东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求

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1、东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求第26卷第8期油气储运东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求潘红丽王强李景昌(中国石油管道公司管道科技中心)(中国石油管道公司)滕延平姜征峰赵卿(中国石油管道公司管道科技中心)(中国石油管道公司)(中国石油天然气管道局事业部)潘红丽王强等:东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求,油气储运,2007,26(8)39~42.摘要对东北管网钢级为Q345(~72o×8.9mm)的钢管试样进行了管道抢修腐蚀坑补强工艺试验,提出了可焊接的腐蚀坑最大允许深度,补板间最小距离,补板与环焊

2、缝和螺旋焊缝的距离等技术要求.试验结果表明,低流速流体和流体压力对烧穿和硬度影响较小;在立焊位置发生烧穿的可能性比其它位置大,需要严格控制焊接热输入.主题词输油管网腐蚀焊接补强技术要求一,东北管网概况东北管网始建于2O世纪7O年代初期,经过3O余年的运行,目前管道已经出现不同程度的老化,腐蚀及开裂事故逐年增多.为实现东北管网再安全运行2O年,恢复4000×10t/a输油能力的目标,对其进行了管网改造.为指导大修现场进行腐蚀管道补强作业,选取Q345管材(~72o×8.9mm)的钢管试样,进行了腐蚀管道补强焊接工艺试验,给出了焊接工艺参数和技术要求.东北管网的运行条件见表1.表

3、1东北管网的运行条件注*焊接时可降压至2MPa以下.二,在役管道腐蚀坑焊接补强技术要求在役管道的焊接主要存在两个问题,一是烧穿,在带压管道上施焊时,如果焊接熔池下方未熔化金属强度不能承受内部热应力,就会发生烧穿现象;二是流体从管壁带走热量,加速了焊接部位的冷却速度,从而导致氢致裂纹.如果壁厚大于6.4mm,采用低氢焊条(EXX18型)和正常的焊接工艺,就不可*065000,河北省廊坊市金光道51号;电话:(0316)2170719能发生烧穿.如果管壁较薄(小于6.4mm),必须限制热输入以降低烧穿的危险n.但是,较低的热输入不足以补充流体从管壁带走的热量,导致焊缝冷却速度过快

4、,从而发生氢致裂纹.因此,焊接工艺参数的选择必须兼顾管道安全和防止材料性能恶化.文献[2]指出,采用低氢焊条焊接在役管道,管道内表面的最大温度(982℃)为防止烧穿的最大极限温度.通常认为.,对于合金钢,1316℃的平均峰值温度代表粗晶区(CGHAZ),954℃代表细晶区(FGHAZ).对于在役管道焊接,Edison焊接研究所”的研究表明,采用直径为3.2mm的焊条,在油气储运ll0A的焊接电流下,热输入值为0.87kJ/mm时,管道的最小可焊厚度为4.0mm.采用2.4mm的焊条,在热输入值为0.59kJ/ram时,最小焊接壁厚为3.2mm(管道内压为5.5MPa).SY/

5、T6554--2003在用设备的焊接或热分接程序标准明确规定㈣,在说明书中应对工件的最小母材厚度的要求加以说明.4.8mm是多数焊接和热分接所推荐的最小母材厚度.为预防烧穿,实际的母材最小厚度是强度所需厚度的函数,即为强度所需的厚度加上一个安全厚度,一般为2.4mm.上述文献和标准说明,对于在役管道焊接,必须通过控制焊接工艺参数,以防烧穿和产生裂纹.因此,对于在线管道焊接,需要进行焊接工艺试验,确定实际的工艺参数,特别是直接在腐蚀坑上堆焊焊接金属.1,腐蚀坑堆焊补强工艺试验(1)试验条件和工艺参数将试样展平加工出不同深度的坑槽来模拟管道的腐蚀坑.焊接方法为手工焊条电弧焊,焊机

6、为YD一400AT2HGF型IGBT控制直流弧焊机,焊接材料为J507(E5015)庐3.2低氢焊条.表2为腐蚀坑补焊焊接工艺参数.点腐蚀补焊试验分为三组,焊接方式均为平焊.第一组为腐蚀坑深度不同,焊接工艺相同(热输入值相同);第二组和第三组分别为腐蚀坑深度相同(4.0mm和5.0mm),而焊接工艺不同.对于点腐蚀坑补焊,持续焊接时间不超过60S,以避免管壁长时间受热,超过982.C而烧穿.如果还需要继续填补焊接,则要等到焊缝金属冷却到150℃以下,并清除焊渣后方可进行.面腐蚀分为两组.第一组和第二组分别为腐蚀坑深度相同(4.0mm和5.0mm),而焊接工艺不同,焊接方式为平

7、焊.同时,对腐蚀坑深度为5.0mm的面腐蚀,在立焊位置进行了试验.面腐蚀采用多道焊接填补,每层焊道间温度低于150℃,并将每层焊道的焊接熔渣清除干净.表2腐蚀坑补强焊接工艺参数(2)试验结果通过测定熔合线附近细晶区(FGHAZ)到试样背面的距离(￡)来预测试样是否有烧穿的可能性,若￡<4.0mm,则认为有烧穿危险.表3为不同工第26卷第8期潘红丽等:东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求艺和不同腐蚀深度下熔合线到试样背面的最小距离.表3不同工艺和不同腐蚀深度下的最小距离细晶区至试样细晶区至试样试样编号背面