QSY 1078-2010 管道下向焊接工藝規(guī)程

Q/SY1078—2010代替Q/SY1078—2007管道下向焊接工藝規(guī)程發(fā)布IQ/SY1078—2010前言 Ⅱ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14管材 25焊接材料 26焊接設(shè)備 37焊接工藝評定 38焊接 39焊縫檢驗及缺陷返修 6附錄A(資料性附錄)常用鋼管的化學成分和力學性能 8附錄B(資料性附錄)下向焊焊材的選用 10ⅡQ/SY1078—2010本標準代替Q/SY1078—2007《管道下向焊接工藝規(guī)程》。本標準與Q/SY1078—2007相比,主要增加了管道半自動下向焊技術(shù)等內(nèi)容。本標準的附錄A和附錄B為資料性附錄。本標準由中國石油天然氣集團公司石油石化工程建設(shè)專業(yè)標準化技術(shù)委員會提出并歸口。本標準起草單位:中國石油管道焊接培訓中心。本標準主要起草人:高澤濤、李建軍、續(xù)理、劉光云、呂向陽、孫冬梅、王煒、韓德輝、胡慶本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為:—Q/CNPC78—2002,Q/SY1078—2007。1Q/SY1078—2010管道下向焊接工藝規(guī)程1范圍本標準規(guī)定了管道下向焊接工藝的基本內(nèi)容,包括焊接材料的選擇及焊接參數(shù)的范圍。本標準適用于管道環(huán)焊縫對接;焊接方法為電弧焊,自動化程度為手工和半自動;材質(zhì)為碳鋼、低合金鋼,輸送介質(zhì)為石油、天然氣的管道對接焊縫的全位置下向焊接。其他介質(zhì)輸送管道下向焊接可參照本標準執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。GB/T5117碳鋼焊條GB/T5118低合金鋼焊條GB/T8110氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T9711.1石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第1部分:A級鋼管GB/T9711.2石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第2部分:B級鋼管GB/T17493低合金鋼藥芯焊絲SY/T0452石油天然氣金屬管道焊接工藝評定SY/T4103鋼質(zhì)管道焊接及驗收SY/T4109石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測JB/T3223焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程APIStd1104管道和相關(guān)設(shè)施的焊接APISpec5L管線鋼管規(guī)范ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅱ卷材料A篇鐵基材料標準ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅸ卷焊接和釬焊評定標準AWSA5.1碳鋼手工電弧焊焊條AWSA5.5低合金鋼藥皮焊條AWSA5.18碳鋼氣保護電弧焊填充金屬AWSA5.28低合金鋼氣體保護電弧焊填充金屬AWSA5.29低合金鋼藥芯焊絲3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標準。3.1基于表面張力過渡技術(shù)的單面焊雙面成形的焊接方法。2Q/SY1078—20103.2基于熔滴過渡控制技術(shù)的單面焊雙面成形的焊接方法。3.3藥芯焊絲flux-coredwire將薄鋼帶制成圓形或異型鋼管,同時在其中填滿藥粉,經(jīng)拉制而成的一種細直徑焊絲。外皮材料可選用低碳鋼等具有一定延展性的材料,藥芯材料可根據(jù)產(chǎn)品用途選擇各類金屬、非金屬粉末、礦物粉、化工產(chǎn)品,以及納米材料等。藥粉具有造氣、造渣、脫氧和合金過渡等作用。根據(jù)焊接時是否需要保護氣體分為自保護藥芯焊絲和氣保護藥芯焊絲。3.4金屬粉芯焊絲metalcorewire將薄鋼帶制成圓形或異型鋼管,同時在其中填滿金屬粉,經(jīng)拉制而成的一種細直徑焊絲。外皮材料可選用低碳鋼等具有延展性的材料,粉芯材料主要為鐵粉和合金元素,具有提高熔敷效率和增加合金元素過渡的作用。焊接時需要保護氣體。4管材4.1管道用鋼管應符合下列標準要求:—GB/T9711.1?！狦B/T9711.2。—GB/T8163。—APISpec5L?！狝SME鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅱ卷材料A篇鐵基材料標準。4.2常用鋼管的化學成分和力學性能參見附錄A。5焊接材料5.1管道下向焊焊接材料應包括焊條、自保護藥芯焊絲、實心焊絲和金屬粉芯焊絲。5.2焊條應符合GB/T5117,GB/T5118,AWSA5.1和AWSA5.5的規(guī)定。5.3自保護藥芯焊絲應符合GB/T17493和AWSA5.29的規(guī)定。5.4實心焊絲和金屬粉芯焊絲應符合GB/T8110,AWSA5.18和AWSA5.28的規(guī)定。5.5焊接材料的焊接工藝性能應滿足全位置下向焊接工藝要求。5.6焊接材料應參照附錄B的要求選用;輸氣管道填充蓋面應選用低氫型焊接材料。5.7保護氣體的純度和配比應符合焊接工藝規(guī)程的要求。5.8焊接材料應有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量證明書。5.9焊接材料應避免受潮氣、雨水、雪霜及油類等有害物質(zhì)的侵蝕,焊接材料的保管應符合JB/T3223的規(guī)定。5.10焊接材料應按說明書規(guī)定進行烘干;說明書規(guī)定不明確時,應按下列要求烘干:a)低氫型下向焊條烘干溫度為350℃~400℃,恒溫時間為1h~2h。b)纖維素型焊條不宜進行烘干,受潮后,纖維素型焊條烘干溫度應為80℃~100℃,烘干時間為0.5h~1h。纖維素型焊條不得二次烘干。c)自保護藥芯焊絲、金屬粉芯焊絲和實心焊絲不應進行烘干。5.11經(jīng)烘干的低氫下向焊條,應存放在溫度為100℃~150℃的恒溫箱內(nèi),隨用隨取。5.12現(xiàn)場使用的低氫下向焊條,應存放在保溫筒內(nèi)。5.13施工現(xiàn)場當天未用完的焊條應回收存放,低氫焊條重新烘干后應優(yōu)先使用。重新烘干的次數(shù)不3Q/SY1078—2010得超過兩次。5.14藥皮出現(xiàn)裂紋、脫落等影響焊接質(zhì)量的下向焊條不得用于管道焊接。5.15焊接材料的烘干、發(fā)放、回收應設(shè)專人負責,并做好詳細的記錄。6焊接設(shè)備6.1管道下向焊應使用滿足焊接工藝要求的焊接設(shè)備。6.2焊接設(shè)備的性能應穩(wěn)定,功率等參數(shù)應滿足工程焊接要求。6.3半自動根焊宜選用具有表面張力過渡、熔滴控制過渡等特殊功能的管道專用數(shù)字型焊接電源。7焊接工藝評定7.1焊接工藝評定應按設(shè)計文件規(guī)定執(zhí)行。7.2如設(shè)計文件對焊接工藝評定沒有明確要求時,應按照SY/T4103,SY/T0452,APIStd1104和ASME第Ⅸ卷等執(zhí)行。8焊接8.1焊前準備8.1.1管道下向焊接施工前,應根據(jù)焊接工藝評定制定下向焊接及缺陷返修工藝規(guī)程。8.1.2參加管道施工的電焊工應持有有效的焊工資格證。必要時應在施工前進行試焊,合格后方可從事焊接工作。8.1.3管道施工前應將坡口兩側(cè)油污、浮銹、水分、泥沙、氣割后的熔渣、氧化皮等雜物以及坡口內(nèi)側(cè)機加工毛刺等打磨清理干凈,內(nèi)外坡口邊緣不小于10mm范圍內(nèi)應露出金屬光澤。8.1.4管口組對尺寸應符合焊接工藝規(guī)程要求。8.1.5溝上焊接時,管口處的作業(yè)空間高度不宜小于500mm;溝下焊接時,工作坑尺寸應能保證焊工操作和施工安全,每側(cè)宜大于500mm。8.2焊接施工8.2.1在下列任何一種環(huán)境下進行焊接,應采取有效的防護措施,否則不得進行施焊。a)雨天或雪天。b)氣體保護焊時風速超過2m/s,低氫型焊條焊接時風速超過5m/s,其他方法焊接時風速超過c)大氣相對濕度超過90%。d)環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的溫度。8.2.2管口組對宜選用內(nèi)對口器,在撤離內(nèi)對口器前應完成100%根焊;若采用外對口器時,撤離外對口器前根焊應完成50%以上,且焊完的焊道應沿管周長均勻分布,但對口支撐或吊具則應在完成全部根焊道后撤除。8.2.3施焊時,管子應保持穩(wěn)定,不應移動,不應受到震動和沖擊。8.2.4焊接地線與鋼管應有良好的接觸,避免產(chǎn)生電弧灼傷母材。8.2.5施焊時不得在坡口以外鋼管表面引弧。8.2.6根焊道焊完后,應盡快進行熱焊道焊接,根焊道與熱焊道間隔時間不宜超過10min。8.2.7每層焊道宜連續(xù)焊完,中間不應中斷,更換焊條應迅速,應在熔池未冷卻前換完焊條繼續(xù)焊接。必要時應使用角向磨光機打磨弧坑,再進行引弧。8.2.8每道焊口宜連續(xù)焊完。若當日不能完成的焊口,應至少完成50%以上壁厚,且不少于3層。重新焊接時,應預熱至焊接工藝規(guī)程規(guī)定的溫度。每個作業(yè)機組當日未完成焊口不應超過10道。8.2.9全位置下向焊接應遵循薄層多遍焊道的原則,層間應仔細清除熔渣和飛濺物,對根焊及各填4Q/SY1078—2010充焊道產(chǎn)生的凸起部分和接頭高點也需進行必要的打磨,打磨不得傷及母材,焊工自檢合格后方可焊下一層焊道。8.2.10每相鄰焊道接頭應錯開20mm以上。8.2.11施焊時焊條發(fā)紅,該根焊條應予廢棄。8.2.12管道下向焊施工宜采用流水作業(yè)。根焊的焊工數(shù)量和施焊順序宜根據(jù)圖1所示進行。圖1根焊的焊工數(shù)量和施焊順序8.2.13不同管壁厚度所需焊道層數(shù),宜符合表1的規(guī)定。表1不同管壁厚度要求的焊層數(shù)壁厚6~88~1010~1212~1515~1717~2121~26層數(shù)3~44~55~65~76~97~108~12注1:焊道寬度不宜超過15mm。注2:蓋面焊接前,立焊位置填充量不足時宜進行立填焊。5Q/SY1078—20108.2.14纖維素型焊條下向焊接工藝參數(shù),宜符合表2規(guī)定的范圍。表2纖維素型焊條下向焊接工藝參數(shù)項目焊條直徑電流極性AV焊接速度cm/min根焊3.2直流正接或直流反接55~10020~366~204.070~13020~368~22熱焊3.2直流反接80~10025~3710~304.090~14025~3715~35填充及蓋面4.0直流反接90~14020~3510~258.2.15纖維素型焊條+低氫型焊條下向焊接工藝參數(shù),宜符合表3規(guī)定的范圍。表3纖維素型焊條+低氫型焊條下向焊接工藝參數(shù)項目焊條直徑電流極性AV焊接速度cm/min根焊(纖維素型焊條)3.2直流正接或直流反接55~10020~366~204.070~13020~368~22熱焊(纖維素型焊條)3.2直流反接80~10025~3710~304.090~14025~3715~35填充焊及蓋面(低氫型焊條)4.0直流反接170~22019~2815~258.2.16纖維素型焊條+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù),宜符合表4規(guī)定的范圍。表4纖維素型焊條+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù)項目焊條/焊絲直徑電流極性AV焊接速度cm/min送絲速度m/min(in/min)根焊(纖維素型焊條)3.2直流正接或直流反接55~10020~366~20 4.070~13020~368~22 填充焊及蓋面(自保護藥芯焊絲)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130)8.2.17STT根焊+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù),宜符合表5規(guī)定的范圍。表5STT根焊+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù)項目焊絲直徑極性AV焊接速度cm/min送絲速度m/min(in/min)氣體流量L/min根焊(STT)1.2直流反接峰值電流350~450基值電流50~6514~1820~253.30~4.06(130~160)20~35填充焊及蓋面(自保護藥芯焊絲)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130) 注:保護氣體為100%CO2,純度≥99.5%,含水量≤0.005%。6Q/SY1078—20108.2.18RMD根焊+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù),宜符合表6規(guī)定的范圍。表6RMD根焊+自保護藥芯焊絲下向焊焊接工藝參數(shù)項目焊絲直徑極性AV焊接速度cm/min送絲速度m/min(in/min)氣體流量L/min根焊(RMD)1.2直流反接140~22014~1820~253.81~4.57(150~180)20~35填充焊及蓋面(自保護藥芯焊絲)2.0直流正接180~26016~2110~351.78~3.30(70~130) 注:保護氣體為80%Ar+20%CO2,CO2純度≥99.5%,含水量≤0.005%,Ar氣純度≥99.6%。8.2.19預熱溫度和層間溫度應按焊接工藝規(guī)程規(guī)定的溫度執(zhí)行。8.2.20預熱寬度應以坡口兩側(cè)各大于50mm為宜,該范圍內(nèi)的預熱溫度應均勻一致,預熱溫度可采用測溫儀或測溫筆在距坡口邊緣25mm處對稱測量。8.2.21需后熱或緩冷處理的焊縫,應按焊接工藝規(guī)程的要求進行。8.2.22焊接施工中,應按規(guī)定認真填寫有關(guān)原始記錄。9焊縫檢驗及缺陷返修9.1管道焊縫表面質(zhì)量檢查前應清除熔渣、飛濺等雜物,表面質(zhì)量檢查合格后方可進行無損檢測。9.2管道焊縫表面質(zhì)量應符合下列規(guī)定:a)焊縫外觀成型應均勻一致,焊縫及其熱影響區(qū)表面上不得有裂紋、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷。b)焊縫表面不應低于母材表面,焊縫余高一般不應超過2mm,局部不得超過3mm。余高超過3mm時,應進行打磨,打磨后應與母材圓滑過渡,但不得傷及母材。c)焊縫表面寬度每側(cè)應比坡口表面寬0.5mm~2mm。d)咬邊的最大尺寸應符合表7中的規(guī)定。e)電弧燒痕應打磨掉,打磨后應不使剩下的管壁厚度減少到小于材料標準允許的最小厚度。否則,應將含有電弧燒痕的這部分管子整段切除。表7咬邊的最大尺寸深度長度大于0.8mm或大于12.5%管壁厚,取兩者中的較小值任何長度均勻不合格大于6%~12.5%的管壁厚或大于0.4mm,取兩者中的較小值在焊縫任何300mm連續(xù)長度上不超過50mm或焊縫長度的1/6,取兩者中的較小值小于或等于0.4mm或者小于或等于6%的管壁厚,取兩者中的較小值任何長度均為合格9.3焊縫無損檢驗的標準應按設(shè)計文件的要求執(zhí)行。如設(shè)計文件無要求時,可按SY/T4109或SY/T4103的規(guī)定執(zhí)行,其探傷比例和合格級別應按設(shè)計文件的規(guī)定執(zhí)行。9.4返修處的鐵銹等雜物應清理干凈,并應將缺陷清除。9.5焊縫返修按相應返修工藝規(guī)程的要求進行。9.6焊縫返修,應符合下列規(guī)定:7Q/SY1078—2010a)焊道中出現(xiàn)的非裂紋性缺陷,可直接返修。若返修工藝不同于原始焊道的焊接工藝,或返修是在原來的返修位置進行時,應使用評定合格的返修焊接工藝規(guī)程。b)當裂紋長度小于焊縫長度的8%時,應使用評定合格的返修焊接工藝規(guī)程進行返修。當裂紋長度大于8%時,所有帶裂紋的焊縫應從管線上切除。c)焊縫同一部位的返修,不得超過2次。根部只允許返修1次,否則應將該焊縫切除。9.7任何返修長度都不得小于50mm。9.8返修后的焊縫部位,應按原規(guī)定的方法進行無損檢測,并應達到合格標準。8Q/SY1078—2010附錄A(資料性附錄)常用鋼管的化學成分和力學性能表A.1~表A.3給出了常用鋼管的化學成分和力學性能。表A.1常用國內(nèi)外鋼管對應關(guān)系表GB/T9711APISpec5LL210AL245BL290X42L320X46L360X52L415X60L450X65L485X70L555X80表A.2常用國內(nèi)鋼管的化學成分和力學性能鋼級化學成分(質(zhì)量分數(shù)),%力學性能CMnPS最小屈服強度MPa最小抗拉強度MPaL2450.160.451.50.250.020245415L2900.160.451.50.250.020290415L3600.160.451.60.250.020360460L4150.160.451.60.250.020415520L4500.160.451.60.250.020450535L4850.160.451.70.250.020485570L5550.160.451.80.250.0205556259Q/SY1078—2010表A.3常用國外鋼管的化學成分和力學性能鋼級化學成分(質(zhì)量分數(shù)),%力學性能CMnpS最小屈服強度Mpa最小抗拉強度MpaX420.220.451.300.0250.015290415X460.220.451.300.0250.015320435X520.220.451.400.0250.015360460X560.220.451.400.0250.015390490X600.120.451.600.0250.015415520X650.120.451.600.0250.015450535X700.120.451.700.0250.015485570X800.120.451.850.0250.015555625注1:由制造廠選擇,可以添加鈮、釩、鈦或其組合o注2:除另有協(xié)議外,鈮、釩、鈦含量之和應≤0.15%o1OQ/S