CN1285441C - 燃气管道带压加套封焊工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气管道焊接技术，具体为一种燃气管道带压加套封焊工艺方法。其特点是：由卡具(4)将母材(1)套住，螺栓(6)固定卡具(4)，使卡具(4)上的注胶孔(3)对准母材(1)上的漏气孔或裂缝(7)，用高压注射枪对准注胶孔(3)注胶，注胶后，用螺帽将注胶孔(3)封死，夹套(2)套在母材(1)上，夹套(2)坡口(8)角度α为20-30°，在母材(1)上与夹套(2)进行线性堆焊(I和II)，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待母材(1)上堆焊完两条(I和II)线性焊道，每条焊道高2mm，宽4-5mm以后，再用110-130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材(1)堆焊的焊道熔合(III和IV)，焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽。

Description

燃气管道带压加套封焊工艺方法

技术领域：本发明涉及燃气管道焊接技术，具体为一种燃气管道带压加套封焊工艺方法。

背景技术：目前，在我国煤气不停气输情况下进行抢险维修，只能采取封堵旁输的方法。这种方法工期长，造价高，浪费人力物力、还有随时发生火灾、爆炸及人身伤亡事故的危险。

发明内容：本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、安全可靠、使用方便、节省人力物力的燃气管道带压加套封焊工艺方法。本发明的目的是这样实现的：由卡具(4)将母材(1)套住，螺栓(6)固定卡具(4)，使卡具(4)上的注胶孔(3)对准母材(1)上的漏气孔或裂缝(7)，用高压注射枪对准注胶孔(3)注胶，注胶后，用螺帽将注胶孔(3)封死，夹套(2)套在母材(1)上，夹套(2)坡口(8)角度α为20--30°，在母材(1)上与夹套(2)进行线性堆焊I和II，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待母材(1)上堆焊完两条I和II线性焊道，每条焊道高2mm，宽4--5mm以后，再用110--130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材(1)堆焊的焊道熔合III和IV，焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽。本发明的优点是：结构简单、成本低廉、安全可靠、施工简便、节省人力物力，不会发生火灾、爆炸及人身伤亡事故的危险。

附图说明：图1为本发明卡具与母材连接结构原理主视示意图；图2为本发明卡具结构原理示意图；图3为本发明夹套与母材焊接堆焊连接原理示意图。

具体实施方式：由卡具(4)将母材(1)套住，螺栓(6)固定卡具(4)，使卡具(4)上的注胶孔(3)对准母材(1)上的漏气孔或裂缝(7)，用高压注射枪对准注胶孔(3)注胶，注胶后，用螺帽将注胶孔(3)封死，夹套(2)套在母材(1)上，夹套(2)坡口(8)角度α为20--30°，在母材(1)上与夹套(2)进行线性堆焊I和II，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待母材(1)上堆焊完两条I和II线性焊道，每条焊道高2mm，宽4--5mm以后，再用110--130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材(1)堆焊的焊道熔合III和IV，焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽。

a、电焊条选用碱性焊条；焊接方法：首先用85--90A电流和φ2.5mm焊条在母材(1)上进行两遍线性堆焊每条焊道高2mm，宽4--5mm，焊接速度为4mm/s，线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待两条线性焊道堆焊完后，再用110--130A的电流和φ3.2mm焊条将焊件与母材(1)熔合，焊接速度控制在2mm/s，焊接线能量控制在13KJ/cm；采用卡具注胶的方法止住燃气泄漏；b、卡具(4)注胶的方法是：第一步：将堵漏密封剂装入高压注射枪，连接安装手动液压泵和高压注射枪，第二步：安装卡具(4)。卡具(4)材料可选用20#--45#钢，几何形状根据泄漏点处管线，设备型状设计，对于干管或弯头发生煤气泄漏，卡具的注射孔数为：

卡具弧长(mm)	＜50	50-100	100-150	150-200	250-300
						注射孔数	1--2	2--3	2--4	3--5	4--6

如果弧长增大，孔数继续增加，孔与孔的间距小于60mm，第三步：注胶止气，安装卡具(4)后，将高压注射枪与卡具注射器孔连接，然后启动手动液压泵，利用液压泵的压力，将密封剂注入卡具(4)与管道空隙，用胶堵住穿孔或裂纹处煤气泄漏，注胶依次连孔注胶，注胶后，用螺帽将注胶孔(3)封死。手动液压泵和高压注射枪可承受压力70MPa，可封堵压力1--35MPa坡口的制备及清理：按要求尺寸制备套板，材质A₃、厚度7mm，夹套坡口角度为20-30°，钝边3mm，接头组对及清理：在管道上装配套板时，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽，焊接方法①首先用85--90A电流和φ2.5mm焊条，在母材(1)上进行线性堆焊(见图3中I II)，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待母材(1)上堆焊完两条线性焊道(每条焊道高2mm，宽4--5mm)以后，②再用110--130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材堆焊的焊道熔合(见图3中III IV)，焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm。

本发明实施例：电焊机选用AXI165型直流电焊机；电焊条选用碱性焊条；焊接方法：首先用85--90A电流和φ2.5mm焊条在母材上进行两遍线性堆焊(每条焊道高2mm，宽4--5mm)，焊接速度为4mm/s，线能量控制在4KJ/cm。在母材上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合。待两条线性焊道堆焊完后，再用110v130A的电流和φ3.2mm焊条将焊件与母材熔合。焊接速度控制在2mm/s，焊接线能量控制在13KJ/cm，从而实现燃气管道安全带压焊接。用这种带压焊接工艺，φ630×7低碳A₃钢管道，可以在1.20MPa管压下安全焊接；φ630×10弯头，可以在1.80MPa管压安全焊接。

卡具套住母材(即燃气管道)后，在装配夹套之前卡具不拆卸下来。永久留在了夹套和管道之间。卡具不拆下来就不会漏气。夹套装在母材上时，分别在管道的径向和轴向方向上将卡具完全覆盖，也就是完全覆盖了卡具的两个突出部(即安装螺栓的位置)位，即夹套完全覆盖卡具即可。夹套是两个半圆形的部件。夹套纵向接头无需和运行管线相连，所以，纵向接头焊接，只要按常规焊接方法进行即可(普通焊接)。

1、卡具注胶止气

在加套封焊前，首先要止住燃气泄漏。可以采用卡具注胶的方法止住燃气泄漏。卡具注胶的方法是：

A、选用设备：手动液压泵、高压注射枪，卡具。

B、堵漏密封剂：采用固化型，热结型均可。技术性能指标要求在常温下，耐压强度大于4MPa，固化时间小于1小时，耐煤气腐蚀。

C、操作方法；分三个步骤：

第一步：将堵漏密封剂装入高压注射枪，连接安装手动液压泵和高压注射枪。

第二步：安装卡具。卡具材料可选用20#--45#钢，几何形状根据泄漏点处管线，设备型状设计。对于干管或弯头发生煤气泄漏。卡具的注射孔数遵循下列原则：

卡具弧长(mm)	＜50	50-100	100-150	150-200	250-300
						注射孔数	1--2	2--3	2--4	3--5	4--6

如果弧长增大，孔数继续增加，孔与孔的间距不要超过60mm。第三步：注胶止气。安装卡具后，将高压注射枪与卡具注射器孔连接，然后启动手动液压泵，利用液压泵的压力，将密封剂注入卡具与管道空隙，用胶堵住穿孔或裂纹处煤气泄漏。注胶要依次连注胶孔注胶。注胶后，用螺帽将注胶孔封死，手动液压泵和高压注射枪可承受压力70MPa，可封堵压力1--35MPa。

2、带压加套封焊

待卡具注胶止气以后，即可用带压加套封焊技术，将燃气泄漏管段加套管焊接封死。方法如下所述。

(一)焊前准备

坡口的制备及清理：按要求尺寸制备套板，材质A₃、厚度7mm，套板坡口角度为20--30°，钝边3mm。接头组对及清理：在管道上装配套板时，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽。

(二)焊接工艺参数选择

电焊机：直流电焊机；

电焊条：碱性焊条，φ2.5mm、φ3.2mm。

焊接电流：80--90A，110--130A。

电弧电压：20--25V。

焊接速度：0.4cm/s、0.2cm/s，焊接层数：4层。

焊接线能量： $(E=\mathrm{\η}\·\frac{I\·U}{V})$ 控制在：

φ2.5mm，4KJ/cm；φ3.2mm，13KJ/cm。

焊条烘干温度350℃--400℃，烘干时间：1.5--2小时。

现场焊接焊条烘干后应放保温筒内存放。

(三)焊接方法

①首先用85--90A电流和φ2.5mm焊条，在母材上进行线性堆焊(见图3中I II)，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm。在母材上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合。待母材上堆焊完两条线性焊道(每条焊道高2mm，宽4--5mm)以后，②再用110--130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材堆焊的焊道熔合(见图3中III IV)。焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm。图示如下：

在哈依煤气长输管线的严重腐蚀管段和有裂纹弯头进行了四处带压加套封焊。当时管道运行压力在1.30--1.50MPa，实现了在不停气输气情况下抢险维修。

本发明直接经济效益(1)应用该技术与原技术(封堵旁输)相比。哈依煤气长输管线蜚克图站出站弯头发生开裂。由于蜚克图站离哈尔滨市区较近，必须在不停止输气情况下抢险维修。当时委托哈尔滨燃气管道技术公司抢险维修。哈尔滨燃气管道技术公司采取封堵旁输泄压补焊的方法，工期20天，工程结算49万元(见工程结算)其中，直接费36万元，间接费13万元。国家管道局技术公司报价：封堵旁输一处工程造价55万元。

本发明工程成本：一处带压加套封焊成本计算如下：(含卡具注胶成本)

A、人工费：5000元

B、材料费：25000元  封头套管：20000元  卡具：2000元胶：3000元(40管、70元/管)  消耗材料：2000元(柴油、焊条、砂轮片等)

C、机械费：3200元、发电机(2台)：1000元、电焊机(2台)：600元汽车(2台)：600元  吊车(一台)：500元  小型机具：500元(有磨砂轮、注胶枪、液压泵、斤不落、卡管器)

D、其它：2800元共计：36000元

带压加套封焊工期两天。其中土方工程一天，封焊工程一天。

降低成本：

带压加套封焊与封堵旁输相比，显然具有工期短，造价低的明显优势。一项抢险维修工程的降低成本额达45万元。

(2)采取泄压补焊抢险维修技术，每次要放散煤气30万立方米。气化厂为倒换流程要将30万立方米煤气送入火炬烧掉，按民用煤气价格1.0元/Nm3计算，可节约煤气损失价值60万元。

2、间接经济效益

此项技术可以保证在不停止输气的情况下抢险维修。如果不采取这项技术，由于封堵旁输施工调遣量大，工期长，为了避免事故发生，只能泄压补焊，势必造成哈尔滨市区的全面停气，四千工业商服用户就将停业。据估算，五千户工业商服用户一天停业损失超过四千万元。如果在冰雪节期间发生停气，一天停业损失超过亿元。现在哈尔滨市用哈依煤气采暖的用户有118户，采暖面积127万平方米。如果冬季停止一天供气，127万平方米的采暖设施将全部冻坏，宾馆饭店将长时间无法营业，经济损失更无法估量。

经检测，哈依煤气长输管线有缺陷急需补修的部位有26处。因此，该技术可创造直接经济效益1100万至1500万元以上，间接经济效益4000万元至上亿元。

Claims (1)

1、一种燃气管道带压加套封焊工艺方法，其特征在于：由卡具(4)将母材(1)套住，螺栓(6)固定卡具(4)，使卡具(4)上的注胶孔(3)对准母材(1)上的漏气孔或裂缝(7)，用高压注射枪对准注胶孔(3)注胶，注胶后，用螺帽将注胶孔(3)封死，夹套(2)套在母材(1)上，夹套(2)坡口(8)角度α为20——30°，在母材(1)上与夹套(2)进行线性堆焊(I和II)，焊接速度控制在0.4cm/S，焊接线能量控制在4KJ/cm，在母材(1)上堆焊的线性焊道先不与焊件熔合，待母材(1)上堆焊完两条(I和II)线性焊道，每条焊道高2mm，宽4——5mm以后，再用110——130A电流和φ3.2mm的焊条，将焊件与母材(1)堆焊的焊道熔含(III和IV)，焊接速度控制在2mm/S，焊接线能量控制在13KJ/cm，要相互对正，贴紧配合，管道焊接处两侧20mm范围内，打磨清理，露出金属光泽。

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