仇俊岳

中国石化集团第四建设公司 天津 300000

提高不锈钢复合管道施工质量探讨

仇俊岳

中国石化集团第四建设公司 天津 300000

复合不锈钢管的焊接，主要是保证内部复合层的焊接质量，避免复合层的不连续或合金含量不足而引起输送介质对管道的腐蚀，保证管道施工质量达到设计要求。通过总结施工实践的经验，探讨了复合不锈钢管道施工焊接结构选择、以及施工控制要求。

不锈钢复合管 堆焊 坡口加工 复合层 过渡层 基层

随着国内炼油行业加工高硫、高酸原油装置、含酸天然气处理厂等建设过程的不断增加，管道口径的不断变大，为了降低工程建设成本，不锈钢复合管道在输送酸性介质的管道中越来越多的选用。鉴于管道工程施工的特点以及复合管道的结构特点，在工程建设过程中如何提高复合管道的施工质量，保证工程的“长满优”运行，是摆在施工企业面前的问题。

我公司通过多个项目的不锈钢复合管道施工，逐步总结了一套成熟的不锈钢复合管道施工质量控制手段，通过不断的改进和工程实践，按照这套程序施工能够保证管道的施工质量，达到设计要求，提高工作效率。

1 影响施工质量主要因素分析

按照影响工程质量控制分析，影响施工质量的主要方面为：人员素质、材料质量、机械设备、工艺方法、环境因素等4M1E，要达到工程质量的有效控制，必须从上述的五个方面做好工作，才能保证施工的工程质量。

人员素质主要指参与施工的相关人员，必须对参加管道施工的人员做好培训、考核以及施工前的技术交底工作，从个人的操作技能和工程质量要求、施工程序等提出要求，保证施工人员的工作能力满足要求。

材料质量主要是控制管道材料以及焊接材料的质量，特别是焊接材料，包括从采购、保管、烘烤、使用等全过程进行质量控制，确保使用的材料符合质量标准要求。

机械设备是保证施工正常进行的必要资源，在施工前必须将投入的机械设备按照要求进行检验、试验，确保其使用状态良好、资源足够。

工艺方法的合理性和有效执行是保证工程质量最为重要的方面，在工程开工前必须制定详细的工程施工工艺程序，并对参加施工的人员进行技术交底，让参加施工的相关人员掌握工艺方法的控制要点、操作要求和检验程序，并在过程中给予执行，才能保证工程的质量。

环境因素主要指施工现场的条件，包括气候条件以及周边的施工条件等，作为施工质量控制的一个重要因素，主要是环境的湿度和风速等，必须保证施焊的环境因素满足焊接工艺评定的要求,否则就应采取必要的防风、防雨等措施。

2 焊接结构的选择

不锈钢复合材料已广泛使用于压力容器制造，目前大多数的设计结构也是以压力容器规范中推荐的结构形式来进行设计，但是由于管道工程的管径小、配件多等特点，在压力容器上广泛采用的设计结构难以在管道工程中采用。

图1是SH3527-1999推荐的采用复合板的压力容器接管结构形式，设备接管要求在内部最后焊接复合层。压力容器一般直径较大，操作人员可以进入容器内部进行焊接，制造过程容易实现，完全可以满足施工质量。

但是，对于管道工程而言，一般管道的直径较小，复合层的厚度一般为2～3mm，特别是对于管道直径DN500以下的管道，操作人员进行管道内部进行焊接比较困难，难以按照上述的要求进行管道支管焊接，因此在管道工程中必须考虑：

（1）从管道外部进行焊接；

（2）保证复合层的焊接质量；

（3）焊接过程中便于质量检验。

在满足上述的条件后，应选择合理的支管或主管连接方法，便于施工人员现场的操作，并保证工程质量，在分析了管道工程的特点后，采用的管道焊接结构如图2、3所示。

3 施工程序

3.1 管道对接连接

4 施工控制要点

4.1 管道对接焊缝

复合钢管连接一般采取对接连接，包括管子、管件等对接。在施工条件允许的情况下，应优先选择图3的结构以保证焊口的焊接质量。

复合管在现场加工坡口时，应将复层与基层适当剥开，并对复层和基层结合处进行封焊处理，并检查其质量。

管道采用图3所示结构时，一般在预制阶段，焊工可以到管道内部进行复层焊接，应优先选用先焊接外部基层，然后使用砂轮机清根后焊工到管内部焊接过渡层和复层，保证焊接质量。

对于固定焊口或不能进入管道内部的焊口焊接时，应选择图2的焊接结构，对于基层必须采用过渡层焊材进行焊接。

4.2 支管焊接

设计选型要尽量选择成型的管件连接管道的支管，尽量减少现场开孔连接方式，当不可避免时，在焊接结构的选择上，必须保证内部复层焊接连续性，保证管道内部复合层的防腐蚀能力。

（1）主管开孔和坡口加工：在复合管主管上开孔要尽量采用钻床钻孔方式，但是当支管管径较大（≥100mm）时，一般可采用氧气乙炔火焰切割，然后使用棒式砂轮机打磨除去氧化层，并将基层碳钢打磨剥离出复合层，经检验合格后对坡口端进行堆焊处理，保证复合层与基层的连接强度和复合层的连续性。堆焊层应焊接两遍，首先使用过渡层焊材，然后使用复层焊材，并保证堆焊层延伸到管道的外表面，如图4、图5所示。当采用图6的结构时，可以不进行坡口端的堆焊处理。

坡口端堆焊过渡层应选用309型或309Mo型不锈钢焊条焊接，以保证复层能够有效延伸到主管的外表面，以保证复合层与支管完全连接，也是这类管道施工中加强控制的关键工序。

（2）支管坡口加工：支管按照放样图加工，复合管可采用氧气乙炔火焰切割后将氧化层打磨清除，并对复层与基层连接处进行封焊处理；而不锈钢支管可以采用等离子切割后将氧化层打磨处理，加工成规定的焊口坡口。

复层与基层结合处的封焊应采用309型或309Mo型不锈钢焊条焊接，以避免在坡口加工时减弱了基层与复合层的连接强度，保证施工质量的有效手段。

（3）组对：将主管和支管组对，检查其组对质量，可使用U型板组对卡具点焊到支管和主管上，临时固定组对口。组对间隙为2～3mm。组对前必须检查复合管的坡口端的堆焊质量，确保其有效延伸到管外表面。

（4）焊接：复合层的焊接应采用内部充氩气保护的氩弧焊完成，以保证复合层的焊接质量。

（5）过渡层焊接：在复层焊接后，采用E309焊条焊接过渡层，焊接工艺采取小电流工艺，避免过渡层焊接烧穿复层，减少焊接过程掺混，以保证复层的金属Ni、Cr含量。

（6）焊接基层：过渡层焊接后，焊接基层，第一遍基层焊接，采用小电流，避免焊条烧穿过渡层，确保过渡层的质量。基层的焊接应采用过渡层焊材。

（7）对于图6的焊接结构，应先焊接外层的焊缝，采用过渡层焊材焊接，然后焊工进入管道内部对支管内部进行封焊。封焊焊道必须着色检验，以确保内部的封焊焊道焊接质量。

5 质量控制要点

（1）管道材料控制和焊接材料控制是重点，必须严格按照规范要求进行材料的检验和复验，对焊接材料按照规范的要求进行管理；

（2）对参与施工的人员进行技术交底，让参与人员掌握施工要求和质量标准；

（3）对焊工进行培训，特别是对焊工进行复合管复合层重要性的培训，让操作者引起重视；

（4）对施工中的坡口加工工序、开孔后的坡口加工与堆焊、组对质量、焊接检验等，每到焊口、每个工序均要由质检人员停点检查、确认合格后方可进行下道工序，用工序质量保证焊接质量。

6 结束语

不锈钢复合管虽然在石化装置中选用的较少，但是这些管道一般均使用在输送腐蚀性介质管道上，一旦出现施工质量问题，特别是复合层焊接质量问题，如在施工阶段没有控制好，后续的试压等检验手段也无法检验发现，当装置引入了工艺物料，没有复合层的管道将迅速腐蚀穿透，往往会引起装置的不正常停车，给工厂运行带来隐患，因此此类管道必须严格进行施工质量控制，确保达到设计要求的施工质量，以保证装置的长满优运行。

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1672-9323（2011）01-0057-03

2010-07-02）