钢管焊接的检测与防腐优化方案

1.3.1　焊条、焊剂及焊丝

（1）根据16Mn钢的材料焊接性能，选用J506焊条、H08MnA焊丝及NJ431焊剂。

（2）所有焊接材料应有出厂合格证书，焊条在极限抗拉强度屈服点和延伸等方面应与母材适应。

（3）焊接材料需进行生产性焊接工艺试验，以证明每一批焊接材料的机械特性都符合规范要求。

（4）焊接材料在使用前按规范烘烤及分类存放。本工程需进行洞内施焊，焊工随配保温筒，将烘好的焊条装入保温筒，随用随取，并盖好筒盖。

1.3.2　钢管的环缝焊接

1.3.2.1　焊接程序和工艺的选定

钢管焊接前通过生产前工艺验证试验确定钢管焊接程序和工艺，山东黄河东平湖工程局根据钢管材质、结构的特点及质量要求，编制对焊接施工提供指导的、经过焊接工艺评定的焊接程序和工艺报告，具体内容如下：焊接程序（包括手工电弧焊、自动埋弧焊等）；材料标准、焊接规范及焊接的厚度范围；焊缝设计（如坡口角度和尺寸、根部间隙、可能采用的钢垫板和钢条型式）；烘烤及保护措施等。

1.3.2.2　焊接工艺试板

在监理工程师现场监督下按规定焊接试板，其材料和制造钢管的材料相同；试板按焊接工艺要求，进行焊前和焊后热处理。试板在监理工程师现场监督下对全长进行外观检查和无损伤检查，并进行机械试验。

1.3.2.3　生产性焊接试验

经监理工程师批准的焊接程序和工艺，通过生产性焊接试验，以不断修正制定的焊接技术参数。

1.3.2.4　生产性焊接

（1）清理所有拟焊面和相邻钢板面的氧化皮、铁锈、油污及其他杂质，在施焊下一层前清理所有焊渣。(www.xing528.com)

（2）定位焊是为固定焊件接头的位置而进行的焊接，使焊件的位置及边缘的间隙在焊接过程中保持不变。定位焊采用与正式焊接相同的焊接工艺，定位焊前必须预热，其温度与正式焊接温度相同。

（3）为了减少扭曲和将收缩压力减至最低程度，在施焊前选定定位焊焊点和焊接顺序从钢管受周围约束较大的部位开始焊接，向约束较小的部位推进。焊接时采用对称焊接方式进行焊接，同时采用分段退步焊接的方式进行焊接，环缝焊接按安装顺序逐条进行，不得跳跃，不得在压力钢管回填灌浆后焊接内缝。

（4）手工电弧焊采用整流弧焊机，自动埋弧焊采用弧焊整流器及自动埋弧焊机，内缝采用手工焊，焊接后使用碳弧气刨清除表层，再用埋弧焊机焊接外缝。焊接过程中采用米字形螺旋千顶钢支撑防止钢管变形。

（5）钢管环缝焊接流程：焊接准备→正缝焊接（焊接坡口2/3工作量）→背缝清根（碳弧气刨）→坡口修磨→背缝焊接（连续焊接完成）。

（6）管壳内出现表面缺陷时，采用研磨清除。研磨面和钢棉线均匀地结合，研磨面的长度不大于钢板厚度的2倍，最终钢板厚度不小于原有厚度的87.5%。若焊缝内部及表面有裂纹等缺陷时，采用砂轮将缺陷清除并修磨成便于焊缝的凹槽，再进行焊补，焊前和焊后均进行无损伤检查。对顶高超过3mm的对焊焊缝，其顶部均需用砂轮研磨平整。

焊接前将剖面及两侧10～20cm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水渣等清除干净，同时对焊缝两侧钢板进行适当预热，以减少焊缝应力集中。钢管环缝焊接施工场景如图3、图4所示。

图3　钢管环缝焊接施工场景1

图4　钢管环缝焊接施工场景2

山东黄河东平湖工程局委托第三方（质量检测机构）采用超声波探伤仪对钢管环缝焊接质量进行检测（焊接完毕24h后进行），并拍片检查，环缝为Ⅱ级焊缝，无损探伤长度不小于焊缝长的30%，拍片检查长度不小于5%，质量检测合格。检测场景如图5所示。

内衬钢管安装并检测合格后进行钢管防腐处理，涂刷聚硫密封胶，厚度为3mm。采用超声波检测其厚度，如图6所示。

图5　超声波探伤仪检测钢管环缝焊接质量情况

图6　利用超声波检测钢管防腐厚度

内衬钢管安装完毕后采用环氧树脂水泥砂浆进行进出口封堵，密封性好，耐腐蚀。