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管道现场加工——焊接
1．焊接分类
　　焊接是用加热、加压或加热同时加压的方法，在使用或不使用填充金属的状况下使两块金属连接在一起的一种加工工艺方法。其种类有熔化焊、压力焊和钎焊等。
　　熔化焊是在焊接过程中，将零件连接处的金属加热到熔化状态，依靠熔化金属的冷却凝固而把零件连接在一起的方法，在焊接生产中占主导地位，有气焊、手工电弧焊、埋弧自动焊、氩气保护焊、二氧化碳保护焊以及等离子弧焊等。
　　关于钢制管材来说都是采纳熔化焊来焊接，一般在工厂中使用自动埋弧焊机，在施工现场则采纳手工电弧焊接。气焊则是利用气体火焰加热并熔化母材的一种焊接方法。与焊接电弧比，气体火焰的温度低，热量分散，所以气焊的生产率低，变形严重，接头显微组织粗大，性能较差，但气焊熔池温度容易控制，容易实现单面焊双面成形。此外，气焊还便于预热和后热，不必需要电源。因此，气焊常用于薄板焊接、管道焊接、铸铁补焊、没有电源的野外施工等。
    2．焊接要求
    2．1 一般规定
　　凡参加工业管道焊接的焊工，应按《现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定，进行焊工考试，并取得所施焊范围的合格资格。取得施焊合格资格的焊工，在施焊全过程中应按批准(或规定)的焊接工艺指导书进行焊接，工序间应有交接手续。
为了统一施工及验收标准，国家标准将管道分为五大类，各类管道的用料、安装、试验、验收标准都不同。管道的分类见表3—1的规定。

表3—1 管道分类
材质
工作温度/℃
工作压力/MPa
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
碳素钢
≤370
＞32
＞10～32
＞4～10
＞1.6～4
≤
＞370
＞10
＞4～10
＞1.6～4
≤
—
合金钢及不锈钢
≤-70或≥450
任意
—
—
—
—
-70～450
＞10
＞4～10
＞1.6～4
≤
—
铝及铝合金
任意
—
—
—
≤
—
铜及铜合金
任意
＞10
＞4～10
＞1.6～4
≤
—
　　焊接对材料的要求：焊接工程中所用的母材和焊接材料应具备出厂质量合格证书或质量复验报告；应优先选用已列入国家标准或部颁标准的母材和焊接材料。
　　焊接对制定文件的要求：制定文件必必需标明母材、焊接材料、焊缝级别及接头形式并对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出明确要求。
    2．2 焊接工艺要求
　　①焊缝的设置应避开应力集中区，并便于焊接和热处理。一般应符合以下要求。
　　钢板卷管同一管节上两相邻纵缝之间的距离不应小于300mm；钢板卷管相邻管节组对时，纵缝之间的距离应大于3倍壁厚，且不应小于100mm；管道对接焊口的中心线距离管道弯曲起点不应小于管道外径，且不小于100mm(焊接、铸造及热压管件除外)，与支、吊架边缘的距离不应小于70mm。
　　管道两相邻对焊口中心线的距离应符合以下要求；公称直径DN＜150mm时，不应小于管道外径；公称直径DN≥150mm时，不应小于150mm。
　　不宜在焊缝及其边缘上开孔。如必必需开孔时，则被开孔中心四周1．5倍开孔直径范围内的焊缝应全部进行无损探伤。
　　②焊件的切割宜采纳机械方法，也可用等离子弧切割、气割等热加工方法。
　　③Ⅰ、Ⅱ级焊缝的坡口加工，应采纳机械方法。Ⅲ、Ⅳ级焊缝的坡口加工，可采纳热加工方法，但必必需除去氧化皮，并将影响焊接质量的凸凹不平处打磨平整。
　　④焊条、焊剂使用前，应按出厂说明书的规定烘干，并在使用过程中保持干燥。
　　⑤氧—乙炔焊一般适用于DN≤50mm、壁厚≤3．5mm的碳素钢管道焊接。
　　⑥埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等，焊前应在试板上进行试焊，调整好焊接参数后方可施焊。
　　⑦Ⅰ、Ⅱ级以及内壁清洁要求严格的单面焊接缝，宜采纳氩弧焊打底。打底后的焊缝应及时进行填充焊。
　　⑧为减少焊接应力和变形，应采纳合理的施焊方法和顺序。
　　⑨焊接中应注意起弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头应错开。
　　⑩管道焊接时，管内应防止穿堂风。
　　⑾除工艺上有特别要求外，每条焊缝应连续焊完。
    2．3 钢管焊接质量要求
　　钢管在管道工程中使用比较广泛，其质量应符合以下要求。
　　①管节的材料、规格、压力等级、加工质量应符合制定规定，管节表面应无斑疤、裂痕、严重锈蚀等缺陷。
　　②焊缝卷管管节几何尺寸同意偏差应符合表1—5的规定，焊缝外观应符合表1—6的规定。
　　③管道安装前，管节应逐根测量、编号，宜选用管径相差最小的管节组对对接，下管前应先检查管节的内外防腐层，合格后方可下管，管节组成管段下管时，管段的'长度、吊距应依据管径壁厚外防腐层材料的种类及下管方法确定。
　　④管节焊接采纳的焊条应符合以下规定：焊条的化学成分、机械强度应与母材相同且匹配，兼顾工作条件和工艺性；焊条质量应符合现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金焊条》的规定；焊条应干燥。
　　⑤管节焊接前应先修口、清根，管端端面的坡口角度、钝边、间隙，应符合表3—2的规定，不得在对口间隙加帮条或用加热法缩小间隙施焊。

表3—2 电甄焊管端修口各部分尺寸

  　　⑥对口时应使内壁齐平，当采纳长300mm的直尺在接口内壁四周顺序贴靠，错口的同意偏差应为0．2倍壁厚，且不得大于2mm。
　　⑦对口时纵、环向焊接的位置应符合以下规定：
　　a．纵向焊缝应放在管道中心垂线上半圆的45°左右处，
　　b．纵向焊缝应错开，当管径小于600mm时，错开的间距不得小于100mm，当管径大于或等于600mm时，错开的间距不得小于300mm，
　　c．有加固环的钢管，加固环的对焊焊缝应与管节纵向焊缝错开，其间距不小于100mm；
　　d．加固环距管节的环向焊缝不应小于50mm；
　　e．环向焊缝距支架净距不应小于100mm；
　　f．直管管段两部分环向焊缝的间距不应小于200mm；
　　g．管道任何位置不得有十字形焊接。
　　⑧不同壁厚的管节对口时，管壁厚度相差不宜大于3mm。不同管径的管节相连时，当两管径相差大于小管管径的15％时，可用渐缩管连接。渐缩管的长度不应小于两管径差值的2倍，且不应小于200mm。
　　⑨管道上开孔应符合以下规定：管道上任何位置不得开方孔；不得在短节上或管件上开孔。
　　⑩直线管段不宜采纳长度小于800mm的短节拼接。
　　⑾组合钢管固定口焊接及两管段间的闭合焊接，应在无阳光直照和气温较低时施焊。当采纳柔性接口代替闭合焊接时，应与制定单位协商确定。闭合时宜采纳闭合件进行。
　　⑿在寒冷或恶劣环境下焊接应符合以下规定；清除管道上的冰、雪、霜等；当工作环境的风力大于5级、雪天或相对湿度大于90％时，应采纳保护措施施焊，焊接时，应使焊缝可自由伸缩，并应使焊口缓慢降温，冬季焊接时，应依据环境温度进行预热处理，并符合表3—3的规定。