是否齐全，是否符合设计要求；检查焊接设备及电流表、电压表的完好情况；检查坡口形式、尺寸、组对要求、坡口及坡口两侧表面的清理是否符合焊接工艺的要求；检查焊材的烘干情况和干燥设备是否符合技术文件的要求；焊前需预热的焊缝，检查预热设备和预热记录是否符合有关规定。
8.2 焊接中间检查
焊接中间检查项目主要包括以下几个方面：检查焊接工艺规程执行情况，检查点固焊缝质量情况，检查大管径对接焊接顺序是否正确，检查多层焊层间质量，在没有缺陷的情况下方可继续焊接。
8.3 焊接后检验
焊接后检查主要包括外观检查和无损探伤两个方面。
焊缝的外观检查应在无损探伤、强度试验及严密性试验之前进行。外观检查包括焊缝清理、焊缝成型检查、焊缝尺寸检查、外表缺陷检查及钢印检查。焊缝外观成型应良好，在焊缝及其边缘附近不得保留有熔渣和飞溅物。焊缝宽度以每边超过坡口边缘2mm为宜，焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷。各级焊缝关于咬边、表面加强高、表面凹陷和焊缝错边量的质量要求应符合GBJ236－82标准的规定。角焊缝的焊脚高度应符合设计规定，其外形应圆滑过渡至母材，表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，咬边深度不得大于0.5 mm。外观检查不合格的焊缝应对其表面进行处理，对焊缝错边量超标的焊缝应割掉重焊。
焊缝在进行规定的外观质量检查并合格后才能进行规定的无损探伤检查，外观不合格者不得进行探伤。无损探伤检查必须符合JB4730－94［4］的有关规定，同时还应满足设计文件的要求。
管道各级焊缝的无损探伤数量应按设计规定执行。当设计无规定时，对壁厚大于或等于8mm的管道的对接焊缝应进行全周长100％的超声波探伤，并进行不少于20％比例的射线抽查复验，抽查重点为超声波探伤有怀疑的焊口；对壁厚小于8mm的管道（通常属中低压管道）的对接焊缝应进行不少于15％的射线探伤抽查，其覆盖面在考虑各个焊工所焊焊口数量的同时，以固定口和外观较差的焊口为主。由建设单位指定探伤的焊口数应占相当的比例，必要时100％指定。对于穿越铁路、公路、河流、地质断裂带、城市主要道路、人口密集区、弯头焊缝及无法进行强度试验的焊缝均必须进行100％的射线探伤。
对接焊缝的内在质量应依据JB4730－94标准进行评定。对壁厚大于或等于8mm的管道的对接焊缝超声波探伤合格标准Ⅰ级；射线探伤标准为Ⅱ级；对壁厚小于8mm的中低压管道，射线探伤合格标准为Ⅲ级。采用超声波和射线两种方法进行检验的焊缝，必须按各自的评定标准评定合格后方为合格，其结论不得互相代替。抽查的焊缝中，不合格者超过30％时（指同一焊工所焊的焊缝），则应对该焊工所焊焊缝加倍探伤，若加倍探伤仍不合格时，则应对该焊工所焊焊缝全部探伤。凡经射线或超声波探伤的焊缝应在焊缝布置单线图上表明位置、编号和焊工代号，
对要求探伤的角接接头、T型接头，不能进行射线或超声波探伤时，应做表面探伤，按JB4730－94标准执行，表面不得有裂纹等缺陷。
焊缝无损探伤检查合格后方可进行管道的强度试验和严密性试验，具体按CJJ33－89《城镇燃气输配工程施工及验收规范》有关规定执行。
9 焊缝返修
进行无损探伤的焊缝不合格部位必须返修，返修后仍需按原规定方法进行探伤。
对不合格焊缝应首先进行质量分析，采取措施及时返修，返修工艺措施应得到焊接技术负责人的同意。焊缝的返修应由合格的焊工担任。同一焊缝部位的返修次数不得超过两次。返修部位返修的次数、部位和无损探伤结果，应进入竣工资料中。
10 相关交工资料
根据GBJ236－82规范和CJJ33－89规范［5］的要求，施工单位在进行管道施工中应认真做好各项检查记录，认真填写检查报告。有关焊接质量管理与检验的报告及资料有：管子、管件、焊材的合格证及质量证明书或复印件；焊工登记表；焊缝外观质量检查报告；焊缝无损探伤（射线、超声波、磁粉）报告；焊缝返修质量检查报告；焊缝质量综合评级报告；焊缝返修许可证明；焊缝位置单线图或简图；管道强度试验报告；管道气密试验报告以及建设单位要求提供的其他有关资料。以上各项应有建设单位现场代表签字认可，并作为交工资料的一部分在工程交工验收时一同交给建设单位。
［1］国家劳动部.压力管道安全管理与监察规定.北京：劳动出版社，1996
［2］国家劳动部.锅炉压力容器焊工考试规则.北京：劳动出版社，1974
［3］中华人民共和国国家标准.GBJ236－82现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范.北京：标准出版社，1982
［4］中华人民共和国国家行业标准.JB4730－94压力容器无损检测.北京：标准出版社，1994
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