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榆林-济南输气管道工程是中石化重点工程，全长1045km，途中穿越毛乌素沙漠、黄土高原，翻越吕梁山脉、太岳山脉、太行山脉。沿线地质条件差，环境恶劣，很多焊缝处在斜45°位置，施工难度大。 施工过程中焊工受地理环境影响或由于操作水平、工艺参数设置不合理、焊接工艺不熟悉等因素影响，焊接过程中易出现气孔、夹渣、未熔合等缺陷，需要对其进行返修。 本文对X65级φ711mm×16mm ，管线钢45°固定焊SMAW（向上）+ FCAW（向下）全壁厚返修工艺进行了实验，探索出了合理的返修工艺，在生产中取得了较好的效果。 1 X65级管线钢的焊接性及力学性能 X65为控轧控冷钢，主要用于输送石油天然气的管线，属于低合金高强度钢。其化学成分和力学性能见表1、表2所示。
2 焊接材料的确定 根据打底X65级管线钢的成分及力学性能，打底层采用BOEHLER FOX CEL E6010 φ3.2mm焊条，热焊、填充及盖面层采用HOBART 81N1 E71T8-Ni1J φ2.0mm焊丝。 熔敷金属的化学成分见表3所示。
3 返修位置的确定 根据射线底片或返修单上的缺陷种类、位置、深度及缺陷大小测量出缺陷所在位置，并用记号笔进行标记。 4 返修工艺 4.1 缺陷的清除及坡口制备 根据缺陷的性质和部位，使用角向磨光机等工具对缺陷进行彻底清除, 并把坡口面及其两侧50mm范围内的油锈等杂质清理干净。对清理完的部位, 需经表面探伤加以确认，合格后方可施焊。缺陷清除完后，用角向磨光机将返修部位打磨出宽度均匀，表面及两端过渡平缓，便于施焊的缓坡凹槽。如需全壁厚返修，应开V型坡口，坡口角度一般约为60°，根部间隙为1.5~ 2.0mm，钝边为1.6mm，以保证焊条能深入坡口根部和焊缝熔合良好。 4.2 焊道的返修要点 4.2.1 焊前用烤把将返修部位坡口两侧100mm范围预热，预热温度为100~ 150℃，坡口两侧预热温度要均匀，施焊过程中控制层间温度不小于135℃。 4.2.2 返修采取SMAW根焊向上，其它焊层FCAW向下的返修工艺，电源极性采用直流正接，工艺参数见表4。
4.2.3 根焊时，采用小锯齿或小月牙形运条方法，短弧向上焊接。焊接过程中要控制熔孔的大小始终保持一致, 以保证焊缝背面成形良好。根焊完成后，应使用角向磨光轮机把焊接接头处和焊缝层间打磨圆滑过渡，并且不得有沟槽，上层焊道熔渣清理干净后方可进行下一层的焊接。热焊及前两层填充层采用单道焊，最后一层填充和盖面层采用多道焊，焊接顺序如图2所示。
4.2.4 返修的焊接应严格执行焊接工艺，返修焊缝必须一次性完成。要选择技术水平较高的持证焊工进行返修工作，以确保一次返修合格。同一部位焊缝返修次数不得超过两次，焊缝返修工艺技术文件应按相关规定进行审批。 4.2.5 焊层之间时间间隔小于10min。 4.2.6 焊缝返修部位修补后，焊缝余高不应低于母材，并打磨圆滑过渡。 4.2.7 焊接环境出现风速大于8m/s，相对湿度大于90%，雨雪天气，焊件温度低于-18℃中任一情况，应采取有效防护措施，否则禁止进行返修作业。 5 检验与试验 焊缝经X射线检验为Ⅰ级。检验合格后根据《石油天然气金属管道焊接工艺评定（SY/T0452-2002）》要求对焊接试件进行了拉伸、弯曲、刻槽和冲击试验，试验结果见表5、表6、表7、表8。
6 结束语 在榆林-济南输气管道工程我标段施工中，采取以上返修工艺，焊接接头的各项性能指标均达到了标准要求, 返修完24h后射线探伤，返修一次合格率达100%，证明该工艺具有良好的可行性。 作者简介：孟会敏，男，高级工程师，国际焊接技师，目前主要从事焊工培训，焊接工艺方面工作。 |
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