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摘要：通过对国内一些热网工程出现的质量问题进行分析，发现热网工程出现的问题多为管道安装焊接质量控制不严而引起。佳南城区热网工程在2009年-2012年建设中，为了创建百年大计工程，通过工程前对焊工进行仰焊、立焊平板考试，选拔出一批技术过硬的优秀焊工承担热网工程管道安装焊接任务，同时焊接材料选用抗裂性能好的E4315电焊条，并且加强了对工程各个环节的质量管理，保证了工程质量。
关键词：热网工程、管道、焊接、质量
Abstract: through the analysis of quality problems for some domestic network engineering, network engineeringproblems found for the installation of pipeline welding quality control caused by lax. Jianan district heatingproject in the years 2009 -2012 construction, in order to create a long-term project, through the project before theoverhead welding, welder welding plate test, the selection of a number of technical excellent excellent weldersundertake network engineering installation of pipelinewelding, and welding E4315 welding good anti-cracking performance of selected materials, and strengthen thequality management of each link of the project, guarantee project quality.
Keywords: network engineering, pipeline, welding, quality
中图分类号：F279.23文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
0前言
佳南城区热网工程在2009年-2012年建设中，新建Φ1020×12等规格主干线管道1万余米，Φ529×8等规格支干线、支线管道近万米。热网建设工程管道安装特点，安装质量要求高，供热管道运行时管道或焊口不允许发生失效现象，管道一旦发生漏泄事故则修复十分困难，同时可能造成重大供热事故，在社会上造成负面影响。通过对国内近年来一些热网工程出现的问题进行分析，发现热网工程出现的问题多为管道安装焊接质量管理方面的问题。佳南城区热网建设工程，为确保成为年大计工程，加强对热网工程管道安装焊接质量管理，要求热网工程的所有管道安装焊口都必须与母材达到等强度、等性能和等寿命。以便提高熱网工程管道使用寿命，保证热网工程安全、经济、高效运行。
1 加强对对管道安装质量的管理
1.1加强对管道敷设及补偿器安装质量管理
热网工程管道安装普遍直埋在沿道路的下面1.5-3m深处，管道运行时管道处于不稳定状态，使用条件较为恶劣，随着运行温度的变化，管道将热胀冷缩伸长或缩短，由补偿器的伸缩消除应力。管道安装应符合设计要求，尽量让管道运行时处于自由状态下伸长或短缩，以免增加管道热胀冷缩时的阻力，避免补偿器与管道因不同心别劲或卡死，导致补偿器密封圈损坏泄漏或管道因缺少补偿量，受力超出其管道金属强度极限时在管件或焊接接头的薄弱地带发生失效现象。所以建设单位要严格控制管道安装工程质量，要求管道安装敷设平行笔直，补偿器与管道的同心度应符合设计要求。
1.2加强对管道安装焊接工艺管理
通过对其它热网工程出现的质量问题进行分析，发现热网工程出现的问题一方面多为管道安装焊接质量控制不严而引起，而另一方面是管道安装焊接材料普遍采用抗裂性能较E4315（J427）差的E4303结（422）电焊条引起的。根据焊接材料力学性能可知，酸性焊条与碱性焊条熔敷金属抗裂性能相差较大，E4303电焊条和E4315电焊条熔敷金属冲击韧性（Akv）分别为78.4J和137.2J。E4303电焊条熔敷金属的冲击韧性仅为E4315电焊条的57%。为确保佳南热网建设工程成为年大计工程，提高管道安装质量，保证管道所有安装焊口都应与母材达到等强度、等性能。管道安装焊接方法采用氩弧焊打底加焊条电弧焊填充盖面（GTAW/SMAW），焊接材料选用E4315电焊条和ER50-6焊丝。
管道安装对口时，管道的外壁错口值和焊接角变形（折口）偏差值应符合设计要求，在焊接接头中，角变形和错口都引起附加弯曲应力。在角变形比较大或错口比较严重的接头中，承受拉应力，由于轴线不通过重心，而产生附加弯矩（如图1、图2所示），在拉力和弯矩共同作用下可能造成接头低应力破坏，降低其焊接接头的承载能力。对口前校验管道、管件管口周长尺寸，尺寸相当的管口应互换配接。对于管口直径误差较大的接头，应采用火焰加热锤击法（缩口）矫正，矫正的管口应缓慢平滑过渡，火焰加热温度控制在500-600℃，火焰加热焰心至工件的距离应在10mm以上；喷嘴的移动速度要稳定，不得在一个位置长期停留，火焰加热时，应注意控制火焰的燃烧状况，防止金属的氧化或增碳。
1.3加强对现场保温质量管理
在热网管道安装工程中，应加强对管道现场保温质量管理，要求施工单位严格按照设计要求施工，确保工程质量。管道现场保温如果质量不符合要求，其危害性：一是如果聚乙烯保温护套密封不严聚氨酯密度不够或未充满，非采暖期保温层内渗进水份造成保温部位管壁腐蚀，降低其管道的使用寿命；二是影响现场聚乙烯保温护套强度，降低聚乙烯保温护套使用寿命同时亦影响管道使用寿命；三是聚氨酯发泡密度不够质量不符合要求，将降低管道的保温效果增大热损失影响供热经济效益。
2加强对电焊工技术水平控制
通过分析，发现热网工程出现的问题多为管道安装焊接质量控制不严造成的。焊接质量优劣与参加管道安装焊接的电焊工技术水平有直接关系。据了解所有热网建设工程管道安装工程前电焊工考试，其考试项目普遍采用管状试样（管径多为Φ219-Φ273），考试项目为2G和5G，由于管状试样焊接水平固定仰焊位置焊缝较短且焊接难度一般，即使焊工考试合格亦无法也证明其真实的技术水平，也无法证明能否焊好Φ1020×12的热网管道。佳南热网工程管道安装其管径较大（Φ1020×12）且仰焊部位焊缝较长（267mm）。经生产实践证明，管道对接焊缝，单面焊双面成型仰焊位置焊接难度最大。如果焊工实际操作技能考试，平板对接仰焊位置焊接质量优良，其余位置焊接质量更能优良，可以确认为优秀焊工。为创建百年大计工程，对凡是参加佳南热网工程管道安装的电焊工，由建设单位焊接工程师对施工单位的焊工进行工程前实际操作技能工程前考试和技术指导。考试合格后，方可进入现场焊接。其考试项目为Q235钢板δ12×300×200 ，仰焊试板(4G)和立焊试板(3G)各一块，焊接方法为GTAW/SMAW，单面焊双面成型，焊接材料采用:焊丝ER50-6、焊条J427 Φ4.0。考试纪律要求焊工试件组对完毕后，一旦进行焊接不允许动用砂轮打磨焊道。焊后经外观检验符合《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》质量要求的为合格；射线检测质量符合JB/T4730标准规定，焊缝缺陷等级不低于AB级Ⅱ级的为合格。
3 加强对非采暖期管道的保养提高使用寿命
热网管道采暖期结束后，管道开始放水，为新建支干线、支线管道连接及检修做好准备。由于非采暖期管道里长时间没水，管道内壁金属与潮湿的空气中的氧气充分接触，发生大气腐蚀较为严重，并在金属表面形成一层较厚疏松的土黄色的锈垢。2012年10月1日通过对Φ1020×12佳南城区热网主干线管道上开口连接Φ426×8支干线管道时检查发现，运行时间只有2年的Φ1020×12管道内壁金属腐蚀较为严重（2010年10月投产运行），其较大面积的腐蚀坑深度达到2.0mm。
为防止热网主管网管道内壁金属腐蚀速度过快，提高管道使用寿命，改变传统的检修、安装管理模式，在每年的采暖期结束后，主管网管道暂不放水，以减缓管道大气腐蚀速度，而且定期向管道内进行补水，以免因为管道缺水而增加管道缺水处的腐蚀速度。规定在每年的9月初主管网开始放水，放水后，施工单位在短时间内完成新建管道和主管网连接及管件更换工作。新建支干线、支线管道时，要求施工单位按工期要求进行施工，并将热源侧截门、管件和井室安装建好后，剩下的连接碰头工作处暂不施工。等到9月初热网管道放水后，在再主管网上开口与新建管道连接（焊接）或在热其它部位更换管件。待工程结束后应及时往热网管道里注水，以减少管道腐蚀程度同时亦为下一个采暖期做好供热前准备工作。
佳南热网工程投资较大工程总造价为2.68亿元人民币，其热网工程管道设计寿命为30年，如果管道非采暖期放水，则加快管道内壁金属腐蚀速度，减少管道使用寿命。其管道使用寿命每减少1年，按工程造价和使用寿命计算每年可损失人民币：26800万元/30年=890万元/年。反之，非采暖期管道延期水、工程质量控制得当，管道可超期服役，其使用寿命每增加一年可提高经济效益890万元人民币。
5结论
通过对佳南热网工程施工过程中的各个环节质量的控制，并对焊工进行工程前实际操作技能仰焊试板考试，选拔出一批技术过硬的焊工担任热网工程管道安装焊接任务，又选用了抗裂性能好的J427焊条焊接管道，有效地控制住管道安装工程的焊接质量。同时亦保证了工程整体安装质量和工期。
佳南城区热网工通过3年的生产运行，管道数千个安装焊口均无一发生泄漏现象，确保佳南热网工程安全生产运行。
参考内容：
[1]田锡唐，焊接结构机械工業出版社，1982年6月
[2]蒋金勋，金属腐蚀学国防工业出版社，1986年4月
[3]周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性，机械工业出版社1988年
[4]张文钺，杜则裕，秦伯雄 焊接工艺与失效分析，机械工业出版社1989年4月
[5]王晓雷，锅炉压力容器无损检测相关知识 2001年8月
作者简介：
刘永生（1955-），男 ，黑龙江佳木斯人，工程师，从事焊接技术和金属监督试验方面的工作。
关键词：热网工程、管道、焊接、质量
Abstract: through the analysis of quality problems for some domestic network engineering, network engineeringproblems found for the installation of pipeline welding quality control caused by lax. Jianan district heatingproject in the years 2009 -2012 construction, in order to create a long-term project, through the project before theoverhead welding, welder welding plate test, the selection of a number of technical excellent excellent weldersundertake network engineering installation of pipelinewelding, and welding E4315 welding good anti-cracking performance of selected materials, and strengthen thequality management of each link of the project, guarantee project quality.
Keywords: network engineering, pipeline, welding, quality
中图分类号：F279.23文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
0前言
佳南城区热网工程在2009年-2012年建设中，新建Φ1020×12等规格主干线管道1万余米，Φ529×8等规格支干线、支线管道近万米。热网建设工程管道安装特点，安装质量要求高，供热管道运行时管道或焊口不允许发生失效现象，管道一旦发生漏泄事故则修复十分困难，同时可能造成重大供热事故，在社会上造成负面影响。通过对国内近年来一些热网工程出现的问题进行分析，发现热网工程出现的问题多为管道安装焊接质量管理方面的问题。佳南城区热网建设工程，为确保成为年大计工程，加强对热网工程管道安装焊接质量管理，要求热网工程的所有管道安装焊口都必须与母材达到等强度、等性能和等寿命。以便提高熱网工程管道使用寿命，保证热网工程安全、经济、高效运行。
1 加强对对管道安装质量的管理
1.1加强对管道敷设及补偿器安装质量管理
热网工程管道安装普遍直埋在沿道路的下面1.5-3m深处，管道运行时管道处于不稳定状态，使用条件较为恶劣，随着运行温度的变化，管道将热胀冷缩伸长或缩短，由补偿器的伸缩消除应力。管道安装应符合设计要求，尽量让管道运行时处于自由状态下伸长或短缩，以免增加管道热胀冷缩时的阻力，避免补偿器与管道因不同心别劲或卡死，导致补偿器密封圈损坏泄漏或管道因缺少补偿量，受力超出其管道金属强度极限时在管件或焊接接头的薄弱地带发生失效现象。所以建设单位要严格控制管道安装工程质量，要求管道安装敷设平行笔直，补偿器与管道的同心度应符合设计要求。
1.2加强对管道安装焊接工艺管理
通过对其它热网工程出现的质量问题进行分析，发现热网工程出现的问题一方面多为管道安装焊接质量控制不严而引起，而另一方面是管道安装焊接材料普遍采用抗裂性能较E4315（J427）差的E4303结（422）电焊条引起的。根据焊接材料力学性能可知，酸性焊条与碱性焊条熔敷金属抗裂性能相差较大，E4303电焊条和E4315电焊条熔敷金属冲击韧性（Akv）分别为78.4J和137.2J。E4303电焊条熔敷金属的冲击韧性仅为E4315电焊条的57%。为确保佳南热网建设工程成为年大计工程，提高管道安装质量，保证管道所有安装焊口都应与母材达到等强度、等性能。管道安装焊接方法采用氩弧焊打底加焊条电弧焊填充盖面（GTAW/SMAW），焊接材料选用E4315电焊条和ER50-6焊丝。
管道安装对口时，管道的外壁错口值和焊接角变形（折口）偏差值应符合设计要求，在焊接接头中，角变形和错口都引起附加弯曲应力。在角变形比较大或错口比较严重的接头中，承受拉应力，由于轴线不通过重心，而产生附加弯矩（如图1、图2所示），在拉力和弯矩共同作用下可能造成接头低应力破坏，降低其焊接接头的承载能力。对口前校验管道、管件管口周长尺寸，尺寸相当的管口应互换配接。对于管口直径误差较大的接头，应采用火焰加热锤击法（缩口）矫正，矫正的管口应缓慢平滑过渡，火焰加热温度控制在500-600℃，火焰加热焰心至工件的距离应在10mm以上；喷嘴的移动速度要稳定，不得在一个位置长期停留，火焰加热时，应注意控制火焰的燃烧状况，防止金属的氧化或增碳。
1.3加强对现场保温质量管理
在热网管道安装工程中，应加强对管道现场保温质量管理，要求施工单位严格按照设计要求施工，确保工程质量。管道现场保温如果质量不符合要求，其危害性：一是如果聚乙烯保温护套密封不严聚氨酯密度不够或未充满，非采暖期保温层内渗进水份造成保温部位管壁腐蚀，降低其管道的使用寿命；二是影响现场聚乙烯保温护套强度，降低聚乙烯保温护套使用寿命同时亦影响管道使用寿命；三是聚氨酯发泡密度不够质量不符合要求，将降低管道的保温效果增大热损失影响供热经济效益。
2加强对电焊工技术水平控制
通过分析，发现热网工程出现的问题多为管道安装焊接质量控制不严造成的。焊接质量优劣与参加管道安装焊接的电焊工技术水平有直接关系。据了解所有热网建设工程管道安装工程前电焊工考试，其考试项目普遍采用管状试样（管径多为Φ219-Φ273），考试项目为2G和5G，由于管状试样焊接水平固定仰焊位置焊缝较短且焊接难度一般，即使焊工考试合格亦无法也证明其真实的技术水平，也无法证明能否焊好Φ1020×12的热网管道。佳南热网工程管道安装其管径较大（Φ1020×12）且仰焊部位焊缝较长（267mm）。经生产实践证明，管道对接焊缝，单面焊双面成型仰焊位置焊接难度最大。如果焊工实际操作技能考试，平板对接仰焊位置焊接质量优良，其余位置焊接质量更能优良，可以确认为优秀焊工。为创建百年大计工程，对凡是参加佳南热网工程管道安装的电焊工，由建设单位焊接工程师对施工单位的焊工进行工程前实际操作技能工程前考试和技术指导。考试合格后，方可进入现场焊接。其考试项目为Q235钢板δ12×300×200 ，仰焊试板(4G)和立焊试板(3G)各一块，焊接方法为GTAW/SMAW，单面焊双面成型，焊接材料采用:焊丝ER50-6、焊条J427 Φ4.0。考试纪律要求焊工试件组对完毕后，一旦进行焊接不允许动用砂轮打磨焊道。焊后经外观检验符合《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》质量要求的为合格；射线检测质量符合JB/T4730标准规定，焊缝缺陷等级不低于AB级Ⅱ级的为合格。
3 加强对非采暖期管道的保养提高使用寿命
热网管道采暖期结束后，管道开始放水，为新建支干线、支线管道连接及检修做好准备。由于非采暖期管道里长时间没水，管道内壁金属与潮湿的空气中的氧气充分接触，发生大气腐蚀较为严重，并在金属表面形成一层较厚疏松的土黄色的锈垢。2012年10月1日通过对Φ1020×12佳南城区热网主干线管道上开口连接Φ426×8支干线管道时检查发现，运行时间只有2年的Φ1020×12管道内壁金属腐蚀较为严重（2010年10月投产运行），其较大面积的腐蚀坑深度达到2.0mm。
为防止热网主管网管道内壁金属腐蚀速度过快，提高管道使用寿命，改变传统的检修、安装管理模式，在每年的采暖期结束后，主管网管道暂不放水，以减缓管道大气腐蚀速度，而且定期向管道内进行补水，以免因为管道缺水而增加管道缺水处的腐蚀速度。规定在每年的9月初主管网开始放水，放水后，施工单位在短时间内完成新建管道和主管网连接及管件更换工作。新建支干线、支线管道时，要求施工单位按工期要求进行施工，并将热源侧截门、管件和井室安装建好后，剩下的连接碰头工作处暂不施工。等到9月初热网管道放水后，在再主管网上开口与新建管道连接（焊接）或在热其它部位更换管件。待工程结束后应及时往热网管道里注水，以减少管道腐蚀程度同时亦为下一个采暖期做好供热前准备工作。
佳南热网工程投资较大工程总造价为2.68亿元人民币，其热网工程管道设计寿命为30年，如果管道非采暖期放水，则加快管道内壁金属腐蚀速度，减少管道使用寿命。其管道使用寿命每减少1年，按工程造价和使用寿命计算每年可损失人民币：26800万元/30年=890万元/年。反之，非采暖期管道延期水、工程质量控制得当，管道可超期服役，其使用寿命每增加一年可提高经济效益890万元人民币。
5结论
通过对佳南热网工程施工过程中的各个环节质量的控制，并对焊工进行工程前实际操作技能仰焊试板考试，选拔出一批技术过硬的焊工担任热网工程管道安装焊接任务，又选用了抗裂性能好的J427焊条焊接管道，有效地控制住管道安装工程的焊接质量。同时亦保证了工程整体安装质量和工期。
佳南城区热网工通过3年的生产运行，管道数千个安装焊口均无一发生泄漏现象，确保佳南热网工程安全生产运行。
参考内容：
[1]田锡唐，焊接结构机械工業出版社，1982年6月
[2]蒋金勋，金属腐蚀学国防工业出版社，1986年4月
[3]周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性，机械工业出版社1988年
[4]张文钺，杜则裕，秦伯雄 焊接工艺与失效分析，机械工业出版社1989年4月
[5]王晓雷，锅炉压力容器无损检测相关知识 2001年8月
作者简介：
刘永生（1955-），男 ，黑龙江佳木斯人，工程师，从事焊接技术和金属监督试验方面的工作。