■ 焊接技术 石油工程建设A671Gr．CC60低 温钢 管 道 的焊接

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江苏 LNG接收站工程是中石油首批开工建设的 LNG接收站工程之一 ，该接收站站内高压低温外输管道采用德国

EEW 公司生产的 A671Gr．CC60低温钢管。文章介绍了 A671GrCC60低温钢管的化学成分、力学性能、焊接工艺和

热处理工艺 ，总结分析了低温钢管焊接施工过程中遇到的问题并提出了解决办法，最后介绍了外输管道的焊接效果。

关键词

低温钢；天然气管道 ；焊接工艺 ；热处理工艺

WeldingofA67]Gr．CC60CryogenicSteelPipeline

JiangsuLNGTerminal***neofthefirstbatchofconstructionLNGterminalprojectsbuiltbyCNPC．Thepipematerial

ofthehighpressure low tem perature gastransmission pipelineatthe term inalisA671Gr．CC60cryogenicsteelthat

was produced by EEW in Germ any．This article introduces the chemicalcom position， m echanicalproperties，

welding processand heattreatmentprocess ofA671Gr．CC60 stee1． analyzes the problems arising frOm welding

constructioncourseandgivesthesolutions，w hichachievegoodw eldingquality．

Keyw ords

cryogenicsteel； naturalgaspipeline； weldingprocess； heattreatmentprocess

江苏 LNG接收站站内天然气外输管道采用 A671Gr．

CC60低温钢管，主管道长 416m，规格为 D711．2mm

X46mm，设计压力 15MPa，设计温度 一46～60。C。

德国 EEW 公司生产的A671GrCC60低温用电熔化焊

钢管采用 A516Gr．60中、低温压力容器碳钢板卷制焊接而

成，A516Gr．60钢板为 ASME规范推 吏用的无铡 氏温钢

材料 ，***使用温度 一18—一60。C…。以到货的炉号为

833668晰 冈管为例，其1匕 口力学l、生能 袤1和表2。

依据国际焊接学会 (IIW )推荐的碳当量 C 计算

公式 ：

走 1 钢爸也 疯 0 ／％

炉号 833668 0．15 O．20 12O 0．O11 O004 O．006 0．04 O．04 O．04 0．17 O．O1 O．02 O．001 O．001

ASTMA516—2006 ≤0．23 0．13—0．45 0．79— 1．30 ≤0．035 ≤0．035 一 一 ≤ 0．40 ≤034 ≤O．43 ≤0．04 ≤0．03 ≤0．13 ≤ 0．04

2 钢管力掌忖睡

囊 il 童 爱l#囊 囊辫 图墼 童 匿 豳 8麓 葭 l {；； 蘸 匿 l《l 事} 鞭；重 饕雾溺 季图 Ij §褊 }

炉号 833668 正火 +回火 386 509 31 105，1OO，139

ASTM A516—2006 正火 +回火 ≥ 220 415～555 ≥ 21 ≥ 18

注：采用 10mm ×10mm ×55mm的标准冲击试样。

● 68 2014年 4月

魏 明等 ：A671GrCC60低温钢管道的焊接

Cea= (C)+∞(Mn)／6+(D(Cr+V+Mo)／5+

(Cu+Ni)／15

式中 ∞()——括号中元素的质量分数 ／％。

将从表 1中查得的各元素的质量分数代入上式可

得 ：C =0．374％ (<0l4％)，可知该类钢材淬硬倾向

和冷裂倾向较小，焊接性良好。

3．1 焊材 的选用

焊接 技术_

按照材料 的化学成分 、力学性能相匹配的原则 ，

为保 证 良好 的焊接性和焊接 接头的低温韧性 ，选用

TIG一80Nil焊 丝与 W506Ni焊 条做 为施 焊 焊材 。焊 材

化学成分和 力学性能 见表 3和表 4。

3．2 坡 口加工

3 怦 学成分 ／％

根据施工聊场的实际情况，现场坡口加工采用链条式

管道火焰自动切割机进 行加工 ，切割前采用手工氧 一乙炔

火焰喷枪对管段待切割位置预热 79～110。C，坡口尺寸见

图 1；坡口表面采用砂轮机打磨去除氧化皮，对切割机割

伤位置进行手工补焊，抽取管道 5％ 的坡口表面进行渗透

检测，检测结果不得有 性缺陷，否则应加倍抽检 。

60+ 5。

罔 1 管道坡 口尺寸

33 焊接方法及工艺参数

焊接层道见图 2，焊接方法及焊接工艺参数见表 5。

41 焊 蓟预热

按 照 ASMEB31．3—2010和 焊 接 工艺 评 定 的要 求 ，

焊接前采用电加热带对管道组成件进行预热，预热温度

为 79～150~C，预热范围为坡口中心两侧各不小于壁厚

图 2 焊接层通示意

的 5倍 (230mm 以上 )的区域 ，加热区域采用保温棉

保温 ；焊接过程中应保持层间温度在 79—200oC之间，

中途中断焊接应重新预热。

4．2 焊后缓冷保温

因钢管壁厚大 ，焊后立即将管道组成件加热至 200

～ 350oC，然后进行保温缓冷，时间不少于 60min。

4．3 焊后热处理

磁粉和射线检测合格后对焊缝进行热处理 ，壁厚 t

为 46mm 的焊缝热处理曲线如图 3所示。

焊后热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度按照

以下规 定执 行 ：

(1) 当温度升至 400oC以上时 ，加热速度不应大

于 (512 ) ℃／h，且 ≤ 205oC／h。

(2)焊后热处理的恒温时间为 X2．5min／mm，

表 5 焊陵方法＆工艺参 数

1／1 GTAW TIG一80Nil 2．4 正接 8O一120 12—25

2／1 SMAW W 506Ni 3．2 反接 90—125 22—25

3／1—8／3 SMAW W 506Ni 3．2／4．0 反接 9o一17O 22～25

6 8

6 8

7 10

第 40卷 第 2期 69 ■_

舟

”

l 焊接技术

＼

石 油 工 程 建 设

￡≥25mm时，每增加 25mm恒温时间增加 0．5h，恒

温期间与***温差应小于 65。C。

(3) 恒温后冷却速度不应大于 (65OO／￡)~C／h，

且≤ 260~C／h，400oC以下可自然冷却14]。

(4)采用 JF—D一360热处理控制设备。

4l4 硬度检沏

以某焊口为例，焊口硬度试验数据见表 6。

6 A671GrCC601氏c：，La铖 百通 口慷

蝴 纂 勰蛹酶 蠹 蕊 鬟} 翁灏 饕 域

母材 110 105 113 1D9

焊缝 178 184 184 182

热影响区 112 1D3 119 111

SH3501—2011规定硬度值 HB≤ 200，上表中的

试验数据表明热处理工艺满足要求。

51 热裂级

热裂纹的产生与焊缝金属结晶过程中的低熔点杂质

偏析的数量及分布有关，必须有针对性地提高焊材技术

要求 ，严格控制 S、P元素的含量 ，每批焊材均需要厂

方进行工艺性试验并提交材料试验报告。

5．2 低温训 性降低

为***焊缝具有较高的低温韧性 ，在焊接过程中必

须控制焊接热输入量和层间温度。因此 ，应严格进行技

术交底 ，严格控制焊工焊接层道的宽度和厚度。

气孔主要出现在焊缝填充层。主要原因是海边环境

湿度大、风大 ，焊材易受潮 ，因此 ，应加强过程检查 ，

要 求施 工班组做好挡风措施 、使用焊条保温桶 。

焊工焊接作业的熟练程度有关，包括对工艺指导书中焊

接工艺的掌握 ，应选用技能过硬、责任心强的焊工。

55 翠营固定焊_】 线 检测

由于管道壁厚 大 ，对于预制 焊口和直 管段焊 口现 场

采用 ***机中心曝光检测 ，在 y源无法进入施工现

场的情况下 ，膨胀节位置和垂直管段的固定焊口无法进

行 100％ 射线检测。采取措施如下 ：

(1)合理安排管道预制川页序，优先施工直管段。

(2)适当加大膨胀节的预制深度。

(3)做好管道安装与无损检测工作的交叉配合。

(4) 采用射线和超声波联合检测的方式完成固定

焊口的无损检测。

56 低渝阀一焊缝 焊接与热处理

由于焊接和热处理过程对阀门的加热作用会导致阀

体过热变形，影响阀座的密封性。采取措施如下 ：

(1)预热和焊接过程中***阀门的适度开启。

(2)严格控制焊工的焊接速度 ，在***层间***

温度的前提下尽量放慢焊接速度。

(3)在阀门侧距离焊缝 300mm位置采用棉布包

裹阀体表面，安排专人不间断地在棉布上面淋水 ，***

棉布潮湿且无水流出，并采用红外线测温仪对阀体表面

温度进行动态监控 。

通过采用合理的焊接和热处理工艺，施工承包商圆

满完成了江苏 LNG接收站站内高压低温天然气外输主管

道的焊接施工任务 ，累计焊接焊口 1O5道 ，拍片 877

张 ，射线检测一次合格率达到 96．4％，固定口填充层超

声波检测 15道且全部合格。该接收站外输管道投产运

行两年多来未出现任何问题。

1]陈文 学 A516Gr60低 温钢 使用 国产 焊材 的工 艺研 究 ．电 焊机 ，

2011，(6)：22—24

2]中国机械工程学会焊接学会．焊接手册 第 2卷材料的焊接(第 2版 )

[M】北京 ：机械工业 出版社 2001

3】SH3501-2011，石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收

范【S】

4】GB50236—2011，现场设备 、工业管道焊接工程施工规范【Sl

作者简 介 ：

魏 明 (1982一)，男 ，河 北承德人 ，助理 工程师 ，2007年毕业于重

厌科技学院 焊接工艺及设备专业 ，现从事焊接技术工作 。

条渣、条孔是焊接过程中易出现的缺陷。这主要与 福目 2o13～ o7 18；{ 围日期 2。14一o2 15

—● 70 2014年4月订货137*8188*0376