管线焊缝缺陷处理方法
阅读：228发布：2020-05-30
专利汇可以提供管线焊缝缺陷处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出一种管线 焊缝 缺陷 处理方法，包括以下步骤：步骤1： 对焊 缝进行无损探伤；步骤2：根据缺陷的 位置 为焊缝内部或外表面处的缺陷还是焊缝根部的缺陷，确定形成的坡口的形式；步骤3：根据所形成的坡口的形成确定 焊接 方法，对焊缝进行焊接；步骤4：焊接完成后，对焊接接头进行焊后 热处理 。采用本发明的方法可以对质材上的焊缝缺陷进行直接焊接返修，可不必追求100%的一次焊接合格率，降低了过程控制要求，且可免除热处理前的探伤工作，并在发生缺陷后避免更换管件，这将大大的降低生产成本。，下面是管线焊缝缺陷处理方法专利的具体信息内容。
1.一种管线焊缝缺陷处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对焊缝进行无损探伤，采取伽玛射线探伤与磁粉探伤结合的形式进行无损探伤；
步骤2：根据缺陷为焊缝内部或外表面处的缺陷还是焊缝根部的缺陷，确定形成的坡口的形式，于步骤2中，若缺陷为焊缝内部或外表面处的缺陷，从缺陷两端外至少10mm处进行缺陷的去除，根部半径R不小于5mm，坡口角度为45-60°，焊缝起始点具备1：3的坡度，且长度不小于50mm；若缺陷为焊缝根部的缺陷，对于焊缝根部的缺陷使用机加工手段将焊口切开，然后加工坡口面，坡口根部间隙为1-4mm，根部钝边为0-1mm，坡口宽度为0.7-1.5倍的管道壁厚；
步骤3：根据所形成的坡口的形成确定焊接方法，对焊缝进行焊接，对于焊缝内部或外表面的缺陷形成的坡口，采用SMAW进行焊接，焊接时的主要焊接参数为：手工焊条电弧焊：电流110-150A，电压19-25V，线能量10-30KJ/cm；盖面时SMAW：电流110-130A，电压
19-25V，线能量10-30KJ/cm；对于焊缝根部的缺陷所形成的坡口，采用GTAW+SMAW组合方式进行焊接，首先使用GTAW打底，然后使用GTAW填充至6-8mm厚度，再使用SMAW填充和盖面，焊接时的主要焊接参数为：手工氩弧电弧焊打底：电流135-145A，电压11-13V，氩气流量10-25L/min，线能量11-23KJ/cm；手工电弧焊填充：电流110-130A，电压20-25V，线能量
10-25KJ/cm；手工电弧焊盖面：电流110-120A，电压20-25V，线能量10-20KJ/cm；焊道宽度不超过焊条的2.5倍，并且焊道厚度不超过4mm；焊接的预热温度和层间温度不低于150℃，且不高于250℃；
步骤4：焊接完成后，对焊接接头进行焊后热处理，焊后热处理的温度为630-640℃之间，保温时间为1-3小时。
2.根据权利要求1所述的管线焊缝缺陷处理方法，其特征在于，所述管线材料的化学成分按重量百分比计为：C：≤0.35，Mn：≤1.05，P：≤0.04，S：≤0.04，Si：≤1.00，Cr：≤2.75，Mo：≤1.50,V≤0.30，机械性能要求为：抗拉强度：≥620MPa，屈服强度：
≥415MPa，伸长率：≥17％，断面收缩率：≥35％，硬度HRC：≤22，冲击韧性：-30℃下最小
42J。
3.根据权利要求1所述的管线焊缝缺陷处理方法，其特征在于，焊材直接选用原焊道使用的焊接材料。
4.根据权利要求1所述的管线焊缝缺陷处理方法，其特征在于，所述预热采用电加热法，加热至温度为250-300℃，然后冷却至工艺规定的预热温度。
5.根据权利要求1所述的管线焊缝缺陷处理方法，其特征在于，于步骤4中，焊接完毕后，使用保温棉覆盖焊接接头使之缓慢冷却至室温，然后对完成的焊接接头进行焊后热处理。
管线焊缝缺陷处理方法
技术领域
背景技术
[0002] 目前，石油界对海洋油气的投资越来越大，特别是深海与寒冷海域石油的勘探开发的重要性和战略地位越来越受到业界关注。钻井装置是海洋钻井平台的核心装置，对于深水以及超深水海洋钻井平台，由于作业水深与钻井深度的要求，与泥浆/水泥/节流/压井/井控等系统有关的高压管道必须采用超高强钢管才能满足使用要求。其中，超深水（Ultra-Depth Water，简称UDW）和超深井钻井(Ultra-Depth Drilling，简称UDD)是近十余年来海洋石油钻井不断向深水和深地层钻井而形成、用以界别普通深水和普通钻井井深区别的概念。一般以≥400m-≤1500m为深水，≥1500m（或5,000ft）为超深水(UDW）；一般钻井深度能力≥15,000ft(即4,500m)-≤25,000ft(即7,620m)为深井钻井；≥25,000ft(即≥7,620m)为超深井钻井（UDD)。
[0003] 该类管线在使用中主要具有以下特点：（1）主要用于高压泥浆和水泥的输送，为钻井系统的主要管线，一旦失效将可能导致钻井作业的停止，造成巨大的经济损失；（2）此类管线设计压力最低的为7500PSI（52MPa），其中过半管道达到15000PSI（103MPa），属于超高压管线范畴，且位置处于平台的中心区域，一旦发生断裂将造成重大灾难；（3）该类平台的设计年限一般至少为25年，投产后将在深海长期服役，对此类管线虽然有非常严格的定期检查制度，但能够进行维护和维修的机会很少。
[0004] 使用过程中，此类管线必须保证以下基本要求，焊接接头的整体性能也必须满足这些要求：（1）由于承受着超高压力，因此必须保证材料具有满足要求的最低屈服强度与抗拉强度；（2）运行过程中有可能承受周期性动载荷并承受水锤冲击，因此必须保证其优良的断裂力学性能；（3）因此输送介质具有腐蚀性，因此必须具有抗H2S腐蚀的性能；（4）工作于北海海域的平台需要在寒冷环境作业，这部分平台一般设计工作温度至少为-20℃，因此这部分高压管线必须具有优良的低温冲击韧性。
[0005] 相对于其他的船舶与海洋工程管线的安装焊接，该类管线在安装焊接过程中主要具有以下特点：（1）焊接位置多变，特别是在现场焊接过程中，涉及所有可能发生的焊接位置，这其中包括在各种障碍情况下的焊接；（2）焊接环境多变，有可能需要在-20℃的寒冷冬季环境下进行焊接，有可能需要高空作业；（3）由于所焊接的母材为超高强调质钢，同时壁厚较厚，因此焊缝的断裂倾向较大；（4）该部分管线的焊接与检验要求在所有项目的技术规格书与行业规范中，这包括ASME、API、NORSOK等标准在内的多项国际行业标准的要求，均按照最高等级要求对待，需要进行100%的伽玛射线探伤与磁粉探伤，并以最高质量等级或超出最高质量等级的标准来进行焊缝质量的评定。
[0006] 对于此类管线，由于其使用工况，机械性能要求，装配与焊接条件的苛刻，为保证一次焊接合格率，可通过严格的整体控制方案来达到目的，但这并不意味着没有超标缺陷发生的可能性，同时严格的控制也意味着较高的生产成本。如在发现缺陷后进行更换管件的话，成本将会很高。
[0007] 对含有缺陷的焊缝如果不更换管件，而是进行焊接返修，将与首次焊接并进行热处理有明显的不同：（1）焊接接头处已经经过一次热处理，再次进行热处理容易导致机械性能不能满足标准要求，例如母材强度的降低；（2）如对焊缝进行局部返修，返修处的焊缝处于强拘束的状况，发生裂纹的几率增加。因此，船东/业主一般不愿意接受此类管线发生返修，特别是热处理后的返修，这意味着需要对该类管线的装焊附加更多控制条件，例如：假设船东/业主允许热处理前的返修，则需在热处理前进行一次伽玛探伤以提前发现焊接导致的缺陷，对于海洋工程建造，这意味着增加至少一倍的半径50米内的因伽玛探伤导致的整体停工时间。
[0008] 综上所述，此类管线在使用过程中必须保证绝对的安全性，又必须满足最严格的质量要求，对焊接过程控制要求很高。但由于需要满足较多的要求，这就对焊接返修的施工工艺，焊接过程质量控制与评价提出了非常高的要求，目前此类工程实践成功经验非常缺乏。
发明内容
[0009] 本发明提出一种高压管线焊缝缺陷处理方法，以解决现有技术高压管线出现焊缝缺陷时不适于进行焊接返修的问题。
[0010] 为实现上述目的，本发明提出一种管线焊缝缺陷处理方法，包括以下步骤：
[0011] 步骤1：对焊缝进行无损探伤；
[0012] 步骤2：根据缺陷的位置为焊缝内部或外表面处的缺陷还是焊缝根部的缺陷，确定形成的坡口的形式；
[0013] 步骤3：根据所形成的坡口的形成确定焊接方法，对焊缝进行焊接；
[0014] 步骤4：焊接完成后，对焊接接头进行悍后热处理。
[0015] 其中，所述管线材料的化学成分按重量（％）计为：C：≤0.35，Mn：≤1.05，P：≤0.04，S：≤0.04，Si：≤1.00，Cr：≤2.75，Mo：≤1.50,V≤0.30，调质状态下机械性能要求为：抗拉强度：≥620MPa，屈服强度：≥415MPa，伸长率：≥17%，断面收缩率：≥35%，硬度(HRC)：≤22，冲击韧性：-30℃下最小42J。
[0016] 其中，所述焊缝材料的化学成分按重量（％）计为：C：≤0.35，Mn：≤1.05，P：≤0.04，S：≤0.04，Si：≤1.00，Cr：≤2.75，Mo：≤1.50,V≤0.30，调质状态下机械性能要求为：抗拉强度：≥620MPa，屈服强度：≥415MPa，伸长率：≥17%，断面收缩率：≥35%，硬度(HRC)：≤22，冲击韧性：-30℃下最小42J。
[0017] 其中，于步骤1中，采取伽玛射线探伤与磁粉探伤结合的形式进行无损探伤。
[0018] 其中，于步骤2中，若缺陷位置为焊缝内部或外表面处的缺陷，从缺陷两端外至少10mm处进行缺陷的去除，根部半径R不小于5mm，坡口角度为45-60°，焊缝起始点具备1：
3的坡度，且长度不小于50mm；若缺陷位置为焊缝根部的缺陷，坡口根部间隙为1-4mm，根部钝边为0-1mm，坡口宽度为0.7-1.5倍的管道壁厚。
3的坡度，且长度不小于50mm；若缺陷位置为焊缝根部的缺陷，坡口根部间隙为1-4mm，根部钝边为0-1mm，坡口宽度为0.7-1.5倍的管道壁厚。
[0019] 其中，对于焊缝根部的缺陷使用机加工手段将焊口切开，然后将管线取下后加工坡口面，缺陷去除后导致的尺寸不足使用手工氩弧焊进行堆焊。
[0020] 其中，于步骤3中，对于焊缝内部或外表面的缺陷形成的坡口，采用SMAW进行焊接；对于焊缝根部的缺陷所形成的坡口，采用GTAW+SMAW组合方式进行焊接，首先使用GTAW打底，然后使用GTAW填充至6-8mm厚度，再使用SMAW填充和盖面。
[0021] 其中，于步骤3中，焊接时的主要焊接参数为：手工焊条电弧焊：电流110-150A，电压19-25V，线能量10-30KJ/cm；盖面时SMAW：电流110-130A，电压19-25V，线能量10-30KJ/cm；手工氩弧电弧焊：电流130-150A，电压10-15V，氩气流量10-15/min，线能量11-23KJ/cm。
[0022] 其中，于步骤3中，焊道宽度不超过焊条的2.5倍，并且焊道厚度不超过4mm。
[0023] 其中，于步骤3中，焊接的预热温度和层间温度不低于150℃，且不高于250℃。
[0024] 其中，所述预热采用电加热法，加热至温度为250-300℃，然后冷却至工艺规定的预热温度。
[0026] 其中，于步骤4中，焊后热处理的温度为630-670℃之间，保温时间为1-3小时。
[0027] 其中，于步骤3中，选用的焊接材料为原焊接工艺使用的焊接材料。
[0028] 而且，本发明提出了经上述的管线焊缝缺陷处理方法处理后所得到管线。
[0029] 而且，本发明提出了包括上述的管线的钻机。
[0030] 而且，本发明提出了上述的钻机在深水/超深水海洋中的应用。
[0031] 发明效果：
[0032] 采用本发明的方法可以对质材上的焊缝缺陷进行直接焊接返修，可不必追求100%的一次焊接合格率，降低了过程控制要求，且可免除热处理前的探伤工作，并在发生缺陷后避免更换管件，这将大大的降低生产成本。附图说明
[0033] 图1a至图1b为本发明中非根部缺陷去除后形成坡口的坡口角度与根部半径要求示意图；
[0034] 图1c为本发明中非根部缺陷去除后形成的坡口焊缝起始点坡度要求及返修焊缝长度要求的示意图；
[0036] 图3a为本发明实施例1中发生缺陷的位置示意图；
[0037] 图3b为本发明实施例1中返修坡口示意图；
[0038] 图4为本发明实施例1中使用3道焊道进行盖面的示意图；
[0039] 图5为本发明实施例1中悍后热处理曲线图；
[0040] 图6为本发明实施例2的焊接返修坡口示意图；
[0041] 图7为本发明焊缝处理方法的步骤流程图。
[0042] 其中，附图标记：
[0043] 10：原焊层 20：堆焊层
具体实施方式
[0044] 本发明提供了一种管线焊缝缺陷处理方法，该方法适用于管线出现焊缝时的返修处理，尤其适用于高压管线的焊缝缺陷处理，特别适用于海洋钻机高压管线的焊缝缺陷处理，更特别适用于海洋深水/超深水环境的钻机高压管线的焊缝缺陷处理。其用于高强度/超高强度管线的焊缝缺陷整体返修方案，其形成的焊接接头机械性能满足所有行业规范的要求并留有一定的安全裕度，并在焊接施工过程中具有较好的操作性。
[0045] 其中，对于高强度/超高强度国内外尚无统一的定义和分类方法，一般采取按照强度划分和按照强化机理划分。按强度划分可分为高强钢和超高强钢：1.按抗拉强度划分：高强钢：TS≥340MPa（冷轧）；TS≥370MPa（热轧及酸洗）超高强钢：TS＞590MPa；2.按屈服强度划分：高强钢：YS≥210MPa，超高强钢：YS＞550MP，所使用钢管强度在超高强度范围内，但是也适用于高强钢管（部分规范中最低强度要求低于此限）。
[0046] 而对于高压与超高压管线的定义各国定义不一样：在国际通用的工艺管线标准ASME B31.3中有如下定义：This Chapter pertains to piping designatedby the owner as being in High Pressure Fluid Service.Its requirements are to be applied in full to piping so designated.High pressure is considered herein to be pressure in excess of that allowed by the ASMEB16.5 Class 2500 rating for the specified design temperature and material group.However,there are no specified pressure limitations for the application of these rules.也就是说，常温下在输送无害流体介质的情况下压力在20Mpa以上即可定义为高压管线。在我国特种设备规范TSG D3001中，对于工业管线，任何流体只要超过10Mpa即定义为最高级别。
[0047] 本发明采用以下技术方案：
[0048] 本发明提出一种管线的焊缝缺陷处理方法，尤其是适用于深水/超深水海洋钻机使用的超高强管线的焊缝缺陷的处理方法、返修工艺，图7为本发明焊缝处理方法的步骤流程图，如图7所示，该工艺包括：
[0049] 步骤1：对焊缝进行无损探伤；
[0050] 步骤2：根据缺陷的位置为焊缝内部或外表面处的缺陷还是焊缝根部的缺陷，确定形成的坡口的形式；
[0051] 步骤3：根据所形成的坡口的形成确定焊接方法，对焊缝进行焊接；
[0052] 步骤4：焊接完成后，对焊接接头进行悍后热处理。
[0053] 具体而言:
[0054] 需进行返修操作的管线材料具有以下特点：化学成分范围为（％）：C：≤0.35，Mn：≤1.05，P：≤0.04，S：≤0.04，Si：≤1.00，Cr：≤2.75，Mo：≤1.50,V≤0.30。典型的机械性能要求为：抗拉强度：最小620MPa，屈服强度：最小415MPa，伸长率：最小17%，断面收缩率：最小35%，硬度(HRC)：最高22，冲击韧性最高要求：-30℃下最小42J（实际上这是比较高的一个要求，适用于较为严酷的海域，例如挪威海域；如果是较低的要求也一样可以达到，具体根据设计工况而定）。对于已形成的焊缝也需要满足以上要求。同时，由于该类管线焊接工艺的特点，焊接接头处的母材与焊缝已经过一次符合热处理工艺要求的热处理。
其中，HR为洛氏硬度，HRC是采用150Kg载荷和金刚石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火钢等.其测量方法是，在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入待试材料的表面，产生凹痕，根据载荷解除后的凹痕深度，利用洛氏硬度计算公式HR=（K-H）/C便可以计算出洛氏硬度。洛氏硬度值显示在硬度计的表盘上，可以直接读取。使用HRC描述更简约和专业一些。
其中，HR为洛氏硬度，HRC是采用150Kg载荷和金刚石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火钢等.其测量方法是，在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入待试材料的表面，产生凹痕，根据载荷解除后的凹痕深度，利用洛氏硬度计算公式HR=（K-H）/C便可以计算出洛氏硬度。洛氏硬度值显示在硬度计的表盘上，可以直接读取。使用HRC描述更简约和专业一些。
[0055] 在返修前，于步骤1中，进行有效的无损探伤，一般采取伽玛射线探伤与磁粉探伤结合的形式进行，以准确的确定缺陷的位置、范围以及种类，并确保返修前将缺陷完全去除。
[0056] 于步骤2中，坡口形式：根据缺陷的位置，可能形成如下两种坡口：1、焊缝内部或外表面处的缺陷，针对此种缺陷，所形成的坡口形式为：从缺陷两端外至少10mm处进行缺陷的去除，根部半径R不小于5mm(如图1a及图1b)，坡口角度α为45-60°（如图1a）或45－55°（如图1b）。焊缝起始点应具备a:b为1：3的坡度，且长度a1不小于50mm(如图
1c)。2、焊缝根部的缺陷，针对此种缺陷，如图2所示，所形成的坡口形式为：对坡口面角度没有限制，但要求坡口根部间隙a3为1-4mm，根部钝边a4为0-1mm，坡口宽度a2为0.7-1.5倍的管道壁厚a5。
1c)。2、焊缝根部的缺陷，针对此种缺陷，如图2所示，所形成的坡口形式为：对坡口面角度没有限制，但要求坡口根部间隙a3为1-4mm，根部钝边a4为0-1mm，坡口宽度a2为0.7-1.5倍的管道壁厚a5。
[0057] 其中，对于根部缺陷可使用机加工手段将焊口切开，然后将管件取下后加工坡口面。缺陷去除后导致的尺寸不足使用手工氩弧焊进行堆焊，堆焊厚度应至少超过目标厚度3mm，然后使用打磨等机加工手段将坡口面加工至要求的尺寸。
[0058] 并且，于步骤3中，选用的焊接方法根据所形成的坡口而定：对于第一种缺陷所形成的坡口1，选用手工电弧焊（SMAW）进行焊接，对于第二种缺陷所形成的坡口2，选用GTAW+SMAW组合：首先使用氩弧焊（GTAW）打底，然后，使用GTAW填充至6-8mm厚度，再使用SMAW填充和盖面。
[0059] 其中，选用的焊接材料为原焊接工艺使用的焊接材料，优先使用直径较小的焊条。焊道宽度不超过焊条的2.5倍，并且焊道厚度不超过4mm。盖面层的焊道布置应确保焊接至少三道焊缝，中间应有一道回火焊道。
[0060] 其中，于步骤3中，焊接时的主要焊接参数如下：手工焊条电弧焊：电流110-150A，电压19-25V，线能量10-30KJ/cm；盖面时SMAW：电流110-130A，电压19-25V，线能量10-30KJ/cm。手工氩弧电弧焊：电流130-150A，电压10-15V，氩气流量10-15/min，线能量
11-23KJ/cm。
11-23KJ/cm。
[0061] 其中，焊接中采用以下预热温度和层间温度：温度不低于150°C，且不高于250°C，随着壁厚的增加（例如，壁厚在40mm时）或拘束的增强应将预热温度提高至最低
230°C。预热采用电加热法，加热至温度为250-300℃，然后冷却至工艺规定的预热温度。
加热带的宽度以对口中心线为基准，两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm。
230°C。预热采用电加热法，加热至温度为250-300℃，然后冷却至工艺规定的预热温度。
加热带的宽度以对口中心线为基准，两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm。
[0062] 其中，于步骤4中，焊接完毕后，使用保温棉覆盖焊接接头使之缓慢冷却至室温。然后及时对完成的焊接接头进行焊后热处理。焊后热处理温度630-670℃，保温时间为1-3小时。
[0063] 并且，较佳地，采用绳状加热器并合理布置加热区域，壁厚较大的部件加热区应适当扩大，同时还应保证薄壁部件不能过热。
[0064] 此返修方法适用于焊接接头首次进行热处理前与热处理后的返修，但对已经过热处理后的焊接接头，只允许进行1次。
[0065] 而且，本发明提出了经上述的管线焊缝缺陷处理方法处理后所得到管线。
[0066] 而且，本发明提出了包括上述的管线的钻机。
[0067] 而且，本发明提出了上述的钻机在深水/超深水海洋中的应用。
[0068] 实施例
[0069] 以下结合实例和实践案例对本发明做进一步详细说明，以便于本领域技术人员更好地理解本发明，然其并非对本发明保护范围的限制。
[0070] 实施例1：
[0071] 某一超深水半潜式钻井平台使用的高压泥浆管线为ASTM A519Gr.4130的材料，供货状态通常为调质，ASTM规范规定的化学成分范围与机械性能要求见表1和表2。
[0072] 表1ASTM A519Gr.4130的化学成分范围（％）
[0073]钢级 C Mn Cr Mo P S Si
ASTM A519Gr.4130 0.28-0.33 0.40-0.60 0.80-1.10 0.15-0.25 ≤0.04 ≤0.04 0.15-0.35[0074] 表2ASTM A519Gr.4130的典型机械性能
ASTM A519Gr.4130 0.28-0.33 0.40-0.60 0.80-1.10 0.15-0.25 ≤0.04 ≤0.04 0.15-0.35[0074] 表2ASTM A519Gr.4130的典型机械性能
[0075]钢级 状态 抗拉(MPa) 屈服(MPa) 伸长率(%)
ASTM A519Gr.4130 调质 724 586 20%
ASTM A519Gr.4130 调质 724 586 20%
[0076] 根据海洋平台建造规范要求，需要附加冲击韧性要求，由于所建造的平台将在挪威北海区域服役，需要满足NORSOK规范的要求，所以附加的冲击韧性要求定为-30℃下最小42J。根据NACE规范，在材料硬度方面附加要求为最高22HR。
[0077] 初始焊缝焊接材料选用瑞典伊萨（Esab）的OK Tigrod 13.26和Filarc118，对应的美国焊接协会（AWS）等级分别为：ER80S-Ni1和E11018-M，GTAW的焊接保护气体采用纯氩。在对焊缝缺陷进行修复时，仍使用这两种焊接材料。其化学成分与机械性能如下表3和表4所示：
[0078] 表3焊材的主要化学成分含量（％）
[0079]焊材牌号 C Si Mn Ni Mo P S Cu
OK Tigrod 13.26 0.11 0.81 1.38 0.88 - 0.022 0.009 0.48
Filarc118 0.053 0.38 1.78 2.2 0.42 0.012 0.008 0.02
OK Tigrod 13.26 0.11 0.81 1.38 0.88 - 0.022 0.009 0.48
Filarc118 0.053 0.38 1.78 2.2 0.42 0.012 0.008 0.02
[0080] 表4焊材的典型机械性能
[0081]焊材牌号 抗拉(MPa) 屈服(MPa) 冲击性能(J) 伸长率(%)
OK Tigrod 13.26 480 580 -40℃，60 30
Filarc 118 720 780 -51℃，90 23
OK Tigrod 13.26 480 580 -40℃，60 30
Filarc 118 720 780 -51℃，90 23
[0082] 对该缺陷进行去除后形成的坡口如图3a及图3b所示：在141.3mm×31.75mm的管道焊接完成后，发现存在超标气孔100，该超标气孔100的深度a6约为15mm(如图3a)，所形成的坡口根部半径R不小于5mm，坡口角度α为45-60°，坡口根部深度a7约为20mm(如图3b所示)。
[0083] 焊接时的主要焊接参数如下：
[0084] 表5焊接参数
[0085]
[0086] 焊接中使用较高的预热和层间温度，温度不低于150℃，随着壁厚的增加或拘束的增强应将预热温度提高至最低230℃。
[0087] 手工电弧焊焊接过程中，需注意以下几点：焊接各层(道)焊缝表面应尽量平滑，易于脱渣，减少凸形焊缝的扫磨量，更好的控制下层焊接的间断时间，降低了焊缝缺陷的产生。各层(道)焊缝在接头前应将收弧处打磨成缓坡状，在接头部位的前端引燃电弧，回拉至接头处进行正常焊接，盖面时焊接速度稍慢，作横向摆动运条，焊条快速运至坡口边稍作停顿，使焊缝光滑。焊道宽度不超过焊条的2.5倍，并且焊道厚度不超过4mm。盖面层的焊道布置应确保焊接至少三道焊缝，中间应有一道回火焊道。图4为使用3道焊道进行盖面的情形，其盖面焊道的顺序如图4所示。并且，焊接后使用打磨去除余高。
[0088] 在焊接完成之后，尽快进行焊后热处理。例如，对规格为139.7mm×18.26mm的管道，焊后热处理温度650±10℃，保温时间约90分钟。其中，T1为不受控升温，T2为受控升温，T3为保温，T4为受控降温，T5为自然降温。热处理曲线如图5所示。
[0089] 实施例2：
[0090] 管道材料，焊接材料，首次焊接与热处理情况与实施例1相同
[0091] 图6为本发明实施例2的焊接返修坡口示意图，如图6所示，在141.3mm×31.75mm的管道焊接完成后，发现根部成形不良，已经超过标准要求深度约为15mm。对该缺陷进行去除后，坡口根部间隙a3为1-4mm，根部钝边a4为0-1mm，坡口角度α为50°,并在焊缝侧原焊层10上进行堆焊，然后将堆焊层20打磨掉约2mm，并确保装配后坡口满足规定要求：
[0092] 堆焊时参数如表6所示：
[0093] 表6堆焊焊接参数
[0094]
[0095] 焊接与热处理时的主要焊接参数如表7所示，及其他过程控制注意事项与实施例1相同。
[0096] 表7焊接参数
[0097]
[0098]
[0099] 本发明的有益效果：
[0100] 对焊接返修时坡口形式的处理，使其可以根据实际情况灵活处理，更好的保证其可操作性。
[0101] 焊材直接选用原焊道使用的焊接材料，优化了焊接工艺参数，特别是增加了对焊道顺序的要求，可在一定程度上降低焊接时的裂纹倾向并有提升接头性能的可能。
[0102] 优化的热处理参数，可保证在经受二次热处理后的焊接接头的力学性仍能满足设计要求，这包括受热处理影响区域的母材及其括金属组织的强度、冲击韧性、硬度的整体保证。例如：对于ASTM A519Gr.4130材质的管线，可保证焊接接头的机械性能达到如下标准：抗拉强度：≥620MPa，屈服强度：≥415MPa，冲击韧性：-30℃下最小42J，硬度(HRC)：≤22。
[0103] 此类管线常规的焊接方案由于不允许热处理后进行返修，需要在热处理前进行一次伽玛射线探伤以发现焊接导致的缺陷并在热处理前进行返修，采用此方案后，则可以取消热处理前的伽玛探伤，缩短了生产周期，并同时减少了对工作区域附近其他专业的影响。
[0104] 对于在热处理后发现的焊缝缺陷，直接使用焊接对焊缝缺陷进行返修，而不是更换管件，由切割掉问题管段并焊接两道焊口变为仅进行局部返修，大大减少了材料成本与人力成本，并减少了影响范围。
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