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【摘 要】 作者参与了**工业气体长输管道项目的管道焊接、定向穿越、试压、清洗、脱脂等相关工作，在现场监理过程中积累了关于管道焊接、管道定向穿越、脱脂等工作的相关经验。本文就其中管道焊接、定向穿越、清洗脱脂等质量控制进行详细介绍。
【关键词】 管道焊接；脱脂；定向穿越；质量控制
引言：
**环渤海有限公司**项目（工业气体管网一期），全长27.73Km线路上，敷设管道总长度63114.1m，管道敷设除埋地施工外，还进行了24处总长度1601.5m的穿越、顶管、涵洞施工，同时设定完成阴极保护测试桩点。其中穿越物流北路、物流南路采用水平定向钻方法施工。
随着我国能源工业的发展和能源结构的调整，管道工程建设迅猛发展。焊接技术作为长输管道工程施工的关键技术，直接关系到工程质量、施工效率、施工成本、以及管线运行期间的安全可靠性和经济效益。因此在监理工作中也将管道焊接施工作为监督检查的重点，以确保工程质量及管线运行期间的安全性。
1.焊接方法及工艺
1.1焊接工艺
焊接前，监理对准备工作进行检查，要求管口准备和焊前准备工作应达到工艺规程要求，并要求焊接前在焊接试板上试焊，调整焊接参数。在进行氩弧焊打底时当电弧电压过高时，易产生未焊透，并使氩气保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量减小电弧长度。氩气喷嘴与焊道之间的距离以不妨碍焊工视线为宜，一般为5～12mm。
焊接时，应严格执行焊接工艺规程。在两名焊工收弧交接处，先到达交接处的焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧。两相邻层间焊道的起点位置应错开20～30mm，焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上引弧，层间焊道的引弧端应用砂轮磨平。在盖面焊前，根据填充情况在立焊部位可增加立填焊。焊口完成后监督施工人员将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。
1.2焊后热处理
焊后热处理的目的有三个：消氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。
焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理。一般规范为加热到200～350℃，保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。
消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内，缓慢加热到一定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%～90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。
因此为保证焊接质量、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能，在监理工作中要着重强调施工单位按照相应的规范及其施工组织设计进行焊后热处理，具体要求如下：
焊后热处理采用电加热的方法，加热温度为600～650℃。热处理的加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。热处理的保温宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。热处理加热时，力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内注意两测点间温差应低于50℃。进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点，水平管道的测点应上下对称布置。焊接接头热处理的过程必须有热处理曲线记录图，并填写热处理报告。
1.3焊口質量检验
1.3.1焊缝的外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，焊缝表面高度不能低于管道表面，宜为1～0.2b1（b1—焊接组对后坡口的最大宽度，且不大于3mm）；其表面质量不能有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。
1.3.2所有焊缝在外观全方位检查合格后，采用100%超声波和射线检测。焊缝超声波探伤验测结果应符合《承压设备无损检测》JB47301-2005的要求，Ⅰ级为合格。射线照相验测结果应符合《承压设备无损检测》JB47301-2005的要求，Ⅱ级为合格。
1.3.3对于氢气管道，焊接工艺必须能够保证焊缝及热影响区的最大硬度不能超过22HRC（等同于248HV或250HB），每天作业的第一条和最后一条焊缝及各自的热影响区以及占总数5%的焊缝及各自的热影响区需进行硬度检测。
2.穿越施工
2.1定向钻施工
根据所铺设管道的设计要求及技术交底情况，本段管线定向穿越导向孔轨迹设计主要考虑以下几方面的因素：
管线穿越段需选择有利于成孔的地层，并对穿越管线防腐层起保护作用；导向孔设计轨迹满足所铺设管材曲率半径的要求；穿越管线两端埋深情况。
综合以上几方面的因素，结合定向穿越的技术要求和特点，设计的导向孔轨迹及说明见图1：
本次施工采用无线控向的方法，导向孔的施工主要依据设计轨迹。它采用导向钻头内的探头盒发射一定频率的电磁波传到地表。地面导向仪收到信号，使用它可以随时测出钻头地下位置、深度、顶角、钻具面向角等基本参数。导向仪是导向钻进的眼睛，它能使操作人员及时、精确地掌握钻进情况，随时调整钻进参数，并做好详细记录，确保钻机按预定的轨迹完成导向孔，从而达到准确铺管的目的。
2.2造斜段钻进
造斜钻进，就是充分利用导向钻头的造斜原理，使钻孔实际轨迹尽可能接近钻孔设计轨迹。实际中不可避免地会发生偏离设计轨迹情况，一般采用以深度控制为主，顶角控制为辅的方法纠正钻孔偏差。造斜的目的是使钻机达到造斜终点时其坡度和倾斜度均符合设计钻孔轨迹的要求。
2.3回拉扩孔施工
本工程扩孔采取回拉分级扩孔方式，根据扩孔的最终孔径和地质条件，穿越铺设DN300mm钢管扩孔级次为：φ380mm、φ480mm。扩孔过程中，要求钻机操作人员必须掌握孔内钻具的动态状况，认真观察仪表所反映的回转力参数值，对扩孔中出现的异常情况一定要分析其原因，以免碰到地下管线或不明障碍物，在未查明原因之前，不得强行施工并及时上报。 2.4拉管
当待拖管焊接、焊口测试、防腐及试压合格后，在待拖端部焊接特制的拖管帽，以便与拖管钻头连接。将待拖管沿管线中心线位置顺直，在出土点端向后开挖约10m长的沟槽，便于管头与拖管钻头连接且宜入孔，用聚乙烯塑料袋装上松软泥土或膨润土放置在待拖管底部，并用水或泥浆润湿，以便保护待拖管道防腐层不被刮坏，并减小拉管摩擦力，有利于拖管。
2.5施工中遇到的相关问题
2.5.1卡钻的出现及解决方法
在施工钻进过程中出现了卡钻的现象。经监理与施工单位共同分析，发现卡钻是因为穿越砾石导致的，因此监理及时要求施工单位调整泥浆配比，使用最大泥浆泵排量，与挖掘机配合，将钻杆撤出卡钻区。总结卡钻出现的原因，在遇到同样地质情况时提前调整泥浆配比，使用进口澎润土，增加泥浆切力与粘度或使用扭矩大、推力大的钻机及相匹配的钻头，完成导向孔的钻进。
2.5.2托管时出现拖不动的情况及解决办法
拖管途中出现管道拖不动的现场，监理在现场与施工单位共同协作，建议施工单位使用性能更加优良的膨润土等添加剂，并将钻机移到管道入地端，与挖掘机配合，使拖力达到原来拖力的两倍，将管道成功拖出地面。总结拖不动的原因，审查各个工程环节及相关保障措施，并加以改善，更好的完成穿越任务。
3.结束语
历经20个月，**工业管道工业气体管网工程完成了一期工程的建设，在此过程中无论是技术难点还是施工条件障碍我们都一一克服，在克服困难的过程中，本人积累了关于管道焊接、管道定向穿越及脱脂处理的理论知识及实践经验，对于今后开展类似工程的监理工作是受益匪浅的。我会继续发扬刻苦钻研、努力思考的工作作风，认真研读规范标准，确保今后所监理的工程质量合格、规范达标。
参考文献：
[1]《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071-93
[2]《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
[3]《输油輸气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98
[4]《脱脂工程施工及验收规范》HG20202-2000
[5]《承压设备无损检测》JB47301-2005
[6]《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88
【关键词】 管道焊接；脱脂；定向穿越；质量控制
引言：
**环渤海有限公司**项目（工业气体管网一期），全长27.73Km线路上，敷设管道总长度63114.1m，管道敷设除埋地施工外，还进行了24处总长度1601.5m的穿越、顶管、涵洞施工，同时设定完成阴极保护测试桩点。其中穿越物流北路、物流南路采用水平定向钻方法施工。
随着我国能源工业的发展和能源结构的调整，管道工程建设迅猛发展。焊接技术作为长输管道工程施工的关键技术，直接关系到工程质量、施工效率、施工成本、以及管线运行期间的安全可靠性和经济效益。因此在监理工作中也将管道焊接施工作为监督检查的重点，以确保工程质量及管线运行期间的安全性。
1.焊接方法及工艺
1.1焊接工艺
焊接前，监理对准备工作进行检查，要求管口准备和焊前准备工作应达到工艺规程要求，并要求焊接前在焊接试板上试焊，调整焊接参数。在进行氩弧焊打底时当电弧电压过高时，易产生未焊透，并使氩气保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量减小电弧长度。氩气喷嘴与焊道之间的距离以不妨碍焊工视线为宜，一般为5～12mm。
焊接时，应严格执行焊接工艺规程。在两名焊工收弧交接处，先到达交接处的焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧。两相邻层间焊道的起点位置应错开20～30mm，焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上引弧，层间焊道的引弧端应用砂轮磨平。在盖面焊前，根据填充情况在立焊部位可增加立填焊。焊口完成后监督施工人员将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。
1.2焊后热处理
焊后热处理的目的有三个：消氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。
焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理。一般规范为加热到200～350℃，保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。
消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内，缓慢加热到一定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%～90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。
因此为保证焊接质量、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能，在监理工作中要着重强调施工单位按照相应的规范及其施工组织设计进行焊后热处理，具体要求如下：
焊后热处理采用电加热的方法，加热温度为600～650℃。热处理的加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。热处理的保温宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。热处理加热时，力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内注意两测点间温差应低于50℃。进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点，水平管道的测点应上下对称布置。焊接接头热处理的过程必须有热处理曲线记录图，并填写热处理报告。
1.3焊口質量检验
1.3.1焊缝的外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，焊缝表面高度不能低于管道表面，宜为1～0.2b1（b1—焊接组对后坡口的最大宽度，且不大于3mm）；其表面质量不能有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。
1.3.2所有焊缝在外观全方位检查合格后，采用100%超声波和射线检测。焊缝超声波探伤验测结果应符合《承压设备无损检测》JB47301-2005的要求，Ⅰ级为合格。射线照相验测结果应符合《承压设备无损检测》JB47301-2005的要求，Ⅱ级为合格。
1.3.3对于氢气管道，焊接工艺必须能够保证焊缝及热影响区的最大硬度不能超过22HRC（等同于248HV或250HB），每天作业的第一条和最后一条焊缝及各自的热影响区以及占总数5%的焊缝及各自的热影响区需进行硬度检测。
2.穿越施工
2.1定向钻施工
根据所铺设管道的设计要求及技术交底情况，本段管线定向穿越导向孔轨迹设计主要考虑以下几方面的因素：
管线穿越段需选择有利于成孔的地层，并对穿越管线防腐层起保护作用；导向孔设计轨迹满足所铺设管材曲率半径的要求；穿越管线两端埋深情况。
综合以上几方面的因素，结合定向穿越的技术要求和特点，设计的导向孔轨迹及说明见图1：
本次施工采用无线控向的方法，导向孔的施工主要依据设计轨迹。它采用导向钻头内的探头盒发射一定频率的电磁波传到地表。地面导向仪收到信号，使用它可以随时测出钻头地下位置、深度、顶角、钻具面向角等基本参数。导向仪是导向钻进的眼睛，它能使操作人员及时、精确地掌握钻进情况，随时调整钻进参数，并做好详细记录，确保钻机按预定的轨迹完成导向孔，从而达到准确铺管的目的。
2.2造斜段钻进
造斜钻进，就是充分利用导向钻头的造斜原理，使钻孔实际轨迹尽可能接近钻孔设计轨迹。实际中不可避免地会发生偏离设计轨迹情况，一般采用以深度控制为主，顶角控制为辅的方法纠正钻孔偏差。造斜的目的是使钻机达到造斜终点时其坡度和倾斜度均符合设计钻孔轨迹的要求。
2.3回拉扩孔施工
本工程扩孔采取回拉分级扩孔方式，根据扩孔的最终孔径和地质条件，穿越铺设DN300mm钢管扩孔级次为：φ380mm、φ480mm。扩孔过程中，要求钻机操作人员必须掌握孔内钻具的动态状况，认真观察仪表所反映的回转力参数值，对扩孔中出现的异常情况一定要分析其原因，以免碰到地下管线或不明障碍物，在未查明原因之前，不得强行施工并及时上报。 2.4拉管
当待拖管焊接、焊口测试、防腐及试压合格后，在待拖端部焊接特制的拖管帽，以便与拖管钻头连接。将待拖管沿管线中心线位置顺直，在出土点端向后开挖约10m长的沟槽，便于管头与拖管钻头连接且宜入孔，用聚乙烯塑料袋装上松软泥土或膨润土放置在待拖管底部，并用水或泥浆润湿，以便保护待拖管道防腐层不被刮坏，并减小拉管摩擦力，有利于拖管。
2.5施工中遇到的相关问题
2.5.1卡钻的出现及解决方法
在施工钻进过程中出现了卡钻的现象。经监理与施工单位共同分析，发现卡钻是因为穿越砾石导致的，因此监理及时要求施工单位调整泥浆配比，使用最大泥浆泵排量，与挖掘机配合，将钻杆撤出卡钻区。总结卡钻出现的原因，在遇到同样地质情况时提前调整泥浆配比，使用进口澎润土，增加泥浆切力与粘度或使用扭矩大、推力大的钻机及相匹配的钻头，完成导向孔的钻进。
2.5.2托管时出现拖不动的情况及解决办法
拖管途中出现管道拖不动的现场，监理在现场与施工单位共同协作，建议施工单位使用性能更加优良的膨润土等添加剂，并将钻机移到管道入地端，与挖掘机配合，使拖力达到原来拖力的两倍，将管道成功拖出地面。总结拖不动的原因，审查各个工程环节及相关保障措施，并加以改善，更好的完成穿越任务。
3.结束语
历经20个月，**工业管道工业气体管网工程完成了一期工程的建设，在此过程中无论是技术难点还是施工条件障碍我们都一一克服，在克服困难的过程中，本人积累了关于管道焊接、管道定向穿越及脱脂处理的理论知识及实践经验，对于今后开展类似工程的监理工作是受益匪浅的。我会继续发扬刻苦钻研、努力思考的工作作风，认真研读规范标准，确保今后所监理的工程质量合格、规范达标。
参考文献：
[1]《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071-93
[2]《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
[3]《输油輸气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98
[4]《脱脂工程施工及验收规范》HG20202-2000
[5]《承压设备无损检测》JB47301-2005
[6]《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88