正確安裝燃氣管道與閥門

                            正確安裝燃氣管道與閥門

                            上海申弘閥門有限公司
正確安裝燃氣管道與閥門圓錐形管螺紋各圈螺紋的直徑都不相等，從螺紋的端部到根部螺紋直徑逐步增大呈錐形。這種管螺紋與管件的柱形內螺紋連接時，絲扣越擰越緊，接口較嚴密。管子螺紋連接一般均采用圓錐外螺紋與圓柱內螺紋連接，常稱錐接柱。燃氣閥是一種新型的燃氣管道工程的安全配套裝置；用于截斷、接通、調節管路中的氣體，具有良好的控制特性和關閉密封性能；適用于城市煤氣、液化石油氣、天然氣、氧氣等多種燃氣介質管路上。燃氣閥門被廣泛應用城市供氣管網系統煤氣、液化石油氣、天然氣、氧氣等多種燃氣介質管路上；驅動形式有手動、蝸輪傳動、電動、 氣動、液動、電液聯動等執行機構，可實現遠距離控制和自動化操作。我國燃氣主要是人工煤制氣，人工煤制氣中有較多的雜質和"煤氣膠"，原來傳統使用的單閘板契式水閘閥越來越不能適應燃氣工況的需要，這類閥門普遍存在"關不嚴"和閥桿咬死的問題一般不用柱接柱。用圓錐外螺紋與圓錐內螺紋連接，全部螺紋表面互相擠壓，嚴密性更好，但因圓錐形內螺紋管件加工困難，故錐接錐的連接方式很少用。用電動套絲機或手工管子絞板加工的為圓錐外螺紋。圖5—2—1為圓柱及圓錐管螺紋。管子絲扣閥門連接時，管端的外螺線長度應比閥門的內螺紋長度短1～2扣絲，以免擰過頭，管子頂壞閥芯。同理，其他接口管子外螺紋長度也應比所連接配件的內螺紋略短些。連接管件用的長、短管螺紋及連接閥門的螺紋長度(圓柱形短螺紋與長螺紋尺寸)見表5—2—1。圓錐形管螺紋尺寸見表5—2—2。
 

 



圖5-2-1 圓柱及圓錐管螺紋

表5-2-1 連接管件用的長、短螺紋與連接閥門的螺紋

序號	管子公稱直徑		短螺紋		長螺紋		連接閥門的螺紋長度(mm)
	(mm)	(英寸)	長度(mm)	螺紋數	長度(mm)	螺紋數
1	15	1/2	14	8	50	28	12
2	20	3/4	16	9	55	30	13.5
3	25	1	18	8	60	26	15
4	32	11/4	20	9	65	28	17
5	40	11/2	22	10	70	30	19
6	50	2	24	11	75	33	21
7	65	21/2	27	12	85	37	23.5
8	80	3	30	13	100	44	26


表5-2-2 連接管件及閥門的圓錐形管螺紋

序號	管子公稱直徑		連接管件				連接閥門
	(mm)	(英寸)	螺紋有效長度(不計螺尾)(mm)	由管端至基面間的螺紋長度(mm)	1英寸長度內螺紋數	管端螺紋內徑(mm)	螺紋有效長度( 計螺尾)(mm)	由管端至基面間的螺紋長度(mm)
1	15	1/2	15	7.5	14	18.163	12	4.5
2	20	3/4	17	9.5	14	23.524	13.5	6
3	25	1	19	11	11	29.606	15	7
4	32	11/4	22	13	11	38.142	17	8
5	40	11/2	23	14	11	43.972	19	10
6	50	2	26	16	11	55.659	21	11
7	65	21/2	30	18.5	11	71.074	23.5	12
8	80	3	32	20.5	11	83.649	26	14.5
注：基面是指用手擰緊與開始用工具擰緊管件的分界面

　　(二)管螺紋加工
　　管螺紋加工分為人工絞板與電動套絲機兩種方法。圖5—2—2a是管子絞板的構造，在絞板的板牙架上設有4個板牙孔，用于裝板牙，板牙的進退調節是靠轉動帶有滑軌的活動標盤進行。絞板的后部設有4個可調節松緊的卡子，套絲時用以把絞板固定在管子上。圖b是板牙的構造。一般在板牙尾部及板牙孔處均有1、2、3、4序號字，應按編號順序將板牙裝入板牙孔，裝錯后就套不出合格的螺紋而出現亂絲。



圖5-2-2 絞板及板牙


　　絞板的規格及套絲范圍見表5—2—3。

圖5-2-2 絞板規格及套絲范圍




　　使用時，應按管子規格選用對應的板牙，不可亂用。在人工套絲時應避免以下缺陷：
　　1．螺紋不正。原因是絞板上卡子未卡緊，因而絞板的中心線和管子中心線不重合，或人工套絲時兩臂用力不均勻，絞板被推歪而產生。管子端切割不正也會引起套絲不正。
　　2．偏扣螺紋。由于管壁厚薄不均勻而造成。偏扣較大時不可使用，防止受力斷裂使燃氣漏出。
　　3．細絲螺紋。由于板牙順序裝錯或板牙活動間隙太大所造成。另外，手工套絲一般1個螺紋要2～3遍套成，若第二遍與*遍沒有對準，即螺紋軌跡不重合，*遍套出的螺紋會被第二遍切開成為細絲或亂絲。
　　4．螺紋不光或斷絲缺扣。由于套絲時板牙進刀量太大或板牙的牙刃不稅利，或牙有損壞處以及切下的鐵渣積存等原因所致。在套絲時用力過猛或不均勻，也會出現這些缺陷。為了保證螺紋質量，1次進刀量不宜過大，套1遍，凋整標盤增加進刀量，再套l遍。一般要求管徑15～25mm的管子宜2次套成，25mm以上的管子分3次套成。當管端被切成坡口，出現絞板打滑現象，這是因板牙進刀量太大，應用手錘將坡口打平或割去，減小進刀量再套絲。
　　5．管螺紋豎向出現裂縫。這是由于焊接鋼管焊縫未焊透或焊縫不牢，應割去不用。
　　絲扣套完后，需要試接，以用手擰進2～3扣為宜。套成的螺紋應端正、光滑，無毛刺，無斷絲、偏絲與缺扣，有一定的錐度。連接好后，絲扣外露2～3扣為宜。
　　人工套絲勞動強度大，故常使用工廠生產的或安裝企業自制的多種形式的電動套絲機，應按使用說明書進行操作。
　　(三)填充材料
　　為了增加管子螺紋接口的嚴密性和維修時不致因螺紋銹蝕造成不易拆卸，螺紋處一般要加填料。因此，填料既要能充填空隙，又要能防腐蝕。為保證接口長久嚴密，管子螺紋不得過松，不能用多加填充材料來防止滲漏。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。燃氣管道采用螺紋連接時，不允許用鉛油、絲密封，防止鉛油、麻絲在使用中干裂導致漏氣，應采用聚四氟乙烯密封帶做螺紋接口的填充料。
　　二、承插連接
　　承插連接主要用于鑄鐵管的連接。承插式鑄鐵管與管件的一端為承口，另一端為插口，在承口與插口之間的環形間隙中填人麻絲或膠圈，再用水泥或鉛密封，以保證接口的嚴密。見圖5—2—3。鑄鐵管曾經是燃氣管道的主要管材之一，近年來已逐漸減少，主要用于輸水管道。

 





圖5-2-3 承插式鑄鐵管接口連接
1-承口；2-插口；3-鉛；4-膠圈；5-水泥；6-浸油麻絲


　　(一)用作燃氣管道接，填抖要求
　　1．油麻。用不含雜質、纖維長、韌性好、老皮少的或亞麻放在5％的5號石油瀝青和95％的2號汽油混合液里浸泡晾干，再將油麻絲搓成小股，再把它擰成大股麻辮。使用時可根據承插口間隙的大小，抽若干小股絞緊后使用。油麻的作用是防止管內燃氣滲漏，并防止外層填料(水泥、鉛等)進入管內。
　　2．青鉛。青鉛的純度不小于99．9％，鉛的純度愈高，質地就愈柔軟。青鉛應加熱熔化后再用。
　　3．水泥。應用500^#或500^#以上硅酸鹽水泥，使用前應用0．5mm的孔眼篩于過篩。不得使用受潮或失效水泥，并沒有結塊和雜物。水灰比一般取1：3～4(質量比)。
　　4．橡膠圈。人工煤氣中含有多種芳香烴、苯、酚等，對天然橡膠和一般的合成橡膠有腐蝕作用．故應選用耐燃氣腐蝕的了腈橡膠。橡膠圈外觀應粗細均勻，質地柔軟，無氣泡、裂紋、重皮，膠圈的物理性能應符合表5-2-4的要求。

表5-2-4 膠圈的物理性能

含膠量(％)	邵氏硬度(度)	拉應力(N/m2)	伸長率(％)	*變形(％)	老化系數(70,72h)
≥65	45～55	≥1.6×107	500	<25	≥0.8


　　膠圈的斷面直徑應符合表5-2-5的要求。

表5-2-5 膠圈斷面直徑(mm)

承口與插口間的空隙	8	9	10	11	12	13
膠圈斷面直徑	17	18	19	21	22	23


　　橡膠圈的內環徑一般應為插口外徑的0．85～0. 87倍。
　　承插接口密封填料性能及用途，見表5-2-6。

表5-2-6 承插式接口密封填料性能及用途

接口名稱	性能	主要填料	用途
水泥接口	剛性	橡膠圈—水泥	1.中壓管道； 2.敷設于車行道下低壓管； 3.臨近建筑物的低壓管
		油麻—水泥	埋設于非道路下低壓管
青鉛接口	柔性	橡膠圈—青鉛	1.中壓管道管件接口； 2.中壓管道連接管段的接口； 3.某些場合的特殊要求
		油麻—青鉛	1.低壓管道管件接口； 2.低壓管連接管段接口； 3.無法使用橡膠圈的中、低壓管接口


　　(二)接口的施工
　　1．鑄鐵管、管件檢驗。鑄鐵管應有制造廠的名稱或商標、制造日期及工作壓力符號等標記。內外表面應整潔，不得有裂縫、癟陷和錯位等缺陷；承插部分不得有粘砂及凸起承口根部不得有凹陷；其他部分的局部凹陷不得大于5mm；間斷溝陷、局部重皮及疤痕的深度不大于5％壁厚加2mm，環狀重皮及劃傷深度不大于5％壁厚加lmm。內外表面的漆層應完整光潔，附著牢固。施工前應逐根管子用手錘輕輕敲擊管端，如發出清脆的聲音，說明管子完好；如發出破裂之音，說明管子有裂紋，應找出破裂之處，截去再用。
　　檢查管內有無土、石等污物，如有時可用中間掛有棉絲或破布的鐵絲，在管內拖拉幾次予以清除。
　　2．管口清理。用棉絲或破布將承插部分擦干擦凈。當用水泥作填料時，為了增加填料與管壁間的附著力，應將承插口的瀝青除掉。一般是先用噴燈燒烤，再用鋼絲刷清除，后用破布擦凈。
　　3．對口要求。鑄鐵管對口大間隙見表5—2—7。鑄鐵管環形間隙允許偏差見表5—2—7。
　　4．接口工作坑。事先在溝槽內管子接口處挖好接口工作坑，其尺寸以向接口內加填料與打口、質量檢驗方便為準。工作坑的尺寸可參考表5—2—9。機械接口按實際情況而定。

表5-2-7 鑄鐵管對口大間隙(mm)

管徑	沿直線鋪設時	沿曲線鋪設時
75	4	5
100～250	5	7
300～500	6	10
600～700	7	12


表5-2-8 鑄鐵管接口環形間隙允許偏差(mm)

管徑	標準環形間隙	允許偏差
75～200	10	+3 -2
250～450	11	+4 -2
500～700	12	+4 -2


表5-2-9 鑄鐵管接口工作坑尺寸(mm)

管徑	寬度	長度		深度
		承口前	承口后
75～200	管外徑+600	800	200	300
250～700	管外徑+1200	1000	300	400

　　5．青鉛接口。
　　(1)填油麻。把油麻搓成直徑大于接口環形間隙三分之一的麻辮。麻辮有用整根的，整根麻辮至少可在插口管上繞3周；也可用3根，每根比管子外周長長100～150mm。填油麻時先用枕鑿插入接口下側間隙，并錘擊枕鑿使插口部分抬起，將油麻絞緊填入縫隙，由接口下方逐漸向上塞進口內。先將底部打實，然后自下而上逐步錘擊填實，再繞填第二圈及第三圈油麻，用同樣方法填實。四周力求平整，深度為離承口端面40～60mm左右。油麻辮頭尾兩端搭接長度為50～70mm，搭接處油麻辮兩端要適當減細，其位置應放在接口上側。
　　(2)填入橡膠圈。用橡膠圈代替油麻，可以減輕體力勞動，膠圈的彈性更能保證接口的嚴密性。填入橡膠圈時，先將膠圈套在插口管上，用兩把枕鑿插入接口下側縫隙，使插口管底托起，兩把枕鑿的間距應小于接口圓周長的三分之一。把管子上側橡膠圃拉緊，捻鑿應貼插口填打。先打入底部膠圈，然后自下而上在兩側交替填打，管上側后打人，使膠圈依次均勻滾入環形間隙中。膠圈四周應平整，深度均為70mm左右。
　　(3)熔鉛。鉛的純度為99．9％，使用前應檢查有無雜質。把鉛切成小塊，放入鉛鍋內加熱熔化，當鉛水加熱呈紫紅色時即可使用。顏色發白表示欠火，如發紅表示過火。可用鐵棒測試，當鐵棒插入鉛水中取出時，鉛水不粘在鐵棒時方可使用。當鉛鍋中需要加鉛時，應把鉛鍋從火上抬下來，并把鉛塊放在火上燒熱后慢慢放在鉛鍋內。防止將冷鉛塊(特別是表面有水)扔在鍋內，以免發生液鉛飛濺傷人。
　　(4)灌鉛。先將石棉繩浸水濕透，涂上粘土，沿接口縫隙繞接口1周，相交于接口高點。石棉繩內外及搭接處用粘土涂抹并修出一個澆鉛口，其余部分均用粘土涂封，不使鉛水外流。灌鉛操作人員要戴防護面罩、長帆布手套、腳蓋布等防護用具。澆灌時應清除表面鉛灰，澆灌速度由鉛溫而定。鉛熱慢澆，鉛冷快澆。灌鉛應連續進行，一次灌滿，中間不得停頓。小口徑管灌鉛從正中澆入，兩面流入，一次澆足，不得補鉛。大口徑管應從側面澆入，使接口縫隙內的空氣從另一側排出，避免縫隙內空氣受熱膨脹發生爆鉛現象。接口縫隙如有水，應阻塞水源，擦干水后再灌。如受潮，可先加入少量機油，然后再從一側灌鉛，速度不宜過快。鉛凝固后，取下石棉繩，將泥土擦凈。
　　(5)打鉛。先用小扁鑿緊貼插口錘擊一周。小扁鑿與管軸線成30°角。不可將繞鉛口處的積鉛鑿下，因在灌鉛過程中，由于鉛水的重力作用，使接口底部密實，而上部較疏松。依次用敲鉛鑿由下而上錘擊青鉛，每敲擊2～3次移動半鑿。依次進行，不得跳越敲擊。敲擊時，敲擊鑿與插管軸線應保持20°左右的角度。青鉛與管壁接觸處敲擊后易產生薄的鉛箔，應用小扁鑿將鉛箔鏟除，再修整鉛表面。
　　6．水泥接口。用500#或500#以上硅酸鹽水泥加水制成。水灰比一般取1：3～4(質量比)，水由天氣冷熱，干濕而略有增減。拌和水泥的容器要干凈，拌和時水逐漸加入。拌均勻后用濕布蓋上，如在30min內仍未使用，就不能再用。清洗接口縫隙，用布擦干。填油麻或橡膠圈，操作與青鉛接口相同。
　　填塞水泥，把水泥捏緊，由下而上用手塞入接口縫隙，并多次搗實至平承口，然后抹嚴。
　　水泥接口養護。水泥接口完成，隨即填土養護，亦可覆蓋草袋澆水養護。當氣溫低于0℃時，為防止凍裂，一般不宜作水泥接口。
　　7．機械接口。機械接口比承插式接口具有接口嚴密可靠及抵抗外界震動、撓動等能力的*性，是輸送中壓和低壓燃氣的主要管材之一。接口形式主要有N1型和S型。N1型接口操作時，先將承插口工作面清理干凈，再將壓蘭、膠圈與塑料支撐圈先后套入插口端部。
　　對口。管道下入管溝就位，將承口工作面涂刷潤滑劑(如白厚漆)，再將另一管子插口水平對準已就位管子的承口，然后水平方向推入承口，使其成為一直線，環形間隙均勻。在插入連接時，不得帶入泥砂。機械接口的插口插入度是保證密封圈處于*位置的主要數據，因此在安裝前確定好尺寸，并在插口管上劃上標記。穩管。將插口插在承口內找好水平，墊好承口，再將插口墊平，然后將管底用土穩住并夯實。
　　上壓蘭。將壓蘭插入承口，用螺栓與管子承口法蘭連接。緊固壓蘭時，先緊管底部螺栓，后緊上部與左右螺栓。要對稱交替緊固，用力均勻，壓縮量一致。

　　三、法蘭連接

　　法蘭連接主要用于管道與管件及附屬設備的連接，如閥門、調壓器、波形伸縮節、過濾器等連接。法蘭連接拆卸安裝方便、接合強度好、嚴密性好。它由法蘭(被連接件)，螺栓、螺母(連接件)與墊片(密封元件)組成。通過擰緊連接螺栓，壓緊法蘭接觸面上的墊，使墊片產生足夠的彈塑性變形，將其與法蘭壓緊面間凹凸不平的微細縫隙填滿塞緊，以達到密封之目的。
　　(一)法蘭的類型
　　法蘭一般是用鋼板加工的，也有鑄鋼法蘭和鑄鐵螺紋法蘭。根據法蘭與管子的連接方式不同，法蘭可分為平焊法蘭、對焊法蘭、平焊松套法蘭、對焊松套法蘭、翻邊松套法蘭、螺紋法蘭等。見圖5-2-4。其中，平焊法蘭應用廣。
　　常用的密封面型式有以下3種：
　　1．平面型密封面，見圖5—2—5(a)、(b)。這種密封面結構簡單、制造方便，但墊片易向外擠出，密封性能差，只適于壓力不高、介質無毒、非易燃易爆場合。
　　2．凹凸型密封面，見圖(c)。墊片對中較好，不易外擠，可用于稍高壓力。
　　3．榫槽型密封面，見圖(d)。墊片較窄，所需擰緊螺栓的力相應較小，但結構復雜，更換墊片較難，適用于易燃、易爆、有毒介質以及壓力較高的場合。
　　鋼制法蘭可采用成品，也可以按照國家標準加工。

 





圖5-2-4 法蘭的幾種型式





圖5-2-5 法蘭壓堅面型式


　　鐵鑄法蘭系鑄鐵，與鑄鐵管與管件鑄造為一體。常見的法蘭管件有法蘭承管、法蘭插管、法蘭閥門、法蘭彎管(單盤和雙盤)、法蘭三通(單盤、雙盤和三盤)、法蘭大小頭(單盤、雙盤)等。
　　(二)鋼制法蘭加工
　　法蘭用A₃、20^#鋼或按設計要求的鋼制造。選用的鋼板厚度與下料時法蘭的外緣和內孔應留有切削加工余量。一般常用氧—乙炔割炬切割成環形毛坯后，在車床上切削，然后用鉆床鉆螺栓孔。管道與閥門或設備等連接時，應按閥門或設備上的法蘭配制。法蘭表面應平整光潔，不得有裂紋、徑向溝槽、斑點、毛刺、砂眼等能降低法蘭強度和封密的缺陷。
　　連接法蘭的螺栓一般用A₃或A₅號鋼加工。公稱壓力超過2．5MPa的應用35號鋼加工。螺母的硬度應低于螺栓的硬度，一般用A3號鋼加工。公稱壓力超過2.5MPa時用25號鋼加工。現用的螺栓以公制普通螺栓為主。公制普通螺栓的螺紋分為粗扣和細扣兩種，螺距2．5mm的稱為粗扣，螺距小于2．5mm的稱為細扣。管道法蘭連接主要使用粗扣。螺栓的直徑應按標準法蘭孔確定，一般比螺栓孔小1～2mm。螺栓長度要適宜，緊固后外露長度不大于2倍螺距。
　　(三)法蘭連接
　　1. 螺紋連接。螺紋連接是指法蘭與管子螺紋連接，用于鋼管與鑄鐵法蘭連接，或鍍鋅鋼管與鋼法蘭的連接。在加工螺紋時，管子的螺紋長度應稍短于法蘭的內螺紋長度。螺紋擰緊時應注意兩個法蘭的螺孔對正。若孔未對正，只能繼續擰緊法蘭或拆卸后重裝。不能將法蘭回松對孔，以保證接口嚴密。
　　2．法蘭連接。平焊法蘭、對焊法蘭或鑄鋼法蘭與管子連接均用焊接。連接時法蘭密封面應保持平行，其偏差不大于法蘭外徑的1．5／1 000，且不大于2mm。法蘭連接應保持同軸，其螺栓孔中心偏差一般不超過孔徑的5％，并保證螺栓自由穿入。管口應凹進法蘭1．3～1．5倍管壁厚度，不得與法蘭接觸面子齊，焊接后焊縫不得高出法蘭接觸面，避免焊渣飛濺在接觸面上，以保證法蘭的嚴密性。法蘭連接墊片。法蘭連接為了接口嚴密、不滲不漏，必須加墊圈。法蘭墊圈厚度一般為2～3mm，墊片材質根據管內輸送介質的性質或同一介質在不同溫度和壓
力的條件下選用，燃氣管道常用石棉橡膠板。見表5—2—10。

表5-2-10 法蘭墊圈材料選用表

材料名稱	適用介質	高工作壓力(MPa)	高工作溫度(℃)
低壓石棉橡膠板	水、空氣、燃氣、蒸汽、惰性氣體	1.6	200
中壓石棉橡膠板	水、空氣及其他氣體、蒸汽、燃氣、氨、酸及堿稀溶液	4.0	350
高壓石棉橡膠板	蒸汽、空氣、燃氣	10	450


　　法蘭墊圈的內徑不得小于法蘭的孔徑，外徑應小于相對應的兩個螺栓孔內邊緣的距離，使墊圈不遮擋螺栓孔；墊圈邊寬應一致，周邊應整齊，墊片尺寸應與法蘭密封面相符，其允許偏差見表5—2—11。

表5-2-11 墊圈允許偏差(mm)

法蘭密封面形式	平面型		凸凹型		榫槽型
公稱直徑	內徑	外徑	內徑	外徑	內徑	外徑
<125	+2.5	-2.0	+2.0	-1.5	+1.0	-1.0
≥125	+3.5	-3.5	+3.0	-3.0	+1.5	-1.5

　　石棉橡膠墊圈應質地柔韌，無老化變質或分層現象。表面不應有折損、皺紋等缺陷。不允許用斜墊斤或雙層墊片，因為墊片層數越多，可能滲漏的縫隙越多。對不涂敷粘接劑的墊片，在制作墊片時應留一個手把，以便于安裝。見圖5—2—6。




圖5-2-6 法蘭墊圈
1-平把；2-墊圈；3-法蘭盤；4-內徑；5-外徑


　　法蘭連接應使用同一規格螺栓，安裝方向一致。緊固螺栓應對稱均勻，松緊適度。螺栓緊固后，應與法蘭緊貼，不得有楔縫。需加墊圈時，每個螺柱不應超過1個。
　　螺栓擰緊后，兩個法蘭密封面應互相平行，其允許偏差，見表5—2—12。

表5-2-12 法蘭密封面平行度允許偏差值

 




　　四、焊接連接

　　焊接連接是管道中應用廣泛的連接方法，各種鋼管、銅管、鉛管等均可焊接。焊接連接是將管子接口處及焊條加熱，達到使金屬熔化的狀態，而使兩個被焊件連接成一整體。焊接的方法很多，但在燃氣管道上常用的是手工電弧焊、氧—乙炔氣焊與氬弧焊。
　　焊接的優點是焊口牢固、耐久，嚴密性好，焊縫強度一般可達到管子強度的85％以上，甚至超過母材強度；管段間直接焊接，不需要接頭配件，構造簡單，成本低，管路整齊美觀，使用后運行可靠，不需要經常維修，施工進度快，勞動強度低。
　　(一)氣焊
　　氣焊是用氧、乙炔的混合氣體燃燒進行焊接，其燃燒溫度可達到3100～3300℃，工程上借助這個化合過程所放出的高溫化學熱熔化金屬進行焊接。氣焊常用的材料和設備如下：
　　1．電石(CaC)。電石是石灰和焦炭在電爐中焙燒化合而成，電石與水作用分解產生乙炔氣(C₂H₂)。電石在空氣中能吸收水分而分解，所以要貯存在鐵桶中并蓋嚴密。
　　2．氧氣。要求純度達到98％以上。氧氣廠生產的氧氣是以15MPa的壓力注入氧氣瓶內，以供使用。
　　3．焊條。焊條的金屬成分應與管材金屬成分一致。焊條表面應干凈無銹，無油脂和其他污垢。
　　4．氧氣瓶及減壓器：
　　(1)氧氣瓶是儲存和運輸氧氣的一種高壓容器，一般采用低合金鋼或炭素鋼制成。滿瓶氧氣的壓力為15MPa，可儲存氧氣7m³。
　　(2)減壓器是將瓶內高壓氧氣調節成工作需要的低壓氧氣，并保持輸出的壓力穩定。氧氣瓶與減壓器均忌沾油脂；不可放在烈日下曝曬，應存放在陰涼處并遠離火源；與乙炔發生器要有5m以上距離，以防發生安全事故。
　　5．乙炔發生器：鐘罩式乙炔發生器(見圖5—2—7)在工地應用較多，屬于低壓式(乙炔壓力0．025～O．03MPa)發生器。鐘罩中的電石籃子沉入水中后即產生乙炔氣，乙炔氣聚集在鐘罩內并使鐘罩浮起，電石亦由水中提起，停止產生乙炔。隨著乙炔的消耗，鐘罩內壓力降低，鐘罩與電石再次落入水中，電石與水接觸又產生乙炔氣。如此循環，直至電石反應完畢。鐘罩上端裝有橡膠防爆膜，當發生回火或溫度太高時，防爆膜即爆破，以防發生爆炸事故。滴水式乙炔發生器是采取向電石滴水產生乙炔氣，調節滴水量可以控制產氣量。這種發生器既節省電石，又比較安全。當用氣量大和用氣點多時，可設集中式乙炔發生站，將乙炔氣裝入鋼瓶，運至各用氣點使用。

 





圖5-2-7 鐘罩式乙炔發生器


　　乙炔是具有爆炸性的氣體，使用時應嚴格遵守安全操作規程，防止發生爆炸事故。乙炔發生器距建筑物不應小于5m；周圍要嚴禁煙火；要配置保險罐，防止焊炬回火；鐘罩式發生器要經常更換清水，避免產氣處溫度過高而爆炸。
　　6. 橡膠管。橡膠管必須具有足夠承受氣體壓力的能力，并應質地柔軟、重量輕，以便于操作。目前使用的橡膠管是用橡膠夾著麻織物或棉織纖維制成的。氧氣膠管能承受2MPa的氣體壓力，呈黑色或綠色，一般膠管內徑為8mm，外徑為18mm。乙炔膠管能承受0．5MPa的氣體壓力，表面呈紅色，一般膠管的內徑為8mm，外徑為16mm。膠管長度一般為30m。橡膠管應可靠地固定在焊炬、減壓器和乙炔發生器的接頭處，并應經常作氣密性試驗檢查。在用新的膠管時，應先將管內壁的滑石粉吹干凈，防止焊炬被堵。膠管不得沾染油脂。
　　7．焊炬。焊炬又稱焊槍，它將氧氣和乙炔氣按一定比例混合，并以一定速度噴出燃燒，產生適合焊接要求的、燃燒穩定的火焰。應用多的是吸射式焊炬。
　　吸射式焊炬的構造原理：如圖5—2—8所示，當開啟氧氣閥5，具有一定壓力的氧氣便經氧氣導管進入噴嘴4，并高速噴入射吸管3，使噴嘴同空間形成負壓，而將乙炔導管7中的乙炔(打開乙炔閥8時)吸入射吸管3，經混合氣管2充分混合后由焊嘴1噴出點燃而成火焰。





圖5-2-8 射吸式焊炬構造原理圖
1-焊嘴；2-混合氣管；3-射吸管；4-噴嘴；5-氧氣閥；6-氧氣導管；7-乙炔導管；8-乙炔閥


　　管道焊接多使用H01—6焊炬。該焊炬有5個焊嘴。1～5號焊嘴孔徑分別為O．9mm、1．0mm、1．1mm、1. 2nun、1．3mm，供焊接厚為2～6mm低炭鋼板(或鋼管)時更換使用。射吸式焊炬規格見表5—2—13。

表5-2-13 射吸式焊炬規格

型號	焊接鋼板厚度(mm)	壓力(MPa)		可換焊嘴個數	焊嘴孔徑范圍(mm)	焊炬總長度(mm)
		氧氣	乙炔
H01-2	0.5～2	0.1～0.25	0.01～1.2	5	0.5～0.9	300
H01-6	2～6	0.2～0.4		5	0.9～1.3	400
H01-12	6～12	0.4～0.7		5	1.4～2.2	500
H01-20	12～20	0.6～0.8		5	2.4～3.2	600


　　8．氣焊。管道氣焊采用對接，當管壁厚度大于3．5mm時，必須開坡口，坡口形式與尺寸見表5—2—14。

表5-2-14 氣焊對口型式及組對要求(mm)





　　氧—乙炔焊一般適用于外徑小于或等于57mm、壁厚小于或等于3．5mm的碳素鋼管道焊接。
　　焊接低碳鋼氣焊條常用H08、H08A等，氣焊條的直徑為2～4mm焊條的直徑要根據焊件厚度而定，如果焊條直徑太小，而焊件較厚，在焊接時焊件尚未熔化而焊條卻已熔化下滴，這就會造成熔合不良。相反，如果焊條直徑過大，則為了使焊條熔化就需較長的時間加熱，從而焊件熱影響區過大，降低了焊縫的質量。
　　氣焊的焊接方式，按操作位置的不同，可分為平焊、立焊、仰焊。管道固定焊口，氣焊包括了這三種焊法，比較難焊，立焊宜由下向上焊，采用較細的焊條；仰焊較難，焊炬和焊條更要配合適當，同時焊炬要不斷地離開熔池，嚴餡控制熔池溫度，以使焊縫不過燒或形成焊瘤。應盡量減少固定焊口。采用滾動焊接，由于管子可以自由轉動，焊縫熔池始終可以控制在方便的位置施焊。
　　(二)電弧焊接
　　電弧焊接可分為自動電弧焊接和手工電弧焊接。大直徑管口的焊接用自動電弧焊可保證焊接質量和速度，又可節省勞動力。目前手工電弧焊應用較廣。
　　手工電弧焊采用直流電焊機或交流電焊機均可。用直流電焊機焊接時電流穩定，焊接質量好，但施工現場往往只有交流電源，如采用直流電焊接，需用整流機將交流電變為直流電。為了使用方便，故施工現場一般采用交流焊接。
　　1．電焊機與工具。燃氣管道工程常用交流電焊機，它的構造簡單，結實耐用，價格便宜，容易檢修。電焊機山變壓器、電流調節器及振蕩器等組成。
　　電焊變壓器是為了保證安全，將焊接電壓降至安全電壓。常用電源的電壓為220V或380V，經過電焊變壓器變壓后輸出電壓降為55～65V的安全電壓，供焊接使用。
　　電流調節器。由于焊件的厚薄不同，需對焊接電流進行調節。焊接較薄的焊件用小電流和細焊條，焊厚焊件用大電流和粗焊條。焊薄焊件用過大電流時，容易將焊件燒穿；而焊較厚的焊件用過小的電流時，則焊不透。所以電流過大或太小均影響焊接質量。
　　振蕩器用以提高電流的頻率，將電源的頻率由50Hz提高到250kHz；使交流電的交變間隔趨于無限小，增加電弧穩定性，以利焊接和提高焊縫質量。
　　電焊鉗用來夾持焊條并傳導電流。焊工手持電焊鉗進行焊接，要求電焊鉗必須有良好的導電性，長時間使用不發熱，能在各個方向上夾住各種直徑的焊條，絕緣性能好，重量輕等。常用電焊鉗的規格見表5—2—15。

表5—2—15 常用電焊鉗規格

型號	適用大電流(A)	適用焊條直徑(mm)	適用電纜規格(mm)	全長(mm)	重量(kg)
G352	300	2～5	直徑0.213×1672根	240	0.45
G582	500	4～8	直徑0.3×1700根	290	0.70


　　電焊軟線是連接電焊機與焊件、焊機與焊鉗的，一般是紫銅線外包橡膠絕緣層而成。電焊軟線應具有良好的導電性和絕緣性，并有足夠的長度和適當的截面積。選用時依據焊接電源來選用，見表5—2—16。

表5—2—16 焊接軟線選用表

導線截面積(mm2)	25	35	50	70
大允許電流(A)	140	175	225	280


　　面罩的作用是用以擋住飛濺的金屬和電弧中的有害光線，以保護眼睛和頭部。面罩有頭戴式和手握式兩種。面罩上的護目玻璃是用來降低電弧光的強度和過濾紅外線、紫外線；焊工通過護目玻璃觀察熔池，掌握焊接過程。為了防止護目玻璃被飛濺金屬損壞，應在護目玻璃前另加普通玻璃。護目玻璃常用牌號與性能見表5-2-17。

表5—2—17 護目玻璃牌號與性能

玻璃片號	顏色深淺	用途
11	暗	供電流大于350A時焊接用
10	中等	供電流在100～350A焊用
9	較淺	供電流小于100A時焊接用


　　手套是用來保護焊工的雙手不受弧光和飛濺金屬的損傷，并有絕緣作用，一般用皮革、帆布制成。
　　另外，還有尖頭榔頭、鋼絲刷等，用以清理焊渣等。
　　2．手工電弧焊。在購-電極之間的氣體中，長時間的強烈放電稱電弧。電弧放電時會產生大量的熱量并發出強烈的光線。電弧焊就是利用電弧放熱來熔化焊條和焊件而進行焊接的。
　　電弧由陰極、弧柱和陽極組成。見圖5—2—9。電弧產生于焊條1與焊件2之間，陰極部分3位于焊條末端，陽極4位于焊件表面，弧柱部分5呈錐形，弧柱四周被弧焰6包圍。弧柱中心溫度可達6 000℃～7000℃。
　　常用的引弧方法有；
　　接觸引弧法：將焊條垂直與焊件碰擊，然后迅速將焊條離開焊件表面4～5mm，即產生電弧。
　　擦火引弧法：將焊條像擦火柴一樣擦過焊件表面，迅速將焊條提起，距焊件表面4～5mm，產生電弧。




圖5-2-9 焊接電弧示意圖
1-焊條；2-焊件；3-陰極部分；4-陽極部分；5-弧柱部分；6-弧焰


　　熄弧：熄弧時應將焊條端部逐漸往坡口邊斜前方拉，同時逐漸抬高電弧，以逐漸縮小熔池，從而減少液體金屬和降低熱量，使熄弧處不產生裂紋、氣孔等。
　　焊件本身的金屬稱為基本金屬，焊條熔滴過渡熔池的金屬稱為焊著金屬；由于電弧的吹力，使焊件底部形成一個凹坑叫熔池。焊。著金屬與基本金屬在高溫下熔合，冷卻后形成焊縫。焊縫表面覆蓋的一層渣殼叫焊渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱弧長。基本金屬表面到熔池底部的距離稱作熔深。如圖5—2—10所示。

 





圖5-2-10 電弧焊過程
1-焊件；2-焊渣；3-焊縫；4-熔池；5-焊條；6-電弧長；7-熔深

　　運條方法：焊接時焊條同時存在3個基本動作，即直線動作，橫向擺動、焊條送進動作。如圖5—2—11所示。橫向擺動幾種簡單的橫擺形象動作圖形，如圖5—2—12所示。在實際操作中，應根據熔池形狀、大小的變化，靈活調整運條動作，使三者協調好。將熔池控制在所需的形狀與大小范圍內，不應受上述圖形的約束。
　　直線動作的快慢代表焊接速度，焊接速度的變化主要影響焊縫金屬橫截面積。
　　焊條送進動作代表焊條熔化的快慢，可通過改變電弧長度來調節熔化的快慢。弧長的變化將影響焊縫的熔深和熔寬。




圖5-2-11 運條三動作
V_a—橫向擺動速度；
V_b—直線焊接速度；
V_c—焊條送進速度；



圖5-2-12 橫向擺動
(a)—多用于各種位置焊接的*層及薄板焊接；
(b)、(c)—多用于平焊、立焊、仰焊的表面焊接；
(d)—適用于平焊的表面焊接；(e)—適用于橫縫接


　　3. 焊接工藝的選擇。使用的鋼，若無齊全的該鋼材焊接性能試驗報告，應進行焊接性能試驗。焊接性能試驗可參照現行的有關標準。在確定鋼材的焊接性能后，應驗證擬定的焊接工藝能否獲得預定的焊接接頭機械性能，應進行焊接工藝評定。管道的焊接工藝評定宜參照現行的《壓力容器焊接工藝評定》(JB 3964)執行。
　　施焊前，應根據工藝試驗結果編制焊接工藝說明書。焊接工作應根據焊接工藝說明書進行，其主要內容包括：焊接材料、焊接方法、坡口型式及制備方法、焊口組對要求及公差、焊縫結構型式、焊接電流種類和極性、檢驗方法等。
　　4．焊條。焊條應與鋼管的化學成分及機械性能相近，工藝性能良好。焊條的存放應做到防潮、防雨、防霜、防油類侵蝕。焊條在使用前應按出廠證明書的規定或下列要求烘干：
　　(1)低氫型焊條烘于溫度為350～400℃，恒溫時間應為1h；
　　(2)超低氫型焊條烘干溫度為400～450℃，恒溫時間應為1h；
　　(3)纖維素型下向焊條烘干溫度為70～80℃為宜，不得超過100℃，恒溫時間應為0．5～lh；
　　(4)經過烘干的低氫型焊條，應放入溫度為100～150℃的恒溫箱內，隨用隨取；
　　(5)現場用的焊條，應放在保溫筒內；
　　(6)經烘干的低氫焊條(不包括在恒溫箱內存放的焊條)，次日使用時應重新烘干，重新烘干次數不得超過兩次；
　　若發現焊條有藥皮裂紋和脫皮現象，不得用于管道焊接。纖維索型下向焊焊條施焊時，一旦發現焊條藥皮嚴重發紅，該段焊條應報廢。
　　5. 電源種類及極性。當使用鈦鈣型結422、低氫型結506焊條時，可用交、直流焊接；使用低氫型結507焊條時，用直流焊機。
　　當采用堿性直流焊條(如結507或其他低碳焊條)，用直流焊機焊接時，均采用直流反接(即焊條接正極)。
　　6．焊條直徑與焊接電流：
　　(1)焊條直徑。采用較大直徑的焊條與較大的焊接電流，焊接速度快，但由于受到焊接結構的尺寸、板厚、焊接位置和質量要求等條件的限制，又必須把焊條直徑和焊接電流控制在一定范圍之內。對于不同壁厚的管子，焊條可參照表5—2—18選用。應注意在仰焊時，焊條直徑不應超過4mm。

表5—2—18 焊條直徑選用表

管壁厚度(mm)	焊接層數	焊條直徑
		*徑	第二徑	第三徑
3.5～5	2	3.2	3.2	-
6～9	3	3.2	4.0	4.0
10～11	3	3.2	4.0	5.0


　　(2)焊接電流。增大焊接電流能提高生產率，但電流過大易造成焊縫咬邊、燒穿等缺陷，而電流過小也易造成夾渣、未焊透等缺陷。較薄的焊件焊接，用小電流和細焊條；焊厚焊件時，則用大電流和粗焊條。電流選用參看表5—2—19。用同樣直徑的焊條焊接不同厚度的焊件時，電流也不同。焊件越厚，焊接熱量散失越快，應選電流強度的上限。立、仰、橫焊時，所用的電流應比平焊小10％左右。

表5-2-19 焊接電流選用表

焊條直徑(mm)	1.6	2.0	2.5	3.2	4.0	5.0	5.8
電流強度(A)	25～40	40～65	50～80	100～130	160～210	200～270	260～300


　　7．焊接層數。對不同管壁厚度的管子，焊接層數有不同的要求。見表5—2—17。
　　8．焊接坡口型式和尺寸。燃氣管道焊接多用對接接頭；管子、管件的坡口和尺寸，當設計無規定時，應符合表5—2—20的要求。

表5-2-20 焊接常用的坡口型式和尺寸

 





　　長輸管道線路工程施工及驗收規范規定，管道對接接頭的坡口形應為V型，其尺寸應符合表5-2-21的規定。

表5-2-21 管道對接接頭坡口的尺寸

項次	壁厚(mm)	焊接方式	坡口角度(度)	鈍邊(mm)	間隙(mm)
1	6～7	上向焊	60～70	1.0～1.5	1.5～2.0
		下向焊	55～65	1.0～1.6	1.0～1.6
2	8～10	上向焊	60～70	1.6～2.0	1.5～2.0
		下向焊	55～65	1.0～1.6	1.5～2.0
3	11～12	上向焊	60～70	2.0～2.5	2.0～3.0
		下向焊	55～65	1.0～1.6	1.5～2.0
注：下向焊如果采用低氫型焊條，對口間隙應為23mm


　　管子對口以及管子和管件的對口，應做到內壁齊平。內壁錯邊量應符合下列規定；
　　(1)等厚對接焊縫不應起過管壁厚度的10％，且不得大于1mm。
　　(2)不等厚對接焊縫不應超過薄壁管管壁厚度的20％，且不得大于2mm。應按圖5—2—13所示形式對管件進行加工。

 



圖5-2-13 管子和管件的對口形式


　　坡口加工宜采用機械方法。如采用氣割等熱加工法，必須除去坡口表面的氧化皮，并進行打磨。管子、管件組對時，應楦查坡口的質量，坡口表面上不得有裂紋、夾層等缺陷，尺寸合格。
　　燃氣管道施工中，主干管上連接支管，需在主干管上開孔接三通，三通接頭型式與各部尺寸見表5—2—22。支管與主干管的焊接，焊縫要求內壁齊平，對口間隙符合要求。這就要求必須認真放樣下料，切割時留出加工余量。禁止將支管插入主子管內，否則會增加阻力、易堵塞，在通球掃線時將球卡住不能前進或將球削去一塊。

表5-2-22 三通接頭型式與各部尺寸(mm)




　　開坡口的作用是為了保證電弧能深入焊縫根部，使根部焊透并便于清除熔渣，獲得較好的焊縫成形，而且坡口能起到調節基本金屬與填充金屬的比例作用。
　　鈍邊的作用是為了防止燒穿，但鈍邊的尺寸要保證*層焊縫能焊透。
　　間隙的作用也是為了保證根部能焊透。間隙不宜過大，否則焊肉、焊瘤在管內壁突出，會增加阻力，增加管道堵塞的可能性。
　　9．管道組裝對口。管道運輸和布管應在管溝堆土的另一側進行，管溝邊緣與鋼管外壁間的安全距離不得小于500m。將組裝場地清理平坦，在管下鋪墊方木。
　　組裝前，應對管子內壁進行清掃，常用棉紗或破布兩側綁鐵絲來回拖拉清掃。管內不得有磚、石塊、泥土、垃圾等雜物。焊接的管段下班前應用臨時盲板封管端，以防臟物進入管內。
　　同一管徑的管子，當管端直徑偏差較大時，應逐個管口檢查尺寸，作出記錄并分類。將直徑接近的管子互相連接，另一些直徑接近的用于另一段。在布管時分類布管，以減少對口困難，保證錯邊量符合規范要求。大口徑的焊接鋼管直徑有偏差是常見的，對口時一大一小，錯邊量過大，加熱修整困難，費工費時，難以確保焊接質量。
　　管端如有輕度變形、不圓或凹陷，可用整圓器校正。校正無效，應將變形部分管段切除。鋼管組裝要求應符合表5—2—23的要求。

表5—2—23 管組裝規定

序號	檢查項目	組裝規定
1	螺旋焊縫或直焊縫錯開間距	不得小于100mm弧長
2	相鄰環縫間距	不得小于1.5倍管外徑
3	錯邊量	小于3/1000管外徑，且不大于2mm
4	定位焊長度(焊口定位焊不少于4至6處，均勻分配)，下向焊不需定位焊	定位焊總長度不應小于焊道總長度的50％
5	定位焊縫厚度	不得大于2/3壁厚


　　當公稱直徑相同而管壁厚度不同時，應選擇管壁厚的連接在一起，管壁薄的連接在一起。盡量使管道內壁齊平，減少阻力，使錯邊量符合規范要求。
　　管子端面開坡口后應與管子中心垂直，允許偏差不大于1 mm。
　　管道環焊縫處，不允許開三通、接支管。
　　管道敷設改變方向時，可采用冷彎彎管、熱彎彎管、沖壓彎頭或斜口連接。當采用斜口連接時，其偏轉角不宜大于3°。相鄰兩斜口的間距在偏轉角同向時，不得小于15倍管道公稱直徑；在偏轉角異向時，不得小于30倍管道公稱直徑。熱彎彎管與冷彎彎管的任何部位不得出現折皺、裂紋和其他機械損傷。任何部位的管徑縮小量不得大于管子外徑的2．5％，并保證能順利通過清管器。鋼制沖壓彎頭的曲率半徑不應小于2.5倍管子公稱直徑，外徑或外徑圓度允許偏差為±3．5mm。公稱直徑大于或等于400mm時，應對焊縫清根，并進行封底焊。產品質量證明書上應有焊縫無損探傷報告，合格級別應為射線探傷標準Ⅱ級。
　　管子、管件組對，應檢查坡口的質量。坡口表面上不得有裂紋，夾層等缺陷。檢查有縫鋼管管端焊縫，不得有裂紋、未焊透等缺陷，并應對坡口及其兩側10mm范圍內的油、漆、銹、毛刺等污物進行清理。長輸燃氣管道為了提高焊接質量，要求把距離管端50mm的螺紋焊縫補焊。
　　管道對口時，應用平尺在接口周圍找平，錯口的允許偏差不得超過表5—2—24的規定。

表5-2-24 錯口允許偏差(mm)




　　為了使管口對正，保持需要的間隙，常用各種對口工具進行對口。圖5—2—14所示的是一種用于小口徑管子的對口工具。大管徑管子可用內對口器，國內定型產品為油壓傳動，使用效果好。用內對口器組裝管道，可不進行定位焊。在根焊道焊完后，即撤出對口器。用外對口器或無對口器組裝時，應進行定位焊。




圖5-2-14 對口工具

　　管道對口應檢查對口接頭各部尺寸、管端整圓、管道找直、錯口找平等。全部符合要求后，即可進行定位焊固定，拆除外對口韶，再全面施焊。組裝時，應避免強力對口，且應保護鋼管防腐絕緣層。
　　10．對焊工的要求。凡參加燃氣管道焊接的焊工，必須考試合格，并取得當地管理部門頒發的焊工合格。凡中斷焊接工作6個月以上的焊工，在正式復焊前，應重新參加考試。焊工考試規則可參照《鍋爐壓力容器焊工考試規則》執行。焊工考試委員會應由施工企業技術負責人、焊接工程師(或技師)、無損探傷工程師及質量監督部門等組成，并報上級主管部門批準。考試包括基本知識和操作技能兩部分。基本知識考試合格后，方可參加操作技能考試。焊工操作技能考試中，板狀考試分平、立、橫、仰4種；管狀考試分為轉動、水平固定和垂直固定3種。
　　焊工持焊工合格證上崗，施焊后，應在焊口旁邊用鋼印打上焊工號碼。
　　11. 焊接。
　　(1)定位焊又稱點焊，所用的焊條性能，應與正式焊接所采用的焊條相同。點焊的焊縫要求，與正式焊接相同。直縫鋼管與螺紋鋼管的焊縫端部，不得點焊。
　　點焊厚度應與*層焊接厚度相近，但不應超過管壁厚度的70％。焊縫根部必須焊透，點焊長度和間距，可參考表5—2—25的規定選用。點焊的位置，要求均勻、對稱。點焊時與點焊后，不準用大錘敲擊管子。在焊接*層前，應對點焊進行檢查，如發現裂紋時，應*鏟除，重新點焊。

表5—2—25 點焊長度和點數

管徑(mm)	點焊長度(mm)	點數(處)
80～150	15～30	4
200～300	40～50	4
350～500	50～60	5
600～700	60～70	6
800以上	80～100	一般間距400mm左右


　　(2)焊前的準備工作；
　　①對焊接環境的要求：
　　雨天、雪天，或風速超過8m／s、相對濕度超過90％時，如不采取有效防護措施，應停止野外焊接；如需施工，應有遮風、雨、雪棚。相對濕度過大時，應有干燥措施。
　　常用管材允許焊接的低溫度，低碳鋼為-20℃；低合金鋼為-15℃；低合金高強鋼為-5℃。一般焊接場所盡可能保持在O℃以上，以便于工人操作并容易保證焊接質量。
　　焊前必須清掃管道對口內外及焊接場所的積雪、冰決、擦干或烤干對口外部的水。
　　②烘干焊條。
　　③預熱及層間溫度應根據焊接工藝評定報告、材料性能或氣候條件確定，應符合下列規定：
　　碳鋼或低合金鋼的含碳量超過0．32％，或碳當量(c+0．25Mn)超過0．65％時，應預熱。對于含碳量較低或碳當量較低的鋼材，若因環境和氣候條件使焊接技術無法發揮或將嚴重影響焊縫質量時，也應進行預熱。預熱溫度為100℃。當焊接具有不同預熱要求的不同材料時，應以預熱溫度要求較高的材料為準。預熱可用任何方法進行，但應均勻加熱，并在實際施焊期間溫度不降至規定的低值。焊口預熱寬度為200～250mm，一般用氣焊嘴烤熱。
　　(3)鋼管焊接的一般要求。管道焊接應采用多層焊接，*層焊縫根部必須均勻焊透，不得燒穿，應有內凹表面。單面焊雙面成形。第二層焊縫應填滿坡口槽的70％～80％。第三層焊縫應保證平滑過渡到基本金屬，并保證應有的加強高度。施焊時，層間溶渣應清除于凈，并進行外觀檢查，合格后方進行下一層焊接。當發現有缺陷的焊縫，應將缺陷部分*鏟除，重新補焊。
　　管道焊接時，每道焊口必須一次焊完。在前一層焊道沒有完成前，后一層焊道不得開始焊接。兩相鄰焊道起點位置應錯開20～30mm。當管材碳當量超過0．4％時，根焊道完成后，立即進行熱焊道的焊接。任何情況下，其間隔時間不得超過5min，如超過則應進行焊前預熱。下向焊根焊起弧點應保證熔透，焊縫接頭處可以稍加打磨。根焊道內突起的熔敷金屬，應用砂輪打磨，以免產生夾渣。焊縫焊完后，應將表面的飛濺物、熔渣等清除干凈。
　　管道接口焊接應考慮焊接操作順序和方法，防止受熱集中而產生內應力。管道一般分段施工。當兩個較長管段連接時，管口焊接，夏季宜在晝夜氣溫較低時進行，冬季宜在晝夜氣溫較高時進行，以減少由于氣溫變化過大造成管道熱脹冷縮而產生的溫度應力。
　　管道焊口焊接后應自然冷卻，嚴禁澆水冷卻。在焊接過程中，遇有風、雪、雨水時，應有妥善措施。焊接時，管內應防止有穿堂風，管段兩端采取防風措施、防止加速冷卻焊口。
　　當焊接中碳鋼和低合金鋼(16Mn)時，應作焊前預熱和焊后熱處理。預熱溫度應在150℃以上，熱處理溫度為590℃～680℃。
　　(三)焊縫檢驗
　　燃氣管道的焊接是燃氣管道工程施工的重要工序，是評定工程質量與交工驗收的主要依據，是保證燃氣管道安全運行與使用年限的關鍵。因此，必須重視燃氣管道焊接的檢驗。
　　1．焊縫外觀檢查。施焊前應檢查坡口型式及坡口精度、組對要求(包括對口間隙、錯邊量等)、坡口及坡口蔭側表面的清理是否符合焊接工藝要求，并作出記錄。施焊前，必須對焊接設備進行檢查，并確認工作性能穩定可靠。檢查焊接材料的干燥設備，應保證符合相應焊接材料的干燥要求。
　　焊后必須對焊縫進行外觀檢查，檢查前應將妨礙檢查的渣皮、飛濺物清理干凈。外觀檢查應在無損探傷、強度試驗及氣密性試驗之前進行。焊縫表面質量，當工作壓力大于或等于4MPa時，應符合Ⅱ級焊縫標準；工作壓力小于4MPa時，合格級別為Ⅲ級焊縫標準。焊縫的寬度以海邊超過坡口邊緣2mm為宜。
　　各級焊縫表面質量標準見表5—2—26。

表5—2—26 對接接頭焊縫表面質量標準(mm)

 





　　焊縫表面應是原始狀態。在外觀檢查前，不應加工補焊或打磨。
　　2．焊縫無損探傷檢驗。焊縫無損探傷檢驗，應由取得鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會頒發的Ⅲ級及Ⅲ級以上資格證書的檢測人員承擔。評片應由取得Ⅱ級資格證書的檢測人員承擔。
　　管道焊縫應進行射線探傷，探傷方法應執行《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分析》(GB3323)的規定。工作壓力大于或等于4MPa時，合格級別為Ⅱ級焊縫標準；工作壓力小于4 MPa時，合格級別為Ⅲ級焊縫標準。焊縫根部允許有未焊透，但在任何連續300mm焊縫長度中，未焊透的總長度不得大于25mm。
　　條件限制時，也可以用超聲波探傷代替射線探傷。探飭方法應執行《鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》(JBll52)的規定。合格級別為Ⅰ級。工作壓力小于4MPa時，合格級別為Ⅱ級。
　　長輸燃氣管道，要求全部焊縫應逐條進行無損探傷；如100％超聲波探傷，則應做5％的射線探傷復查。
　　城鎮燃氣管道焊縫的無損探傷數量，應按設計規定確定。當設計無規定時，抽查數量應不少于焊縫總數的15％。抽查的焊縫中，不合格者超過30％，則應加倍探傷。若加倍探傷仍不合格者，則應全部探傷。對于穿越鐵路、公路、河流、城市主要道路及人口稠密地區的管道焊縫，均必須進行100％的無損探傷。
　　射線探傷和超聲波探傷應在強度試驗與嚴密性試驗之前進行。
　　規定必須進行局部無損探傷的焊縫，每條管線上每一焊工所焊的焊縫，應按規定比例進行抽查。每條管線低探傷不得少于1個焊口。若發現不合格者，應對被查焊工所焊焊縫按原規定比例加倍探傷，如繼續發現有不合格者，則應對該焊工在該管線上所焊焊縫的全部剩余部分進行無損探傷。
　　經檢查不合格的焊縫應進行返修，返修后應按原規定進行檢查。焊縫返修一般不得超過兩次。如超過兩次，必須經單位技術負責人簽字，提出有效措施。返修多不得超過3次。
　　各級焊縫內部質量標準見表5—2—27。

表5—2—27 對接接頭焊縫內部質量標準

序號	項目		等級
			Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
1	裂紋		不允許	不允許	不允許	不允許
2	未熔合		不允許	不允許	不允許	不允許
3	未焊透	雙面或加墊單面焊	不允許	不允許	不允許	不允許
		單面焊	不允許	深度≤10％s，大≤2mm，長度≤夾渣總長	深度≤15％s，大≤2mm，長度≤夾渣總長	深度≤20％s，大≤3mm，長度≤夾渣總長
4	氣孔和點夾渣	壁厚(mm)	點數(個)	點數(個)	點數(個)	點數(個)
		2～5	0～2	2～4	3～6	4～8
		5～10	2～3	4～6	6～9	8～12
		10～20	3～4	6～8	9～12	12～16
		20～50	4～6	8～12	12～18	16～24
		50～100	6～8	12～16	18～24	24～32
		100～200	8～12	16～24	24～30	32～48
5	條狀夾渣(mm)	單個條狀夾渣長	不允許	1/3s，但小可4，大≤20	2/3s，但小可6，大≤30	s，但小可多8，大≤40
		條狀夾渣總長	不允許	在12s長度內≤s或在任何長度風≤單個條狀夾渣長度	在6s長度內≤s或在任何長度風≤單個條狀夾渣長度	在4s長度內≤s或在任何長度風≤單個條狀夾渣長度
		條狀夾渣間距	-	6L，間距小于6L時，夾渣總長≤單個條狀夾渣長度	3L，間距小于3L時，夾渣總長≤單個條狀夾渣長度	2L，間距小于2L時，夾渣總長≤單個條狀夾渣長度

　　(1)焊縫內不允許有任何裂紋、未熔合、未焊透(指雙面焊和加墊板的單面焊的未焊透)。
　　(2)允許存在的氣孔(包括點狀夾渣)不得超過表6-27的規定。表中數據系指照片上任何10mm×50mm的焊縫區域內(寬度小于10mm的焊縫以50mm長度計)，Ⅰ-Ⅳ級焊縫中所允許的氣孔點數，多者用于厚度上限，少者用于厚度下限，中間厚度所允許的氣孔點數，用插入法決定，可四舍五入取整數。氣孔直徑不同時，應先換算，見表5—2—28，然后查表5—2—27。

表5—2—28 不同直徑氣孔和點夾渣的換算系數

氣孔、點夾渣直徑(mm)	0.5以下	0.6～1.0	1.1～1.5	1.6～2.0	2.1～3.0	3.1～4.0	4.1～5.0	5.1～6.0	6.1～7.0	7.1～8.0
換算系數(點數)	0.5	1	2	3	5	8	12	16	20	24


　　表5—2—27中，L為相鄰兩夾渣中較長者；s為母材厚度。表中規定單面焊未焊透的長度，指設計焊縫系數大于70％者；若等于或小于70％時，則長度不限。
　　缺陷的綜合評級。在12s焊縫長度內(如12s超過底片長度，則以一張底片長度為限)幾種缺陷同時存在時，應先按各類缺陷單獨評級。如有兩種缺陷，可將其級別數字之和減1作為缺陷綜合后的焊縫質量等級。如有3種缺陷，可將其級別數字之和減2作為缺陷綜合后的焊縫質量等級。
　　管道開始焊接前，每個焊工在施工現場采用與實際管道焊接相同的焊接工藝焊一道管道焊縫試件，經機械性能試驗合格后方可施焊。
　　施工現場焊接的焊縫試件應進行射線探傷檢查，合格后截取機械性能試樣、拉伸試樣、面彎試樣和背彎試樣各兩件。取樣位置和試樣形式可參照《壓力容器焊接工藝評定》(JB3964)執行。試樣的抗拉強度不得小于母材的小抗拉強度。抗拉試驗未達到強度要求，且斷口在母材上，則試驗無效。
　　彎曲試驗的彎曲直徑為3δ(δ為試樣厚)，支座間距5．2δ，彎曲角度碳素鋼為90°，普通低合金鋼為50°。拉伸表面不得有長度大于1．5 mn的橫向(沿試樣寬度方向)裂紋或缺陷，或長度大于3 mm的縱向(沿試樣長度方向)裂紋或缺陷。試樣的棱角先期開裂不計。
　　管道焊縫試件檢查不合格的焊工，還可以補作一個管道焊縫試件。若仍不合格者，則應停止其對管道工程的焊接工作。


　　(四)修補
　　焊縫缺陷超出允許范圍時，應進行修補或割掉。母材上的焊疤、擦傷等缺陷應打磨平滑，深度大于0.5 mm的缺陷應修補。缺陷修補前，焊縫表面上所有涂料、鐵銹、泥土和污物等應清除干凈。所有補焊的焊縫長度應大于或等于50mm。修補后應按原規定進行檢驗。與本文相關的論文有：油氣改革拉升閥門行業