管道開孔的焊接作業(yè)影響因素

1.管道內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)

金屬的厚度小于6.4mm的帶壓開孔，適當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)可以降低危險(xiǎn)情況發(fā)生的可能性。當(dāng)保持流動(dòng)時(shí)，由于金屬溫度升高而產(chǎn)生的液體過熱，燒穿及流體在封閉系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生熱膨脹的可能性是較小的。但是，過快的流動(dòng)又可能增大焊縫的冷卻速度和裂紋產(chǎn)生的可能性。所以，當(dāng)焊接時(shí)，最好是既要避免過低的流速，同時(shí)也要避免過高的流速。需要的最小流速是在降低燒穿的危險(xiǎn)和產(chǎn)生裂紋的可能性之間來(lái)權(quán)衡。

對(duì)于厚度為6.4mm-12.7mm的金屬，流動(dòng)也會(huì)增加焊縫冷卻速度和開裂風(fēng)險(xiǎn)。盡量降低流速可降低開裂風(fēng)險(xiǎn)和燒穿風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于厚度超過12.7mm的金屬，流量對(duì)焊縫冷卻速度和燒穿風(fēng)險(xiǎn)的影響可以忽略不計(jì)。

在某些情況下，如在火炬管線中進(jìn)行焊接或帶壓開孔作業(yè)時(shí)，可能發(fā)生流量不足或中斷，從而在焊接作業(yè)過程中生成易燃混合物。在這些情況下，需用蒸汽、惰性氣體或飽和烴類氣體吹掃或沖洗管線，避免形成易燃混合物。

2.金屬厚度

管道或設(shè)備的母材厚度應(yīng)能支撐新的連接和帶壓開孔機(jī)，否則，可能需要對(duì)帶壓開孔機(jī)增加加強(qiáng)圈板或附加支撐。母材嚴(yán)禁有夾層、氫脆或應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)對(duì)可能影響焊縫質(zhì)量的缺陷做出評(píng)價(jià)。

應(yīng)在書面文件中對(duì)工件的最小母材厚度的要求加以說(shuō)明。4.8mm是大多數(shù)焊接和帶壓開孔所推薦的最小母材厚度。為預(yù)防燒穿，實(shí)際的母材最小厚度為強(qiáng)度所需厚度加上一個(gè)安全厚度（通常是2.4mm）。當(dāng)符合冶金和壓力（真空）限制要求時(shí)，也可采用不同于推薦值的壁厚。

3.配件

用到的機(jī)械或焊接配件，例如焊接出口管件、短節(jié)、三通、鞍座和接管等，應(yīng)選擇合適的配件進(jìn)行連接。配件尺寸應(yīng)與帶壓開孔機(jī)相匹配，以便帶壓開孔機(jī)的刀具在其行程限度內(nèi)有足夠的穿透深度，并且在取回刀具和切片時(shí)，不能影響閘門的關(guān)閉。

4.焊后熱處理（PWHT）

一些設(shè)備和管道不宜進(jìn)行不停產(chǎn)焊接，這是因?yàn)樵摻饘俚囊苯鹦阅堋⒑穸然虺煞中枰负鬅崽幚?。而焊后熱處理通常不能在設(shè)備或管道加壓的情況下進(jìn)行。在這種情況下，宜考慮用機(jī)械方法連接配件或?qū)⒃O(shè)備停運(yùn)。

若執(zhí)行焊后熱處理，應(yīng)審核此作業(yè)，以確定潛在火源，并提供適當(dāng)?shù)脑S可和程序。

5、金屬溫度

如果金屬溫度低于大氣露點(diǎn)，在焊接前應(yīng)考慮預(yù)熱焊接區(qū)，以保證金屬表面不結(jié)水氣。當(dāng)大氣溫度低于-20攝氏度時(shí)，應(yīng)采取特殊措施，例如選用與母材成分和性能相同或相近的高韌性焊接材料（見GB 50341-2003中的4.7.2）、提供臨時(shí)的掩體、空間加熱器等，否則不宜直接進(jìn)行焊接。如管材溫度在0-10攝氏度時(shí)，需要采取包括使用特種焊條等焊接控制措施。

當(dāng)母材具有高碳當(dāng)量或高拉伸強(qiáng)度時(shí)，焊接程序可能要求進(jìn)行預(yù)熱以避免產(chǎn)生裂紋。

6.應(yīng)避免在距法蘭或螺紋連接少于460mm內(nèi)，或在距焊縫（包括焊接管線的縱向焊縫）約70mm內(nèi)進(jìn)行焊接或帶壓開孔。

帶壓開孔位置的選擇應(yīng)確保接頭位置能為帶壓開孔機(jī)的安裝、操作和拆除留出余地。應(yīng)確定告知操作人員發(fā)生潛在泄漏或緊急情況時(shí)的逃生口，以確保應(yīng)急需要。

焊接和帶壓開孔連接以及修理和改造的規(guī)程應(yīng)依據(jù)GB 9448,GB50316,GB50341-2003和SY/T4103-2006執(zhí)行。

規(guī)程應(yīng)包括墊圈、閥、螺栓的規(guī)格。在需要時(shí)，規(guī)程還應(yīng)包括加強(qiáng)墊板、鞍座。

7、管道與設(shè)備內(nèi)介質(zhì)

不應(yīng)在包含下述物質(zhì)的管道或設(shè)備上進(jìn)行焊接和帶壓開孔作業(yè)：

a.接近或處于易燃易爆范圍內(nèi)的蒸氣和空氣或蒸氣和氧的混合物。因焊接的灼熱可能導(dǎo)致蒸氣混合物進(jìn)入爆炸極限范圍，同時(shí)焊接或隨后進(jìn)行的帶壓開孔可提供火源。

b.氧氣或富氧空氣。氧氣可能會(huì)使氣體混合物變得易燃，并對(duì)焊接的母材產(chǎn)生影響。

c.壓縮空氣。除非已知壓縮空氣中不含潤(rùn)滑油殘留物等易燃和可燃物。

d.氫。除非進(jìn)行了相應(yīng)的工程評(píng)價(jià)。在作業(yè)過程中，碳和鐵素體合金鋼很容易發(fā)生高溫氫脆。因此，應(yīng)確保設(shè)備在所涉及特殊鋼材的納爾遜（NELSON）曲線范圍內(nèi)操作。

e.熱敏型化學(xué)反應(yīng)材料。如過氧化物、氯或可能因焊接產(chǎn)生的熱急劇分解或變成有害物質(zhì)的其他化學(xué)品。工程評(píng)估應(yīng)確定動(dòng)火作業(yè)溫度以及此溫度是否會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)。

f.苛性堿、胺類、酸類（例如氫氟酸）。這些助劑可能導(dǎo)致焊縫區(qū)或熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。

g.乙烯等一些不飽和烴。這些烴類可能會(huì)因焊接造成的高溫發(fā)生熱分解，在管壁、設(shè)備壁上產(chǎn)生局部熱點(diǎn)而導(dǎo)致管道，設(shè)備失效。