掃線管道施工技術(shù)

趙杰（南化集團建設(shè)公司，南京210044）摘要：詳細(xì)介紹了掃線管道的施工技術(shù)要求和工藝，以及質(zhì)量檢驗要求。關(guān)鍵詞：掃線管道施工工藝焊接技術(shù)1、概述掃線管道（或吹豬管道）是利用法國FMC公司管道掃線專利技術(shù)，該項技術(shù)對管道內(nèi)的殘液進行清除，使該管道還可輸送其它油料，這項技術(shù)的應(yīng)用，使管道可做到一管多用。掃線管道目前在我國沿江碼頭棧橋上的應(yīng)用比較多，主要是該項技術(shù)可減少管道在碼頭棧橋上占用的空間，減少碼頭負(fù)荷，節(jié)省碼頭棧橋的投資。掃線管道所用合成橡膠掃線球直徑比管道內(nèi)徑略大，以達到徹底掃清管道內(nèi)的剩液，并使掃線豬的推動氣體不泄露，否則掃線豬無法前進，要求管道內(nèi)壁平整，光滑，確保掃線豬在管道內(nèi)不被卡住或劃傷。為了達到掃線管道內(nèi)壁平整、光滑，豬不被卡住或劃傷，達到暢通無阻，對管道的安裝要求十分苛刻，如管道外徑公差W±8%,橢圓度W±l%,壁厚公差W±10%。尤其是對管道內(nèi)壁焊縫的外形尺寸要求很高，管口組對錯邊量小于0.2毫米，管道內(nèi)部焊肉凸出高度小于0.5毫米等。2、掃線裝置的應(yīng)用原理法國FMC公司的掃線裝置用于液化氣介質(zhì)是在實驗室中獲得成功，用于正式生產(chǎn)在世界上尚屬首次，且單根管線掃線長度達3100米，在世界上也是少見的。美孚（太倉）液化氣站工程中的掃線裝置利用一根管線分別輸送三種介質(zhì)：液態(tài)液化氣、丙烷、丁烷，其流程圖如附圖。我們以管線內(nèi)先通過丁烷介質(zhì)，再通過丙烷作為例子，介紹掃線裝置的工作原理：首先關(guān)閉XV1-1、XV1-2、XV1-3、XV4-2、XV5、FCV1-2、FCV1-3、FCV4-1、球閥1,打開XV7、XV6、XV4-1、ZMV4、XV8將清掃器（Pigl）用壓縮氣態(tài)液化氣吹過豬位置開關(guān)ZS1-1B后關(guān)閉FCV1-1、XV7,這樣原管線的丁烷介質(zhì)就清掃干凈。其次將擋豬器PS1-1伸出，打開球閥1，XV1-1將Pig1吹至PS1-1位關(guān)閉XV1-1、XV6，這樣Pig1就在ZS1-2A位置。再次將XV4-1關(guān)閉，打開FCV4-1、FCV1-2，用船上丙烷輸送泵通過掃線管將丙烷輸送至丙烷儲罐。最后關(guān)閉FC4-1、XV4-1、打開XV4-2將Pig2吹至PS1-1位置，這樣管線就清掃干凈，關(guān)閉FCV1-2。通過這套裝置，利用一根掃線管分別輸送了三種介質(zhì)，甚至更多介質(zhì)，可大大降低項目的投資成本，并大大節(jié)省了碼頭空間，降低碼頭項目的投資，利用同一個碼頭可建成許多種介質(zhì)的儲運裝置。3、掃線管道的焊縫連接形式加套管施工方法，在管道對接處，加裝套管，施焊只在套管與管道外壁之間進行，以保證管道對接處平整、光滑，接頭型式如下圖，在國內(nèi)已有此施工方法，但只適用低壓、一般介質(zhì)管道：3.1.2坡口根部無間隙對焊接方法，管道組對時使坡口根部無間隙，坡口鈍邊為2?3mm，坡口角度為65±5°，控制內(nèi)口錯邊量組對型式如下：圖示這種組對方式，使根部不能焊透，以防止內(nèi)部凸出的焊縫阻擋或劃傷掃線豬的通過，該掃線管道，適用于對焊縫質(zhì)量要求不高的管道，工作壓力W0.5Mpa，1996年我公司在美孚（太倉）潤滑油調(diào)配廠潤滑油品介質(zhì)的掃線管道工程施工中，采用此施工方法，在國內(nèi)尚屬首次。3.1.3有間隙組對焊接方法，管道組對有間隙，在施焊過程中，要確保焊縫根部焊透，并要控制管道內(nèi)壁焊縫高度，達到X光探傷II級合格標(biāo)準(zhǔn)，該掃線管道適用于對焊縫質(zhì)量要求高的管道，如液化氣管道等，組對型式如下圖：1998年我公司在美孚（太倉）液化氣有限公司液化氣掃線管道工程施工中，采用4、掃線管道的組對和焊接上述的三種焊縫連接形式中，第一、二種焊縫形式根部不焊透，因此焊接工藝比較簡單，焊接質(zhì)量容易保證，在這里不進行敘述。在本論文中主要敘述焊接難度比較大，焊接質(zhì)量要求高的第三種焊縫連接形式，我公司在1998年美孚（太倉）液化氣有限公司由江邊碼頭到球罐儲運區(qū)的管道施工中就采用了該焊接連接形式。由于液化氣屬易燃易爆介質(zhì)，對液化氣掃線管道的焊縫質(zhì)量要求很高，焊縫要100%X光射線探傷，11級片合格，因此要保證焊縫根部焊透，背面焊縫成形要好，而掃線管線對于背面焊縫的高度要求很嚴(yán)，要控制在0?0.5mm之間，同時管道內(nèi)壁的錯邊量要控制在0.2mm以內(nèi)，避免卡住掃線豬，或刮傷掃線豬（掃線豬比較昂貴，約2000美元/個，刮傷的掃線豬不能再使用）。在組對過程中，要達到管道內(nèi)壁錯邊量控制在0.2mm以內(nèi)的要求，對管道的組對工藝要求很高，一般情況下，單面焊雙面成形的根部焊接工藝規(guī)范比較大，以保證根部的充分焊透和充分熔化，這樣背面焊縫的凸出高度比較高，并且無法打磨，針對這些技術(shù)難題，我公司確定采用有間隙焊的施工方法，既要保證焊縫根部的充分焊透，又要保證背面焊縫高度不超標(biāo)，應(yīng)執(zhí)行以下施工工藝。主要施工程序掃線管組對過程的技術(shù)要求和措施（1）掃線管道所用的無縫鋼管的各項尺寸標(biāo)準(zhǔn)比一般無縫鋼管要求高，要求管道外徑公差W±8%，橢圓度W±l%，壁厚公差W±10%。（2）管道的坡口全部采用機械加工，使管道坡口加工尺寸達到要求，保證管道焊接接頭組對的質(zhì)量。（3） 將管道內(nèi)壁錯邊量嚴(yán)格控制在0.2毫米以內(nèi)，用鎖板調(diào)整焊口組對的尺寸，通過焊接尺寸測量焊口外壁錯邊量，用鎖板進行調(diào)整，然后目測焊口內(nèi)壁的錯邊情況（用手電筒照明），若局部錯邊量比較大，則拆除鎖板，對局部錯邊超標(biāo)的焊口內(nèi)壁進行打磨。（4） 為了減少管道橢圓度對錯邊量的影響，在組對管道時，管道之間相對轉(zhuǎn)動幾次，達到最佳的配合。焊接工藝和質(zhì)量要求（1）對焊工進行強化技能訓(xùn)練，在氬弧打底層，采用少加焊絲，焊距的移動，要快一點，一邊維持電弧，一邊保持熔池前端呈圓角，即兩邊母材充分熔化，并適當(dāng)?shù)奶砑雍附z，送絲速度要慢，以防內(nèi)壁焊縫高度超標(biāo)（W0.5mm）。焊工經(jīng)過反復(fù)練習(xí)，逐步掌握根部焊的焊接要領(lǐng)和手法，并通過考試上崗施焊。打底焊接工藝參數(shù)管材焊絲焊絲直徑mm焊接電流A焊接速度mm/min鎢極直徑mm噴嘴氣體流量L/min直徑mm20HlOMnSi屮2.590?11080?110屮2.48?108（2） 施前要特別注意焊口的坡口間隙，一般要控制在1.5?2mm以內(nèi)，以防間隙過大造成內(nèi)部焊縫塌腰或焊肉下掛。（3） 氬弧焊打底時，要邊焊邊觀察內(nèi)壁焊縫的成型高度，對高度超標(biāo)或內(nèi)凹大的地方，要立即返修。（4） 焊縫第二層的焊接亦采用氬弧焊打底，并要控制焊接電流不能太大，若采用電弧焊焊接電流比較大，容易造成打底焊道塌腰，造成內(nèi)壁焊縫高度超標(biāo)。（5） 對于焊縫第三層以上的焊接采用電弧焊，但也要控制電流不能太大。（6） 考慮到重力對根部熔化金屬的影響，避免熔化金屬下掛，造成背面焊縫高度超標(biāo)。管道的固定焊口要盡量留在垂直固定焊位置上，這樣可以保證內(nèi)壁高度不超標(biāo)。

(7)轉(zhuǎn)動焊口的要在8點鐘至標(biāo)。垂直固定焊區(qū)間施焊，亦可以保證管道內(nèi)壁焊縫高度不超管道轉(zhuǎn)動方向(7)轉(zhuǎn)動焊口的要在8點鐘至標(biāo)。垂直固定焊區(qū)間施焊，亦可以保證管道內(nèi)壁焊縫高度不超管道轉(zhuǎn)動方向、為準(zhǔn)確判斷管道內(nèi)部焊縫高度是否超標(biāo)，焊制一個焊縫內(nèi)凸高度在0.5mm的焊口進行X光拍片，并作為標(biāo)準(zhǔn)樣片對其它焊口進行比較評判。在管道施工完成200?300米時，用掃線豬試掃一次，有問題及時解決，以避免管道太長，發(fā)生卡掃線豬，而難以判斷掃線豬的位置。金屬纏繞墊片不可放偏，否則對掃線豬也有影響。5、應(yīng)用實例在美孚(太倉)液化氣有限公司液化氣掃線管道工程施工中，540道焊口100%X—光