第12章　場站工藝管道焊接工藝

12.1　長輸管道場站工程概述

長輸管道場站分布于管道上，它的作用是給輸送的介質提供能量，或進行收油、氣和轉油、氣的操作。按所在的位置和功能的不同，長輸管道工程場站分為首站、中間站和末站。

12.1.1　輸油場站的基本組成及作用

（1）首站　首站是長輸管道工程的起點站，它的作用是接受油田、煉油廠或轉運站來的原油或成品油，經計量、加壓和加熱（部分原油需加熱輸送）后，送往下一輸油站。首站通常設有較大的油罐區及相應的計量和油品化驗等設施。

（2）中間站　中間站的作用是給油流繼續加壓，輸送原油有時還需加熱。只加壓，不加熱的站稱為泵站。只加熱，不加壓的站稱為加熱站。既加壓，又加熱的站稱為熱泵站。

（3）末站（也稱終點站）　末站是長輸管道的終點，它的作用是向用戶轉輸或改換運輸方式（公路運輸、鐵路運輸、航運）。末站通常設大型油罐區以及相應的計量、化驗和轉輸設施。

12.1.2　輸氣場站的基本組成及作用

（1）首站　首站是輸氣管道的起點站，可與氣田氣體處理廠合并在一起，也可單獨設置。它的作用是接受氣田或轉運站來的氣體，經計量、加壓（當氣層壓力較高時也可以不加壓）后，送往下一輸場站。首站通常設有較大的儲氣庫及相應的計量和化驗等設施。

（2）中間站　中間站的主要作用是給氣流繼續加壓，所以其生產設施和工藝流程較首、末站簡單。

（3）末站（也稱終點站）　末站是長輸管道的終點，它的作用是向用戶轉輸或改換運輸方式（公路運輸、鐵路運輸、航運）。末站通常設大型儲氣區以及相應的計量、化驗和轉輸設施。

12.2　場站工藝管道工程的特點

長輸管道場站的工程量要比線路工程小，但場站工程采用鋼管材質、規格，采用的焊接方法、采用的焊接材料等要比線路工程復雜得多。

12.2.1　鋼管

（1）鋼管材質　場站工藝管道的材質包括低碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼，還有少部分的有色金屬。

（2）鋼管規格　場站工藝管道的直徑從十幾毫米到幾百毫米或一千多毫米（最大管徑根據輸送量而定，輸送量越大最大管徑也越大）；鋼管壁厚通常從2mm到幾十毫米。

12.2.2　焊接方法

場站工藝管道所采用的焊接方法通常包括：焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊和自保護焊絲半自動焊等。

12.2.3　焊接位置

場站工藝管道的焊接位置包括：水平轉動、水平固定、垂直固定和傾斜固定。

12.2.4　焊接工藝評定

由于場站工藝管道的復雜性導致了焊接工藝評定的復雜性，應在細心查看圖紙和認真理解標準后，并結合本企業的技術狀況、焊接設備狀況、焊工水平狀況綜合考慮，用盡量少的焊接工藝評定，來覆蓋場站工程的全部焊接接頭。

12.2.5　焊工培訓及考試

由于場站工藝管道的復雜性也導致了焊工培訓和焊工考試的復雜性，應根據場站各種焊接接頭的工程量，來確定所需每種材質、每種規格、每種位置、每種焊接方法、每種焊接材料等所需的焊工數量，要用合理的較少的培訓量和考試項來覆蓋場站所有的焊接接頭，并能保證場站工程的順利施工。

12.3　鋼管下料和管件加工

12.3.1　一般規定

①高壓條件下使用的鋼管宜采用機械切割，中低壓鋼管可采用氧-乙炔切割。切割后必須將切割表面的氧化層除去，消除切口的弧形波紋，按要求加工坡口。

②彎管的制作應符合下列規定。

a.彎管宜采用壁厚為正公差的管子制作。當采用負公差的管子制作彎管時，管子彎曲半徑與彎管前管子壁厚的關系宜符合表2-12-1的規定。

注：1.DN為公稱直徑，mm。

2.Tm為設計壁厚，mm。

b.高壓鋼管的彎曲半徑宜大于管子外徑的5倍，其他管子的彎曲半徑宜大于管子外徑的3.5倍。

c.鋼管應在其材料特性允許的范圍內冷彎或熱彎。

d.采用高合金鋼管制作彎管時，宜采用機械方法；當充砂制作彎管時，不得用鐵錘敲擊。

③鋼管熱彎或冷彎后的熱處理，應符合下列規定。

a.除制作彎管溫度自始至終保持在900℃以上的情況外，用壁厚大于19mm的碳素鋼制作彎管后，應按表2-12-2的規定進行熱處理。

b.當用表2-12-2中所列的中、低合金鋼管進行熱彎時，對公稱直徑大于或等于100mm，或壁厚大于或等于13mm的，應按設計文件的要求進行完全退火、正火加回火或回火處理。

注：T為管材壁厚，mm。

c.當用表2-12-2中所列的中、低合金鋼管進行冷彎時，對公稱直徑大于或等于100mm，或壁厚大于或等于13mm的，應按表2-12-2的要求進行熱處理。

d.用奧氏體不銹鋼管制作的彎管，可不進行熱處理。當設計文件要求熱處理時，應按設計文件規定進行。

④管匯的制作應符合下列規定。

a.管匯母管劃線應符合下列規定。

?固定母管劃出中心線。

?按圖紙要求的間距劃出開孔中心和開孔線。

b.管匯組對時，應首先進行子管與法蘭的組對。母管與子管組對時，應先組對兩端子管，使之相互平行且垂直于母管，然后以兩子管為基準組對中間各子管。

c.管匯組對時，當子管的公稱直徑小于或等于200mm時，定位焊4點；當子管的公稱直徑大于200mm時，定位焊6點，并均勻分布。

d.封頭組對前，應將管匯內部清理干凈，組對焊接應符合設計圖紙要求。

e.管匯焊縫的無損檢測應符合SY/T 4109的規定。

⑤鋼管因搬運堆放造成的彎曲，使用前應進行校直，其直線度每1m不超過1.5mm，全長不超過5mm。

12.3.2　主控項目

主控項目包括以下內容。

①鋼管及管件材質、規格、型號必須符合設計要求及規范規定。

②用有縫管制作彎管時，焊縫應避開受拉（壓）區。

③用高壓鋼管制作彎管后，應進行表面無損檢測，需要熱處理的應在熱處理后進行且熱處理應符合有關規定；當有缺陷時，可進行修磨，修磨后的彎管壁厚不得小于管子公稱壁厚的90％，且不得小于設計壁厚。

12.3.3　一般項目

一般項目內容如下。

①切口表面應平整，無裂紋、重皮、毛刺、凹凸、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等。

②切口端面傾斜偏差Δ（見圖2-12-1）不應大于管子外徑的1％，且不得超過3mm。

③管端坡口下料允許偏差應符合表2-12-3的規定。

④彎管應無裂紋、過燒、分層、皺紋等缺陷。

⑤卷管加工、管口翻邊、夾套管加工及其質量應符合《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB 50235的規定。

⑥設計壓力大于或等于10MPa的彎管，任一截面上的最大外徑與最小外徑之差應不大于制作彎管前管子外徑的5％；設計壓力小于10MPa的彎管，任一截面上的最大外徑與最小外徑之差應不大于制作彎管前管子外徑的8％。

⑦設計壓力大于或等于10MPa的彎管，制作彎管前后的壁厚之差，不得超過制作彎管前管子壁厚的10％；對于其他彎管，制作彎管前后的管子壁厚之差，不得超過制作彎管前管子壁厚的15％，且均不得小于管子的設計壁厚。

⑧設計壓力大于或等于10MPa的彎管，彎管管端中心偏差值Δ不得超過1.5mm/m，當直管長度L大于3m時，其偏差不得超過5mm；對于其他彎管，制作彎管前后彎管管端中心偏差不得超過3mm/m，當直管長度大于3m時，其偏差不得超過10mm。彎曲角度及管端中心偏差見圖2-12-2。

⑨形彎管的平面度允許偏差每米不應大于3mm，最大不應大于10mm（見圖2-12-3）。

⑩制作管匯母管若采用焊接鋼管對接時，縱縫或螺旋焊縫應錯開100mm以上。

對于用螺旋焊縫鋼管制作管匯母管，在管端的螺旋焊縫處還應進行補強焊接，其長度應不小于20mm。

管匯采用騎座式連接時，母管的開孔直徑應比支管內徑小2mm。

騎座式管匯子管坡口及角接接頭應符合表2-12-4和圖2-12-4的規定。

管匯采用插入式連接時，應在母管上開孔并加工坡口。坡口角度應為45°～60°，其允許偏差應為±2.5°，孔與子管外徑間隙為0.5～2mm。子管插入深度不得超過母管內壁。

管匯組對的允許偏差應符合表2-12-5的規定。

注：L為母管長度，m。

12.4　工藝管道安裝

12.4.1　一般規定

一般規定有以下內容。

①管道安裝前，工藝管道施工圖必須經土建、電氣、儀表、給排水等相關專業會審，尤其是對埋地管道與埋地電纜、給排水管道、地下設施、建筑物預留孔洞位置等進行校對。

②與管道安裝相關的土建工程經檢查驗收合格，達到安裝條件。

③工藝管道所用管材、管件、閥門及其他預制件等按相關規定檢驗合格。

④與管道連接的設備、管架、管墩應找正。安裝固定完畢，管架、管墩的坡向、坡度應符合設計要求。

⑤管子、管件、閥門等內部應清理干凈，無污物、雜物。安裝工作有間斷時，應及時封堵管口或閥門出入口。

⑥埋地管道組焊檢查合格后，進行試壓、防腐并及時回填。回填前，應辦理隱蔽工程檢查驗收手續。

⑦不宜在管道焊縫位置及其邊緣上開孔，當不可避免時，應對開孔處直徑1.5倍范圍內進行補強，補強板覆蓋的焊縫應磨平。

⑧安裝前應對閥門、法蘭與管道的配合情況進行下列檢查。

a.對焊法蘭與管子配對焊接時，檢查其內徑是否一致。如不一致，按要求開內坡口。

b.檢查平焊法蘭與管子配合情況。

c.檢查法蘭與閥門法蘭配合情況以及連接件的長短，防止不能配合安裝。

⑨檢查三通、彎頭內徑與其連接的管徑是否一致。不一致時按要求開內坡口。

⑩鋼管在穿建（構）筑物時，應加設護管。護管中心線應與管線中心線一致，且建（構）筑物內隱蔽處不得有對接焊縫。

連接機器的管道，其固定焊口應遠離機器。對不允許承受附加外力的機器，管道與機器的連接應符合下列規定。

a.管道在自由狀態下，檢查法蘭的平行度和同心度，允許偏差應符合表2-12-6的規定。

b.緊固螺栓時，應在設備主軸節上觀察設備位移，其值應符合相關規定。

閥門安裝前，應檢查閥門填料，其壓蓋螺栓應留有調節余量。

當閥門與管道以法蘭或螺紋方式連接時，閥門應在關閉狀態下安裝。

當閥門與管道以焊接方式連接時，閥門不得關閉。

閥門安裝時，按介質流向確定其閥門的安裝方向，應避免強力安裝。

法蘭連接應按以下要求進行。

a.每對法蘭連接應使用同一規格螺栓，安裝方向一致。螺栓擰緊應按對稱次序進行。所有螺栓應擰緊，受力應均勻，不得遺漏。

b.法蘭連接時應保持平行，其偏差不得大于法蘭外徑的1.5/1000，且不大于2mm。

c.管端與平焊法蘭密封面的距離應為管子壁厚加2～3mm。

d.墊片應放在法蘭密封面中心，不得傾斜或突入管內。梯槽或凹凸密封面的法蘭，其墊片應放入凹槽內部。

e.法蘭連接應與管道保持同軸，并保持螺栓自由穿入。

f.螺紋法蘭擰入螺紋短節端時，應使螺紋倒角外露，金屬墊片應準確嵌入密封座內。

12.4.2　主控項目

主控項目的內容如下。

①管道及管件材質、規格、型號應符合設計要求和規范規定。

②安全閥調校應符合設計要求和規范規定。

12.4.3　一般項目

一般項目的內容如下。

①管道補償器安裝前，應按設計規定進行預拉伸（預壓縮），其允許偏差為±10mm。

②管道支架、托架、吊架、管卡的選用及安裝應按設計選用，安裝位置應符合設計要求，安裝方法正確。滑動支架應保證沿軸向滑動無阻，且不發生橫向偏移；固定支架應安裝牢固。

③法蘭螺孔應跨中安裝，其允許偏差為±1mm。

④閥門安裝方向應與介質流向一致。

⑤安全閥安裝時應保持垂直。

⑥管道安裝允許偏差值應符合表2-12-7的規定。

⑦法蘭密封面應與管子中心垂直（見圖2-12-5）。當公稱直徑小于或等于300mm時，在法蘭外徑上的允許偏差e為±1mm；當公稱直徑大于300mm時，在法蘭外徑上的允許偏差e為±2mm。

⑧法蘭螺栓擰緊后兩個密封面應相互平行，其間隙允許偏差應小于0.5mm。

⑨擰緊后螺栓與螺母易平齊。

⑩閥門手輪位置，在水平管段上安裝雙閘板閘閥時，手輪宜向上。一般情況下，安裝后的閥門手輪或手柄不得向下。

12.5　焊接

12.5.1　一般規定

一般規定的內容如下。

①對預制的管道應按管道系統編號和順序號進行對號安裝。

②管道、管件、閥門、設備等連接時，不得采用強力對口。

③管道安裝時應采用對口器進行對口組焊。使用外對口器時，根焊必須完成管道周長的50％以上且均勻分布時才能拆除對口器；使用內對口器時，根焊必須全部完成后才能拆除對口器。

④管子端口圓度超標時應進行校圓。校圓時宜采用整形器調整，不宜用錘擊方法進行調整。

⑤異徑管直徑應與其相連接管段一致，配合的錯邊量不應大于1.5mm。

⑥站場鋼制管道焊接時應按本章和現行的行業標準SY/T 4103的有關規定執行。

⑦在管道焊接生產中，對于任何初次使用的鋼種，焊接材料和焊接方法都應進行焊接工藝試驗和評定。焊接工藝試驗和評定應符合《鋼質管道焊接及驗收》SY/T 4103的規定。

⑧安裝單位已有的焊接工藝評定結果在新建工程上使用時，需要進一步確認。當其中任何一要素與實際情況不符時，依據焊接工藝評定規程中的要求，確定是否重新進行焊接工藝評定。

⑨根據合格的焊接工藝評定報告編制焊接工藝規程。

⑩參加焊接作業人員必須是按照焊接工藝規程，經過考試取得相應資格的合格焊工，焊工按取得的相應項目施焊。焊工資格考試按照SY/T 4103的規定執行。

施焊前焊接材料應滿足以下要求。

a.焊條無破損、變色，無油污、雜物；焊絲無銹蝕、污染現象；焊劑無變質現象；保護氣體的純度和干燥度應滿足焊接工藝規程的要求。

b.焊條使用前應按產品說明書進行烘干。在無要求時，低氫型焊條烘干溫度為350～400℃，恒溫時間1～2h，焊接現場應設恒溫干燥箱（筒），溫度控制在100～150℃，隨用隨取。當天未用完的焊條應收回，重新烘干后使用，但重新烘干次數不得超過2次。纖維素焊條在包裝良好無受潮時，可不烘干。若受潮時，應進行烘干，烘干溫度為80～100℃，烘干時間為0.5～1h。

c.在焊接過程中出現焊條藥皮脫落、發紅或嚴重偏弧時應立即更換。

在下列不利的環境中，如無有效防護措施時，不得進行焊接作業。

a.雨天或雪天。

b.大氣相對濕度超過90％。

c.氣體保護焊風速超過2.0m/s，焊條電弧焊風速超過8m/s，藥芯焊絲自保護焊風速超過10m/s。

d.環境溫度低于焊接規程中規定的溫度時。

e.常用管材允許焊接的最低環境溫度：低碳鋼為-20℃，低合金鋼為-15℃，低合金高強鋼為-5℃。

工藝管道上使用的彎頭宜根據需要定貨，必須采用直口組對焊接。

施焊時嚴禁在坡口以外的管壁上引弧；焊機地線應有可靠的連接方式，以防止和避免地線與管壁之間產生電弧而燒傷管材。

預制好的防腐管段，焊前應對管端防腐層采取有效的保護措施，以防電弧灼傷。

管道焊接時，根焊必須熔透，背面成形良好；根焊與熱焊宜連續進行，其他層間間隔也不宜過長，當日焊口當日完成。

每遍焊完后應認真清渣，清除缺陷后再進行下一道工序。

每道焊口完成后，應用書寫或粘貼的方法在焊口下游100mm處對焊工或作業組代號及流水號進行標識，嚴禁用有損母材的方法識別。

焊接接頭的焊前預熱和焊后熱處理應根據設計要求和焊接結構的剛性，在焊接工藝評定中確定熱處理工藝。

異種鋼焊接時，預熱溫度應按焊接性差的鋼材的要求確定。

預熱應在焊口兩側及周向均勻進行，應防止局部過熱，預熱寬度應為焊縫兩側各100mm。

對有預熱要求的焊接，在焊接過程中的層間溫度不應低于其預熱溫度。

后熱和熱處理應按焊接工藝評定確定的工藝規定進行。

熱處理加熱范圍應為焊口兩側各大于焊縫寬度的3倍，且不小于25mm，加熱區以外的100mm范圍應予保溫。

熱處理后的焊縫應符合設計規定要求，否則應對焊縫重新進行熱處理。一道焊縫熱處理次數不能超過2次。

焊縫無損探傷檢查應由經鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考試委員會制定的《無損檢測人員考試規則》考試合格并取得相應資格證書的檢測人員承擔，評片應由取得Ⅱ級資格證書及其以上的檢測人員承擔。

焊縫外觀檢查合格后應對其進行無損檢測。無損檢測應按SY4109的規定執行。

無損探傷檢查的比例及驗收合格等級應符合設計要求。如沒有規定時，應按下列規定執行。

a.管道對接焊縫無損探傷檢查數量及合格等級應符合表2-12-8的規定。

b.穿越站場道路的管道焊縫、試壓后連頭的焊縫應進行100％射線照相檢查。合格級別應符合表2-12-8的規定。

c.不能進行超聲波或射線探傷的部位焊縫，按《工業金屬管道施工及驗收規范》GB 50235進行滲透或磁粉探傷，無缺陷為合格。

焊縫抽查檢測應具有代表性和隨機性，或由工程監理指定。對每個焊工或流水作業組每天復檢或抽查的比例應大致相同。

不能滿足質量要求的焊接缺陷的清除和返修應符合SY/T 4103的規定。返修后的焊縫應按本章有關條款進行復檢。

12.5.2　管道組對

（1）主控項目　管道材質必須符合設計要求。

（2）一般項目

①管道清理時，應將坡口及其內外表面100mm范圍內的油、漆、銹、毛刺等污物清除掉。

②相鄰兩道焊縫的距離不得小于1.5倍管道公稱直徑，且不得小于150mm。

③焊縫距離支吊架不得小于150mm，需要熱處理的焊縫距離支吊架不得小于300mm。

④焊縫距離彎管起點不得小于100mm，且不宜小于管子外徑。

⑤直縫對接焊縫位置應位于易檢修的部位，且不應在底部。

⑥螺旋焊縫之間距離應錯開100mm以上。

⑦管道對口平直度，當管子公稱直徑小于100mm時，允許偏差為1mm；當管子公稱直徑大于或等于100mm時，允許偏差為2mm，但全長允許偏差均為10mm，見圖2-12-6。

⑧管口組對間隙應符合表2-12-3的規定。

⑨管子對接錯邊量應符合表2-12-9的規定。

12.5.3　管道焊接

12.5.3.1　場站焊接應特別注意的事項

由于場站用材料的材質和規格相對于長輸管道線路工程要多得多，所以焊接時應特別注意以下事項。

（1）選用適用的焊接方法　應根據鋼管材質、規格、焊接位置等選用合適的焊接方法。

（2）選用適用的焊接工藝規程　場站工藝管道焊接工藝規程多，應合理選用焊接工藝規程，以防用錯。

（3）指定焊工　場站工藝管道焊接項目多，不是有合格證的焊工所有的焊接項目都能焊接，應安排有相應技術水平，并持有相應合格項目的焊工進行焊接。

（4）選用焊接設備　場站工藝管道焊接所用設備多，應根據所焊接的接頭，并按焊接工藝規程的要求選用焊接設備。

（5）按焊接工藝規程選用焊接材料　場站工藝管道材質品種多、規格多、焊接方法多、焊接位置多，應在合理選用焊接工藝規程的基礎上，合理選用焊接材料。所以場站工程施工，應有一套完整的焊接材料管理辦法，以防用錯。

12.5.3.2　場站焊接控制項目

（1）主控項目

①焊材的材質必須符合設計要求和規范規定。

②管道焊縫無損檢測必須符合設計要求和規范規定。

（2）一般項目

①焊縫表面應整齊均勻，無裂縫、未焊透、氣孔、夾渣、燒穿及其他缺陷。

②焊縫及其周圍應清理干凈，不得存在有電弧燒傷母材的缺陷。

③焊縫寬度應為坡口上兩側各加寬1～2mm。

④焊縫余高應為0～1.6mm，局部不應大于3mm且長度不大于50mm。

⑤咬邊深度應不大于管壁厚的12.5％且不超過0.8mm。在焊縫任何300mm的連續長度中，累計咬邊長度應不大于50mm。