淺析長輸管道常用焊接工藝

新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邊文亮

1 長輸管道的焊接特點(diǎn)及焊接要求

長輸管道線路長、跨度大，自然條件變化大，焊接施工作業(yè)條件相對較差，焊接質(zhì)量受環(huán)境因素影響比較大。長輸管道焊接自動化應(yīng)用程度要比在工廠內(nèi)焊接低得多，在野外作業(yè)焊接質(zhì)量受焊接操作工的熟練程度和經(jīng)驗(yàn)影響程度比較大。針對長輸管道焊接施工的特殊性，選用焊接方法考慮到以下幾個因素：（1）所選焊接工藝方法必須能夠進(jìn)行全位置焊接（橫、平、立、仰），以便能夠完成整個環(huán)焊縫的焊接；（2）所選焊接工藝對外界各種不利氣候因素都能表現(xiàn)出有較大的適應(yīng)性；（3）焊接施工時效率高、速度快；（4）焊接接頭質(zhì)量應(yīng)有保障，質(zhì)量較高。

2 國內(nèi)外長輸管道常見焊接工藝

目前國內(nèi)外長輸管道常見焊接工藝中主要分為手工焊、半自動焊和自動焊三大類。焊接材料的選擇是長輸管道焊接要考慮的一個重要方面，主要包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體。

2.1 手工焊

手工焊中常見的焊接工藝主要有：纖維素焊條上向根焊＋低氫焊條上向焊；低氫焊條上向焊；纖維素焊條下向根焊、熱焊＋低氫焊條下向填充蓋面焊；低氫焊條上向根焊＋低氫焊條下向填充蓋面焊等。

手工焊只有少部分人掌握，新工藝培訓(xùn)周期稍長，不容易學(xué)會。其施工效率一般比較慢，焊接X65級以上鋼管時預(yù)熱溫度比較高，手工焊無損檢測情況主要表現(xiàn)為夾渣、氣孔缺欠幾率高，合格率都在80%～85%左右。手工焊工藝力學(xué)性能較一般，個別力學(xué)性能較優(yōu)，手工焊主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為設(shè)備基本不出現(xiàn)故障，低溫環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)常適用于連頭、返修、干線以及特殊地段。

2.2 半自動焊

半自動焊常見的焊接工藝主要有：纖維素焊條下向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊；美國LincolnSTT－II型焊機(jī)STT（表面張力過渡）技術(shù)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲半自動下向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊；美國米勒PipePro 450焊機(jī)RMD（短弧控制）技術(shù)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲半自動下向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊；美國米勒PipePro 450焊機(jī)RMD（短弧控制）技術(shù)氣體保護(hù)金屬粉芯焊絲半自動下向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊；低氫焊條上向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊；美國CRC IWM內(nèi)焊機(jī)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲下向根焊＋自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向熱焊、填充蓋面焊等。

半自動焊被絕大部分焊工掌握，技術(shù)水平高，施工效率較高，新工藝培訓(xùn)周期在一個月左右，比較容易學(xué)會。半自動焊在X65級以上鋼管焊接時，需要預(yù)熱溫度適中，其力學(xué)性能較好，但低溫韌性離散性大，厚壁管焊接時接頭含氫量高；接頭斷面主要表現(xiàn)為脆性斷口。半自動焊無損檢測情況主要表現(xiàn)為夾渣、氣孔、未熔合缺欠幾率低，合格率高達(dá)95%以上。半自動焊設(shè)備基本不出現(xiàn)故障，低溫環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，適用于干線以及特殊地段。

2.3 自動焊

自動焊常見的焊接工藝主要有：美國LincolnSTTII型焊機(jī)STT（表面張力過渡）技術(shù)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲半自動下向根焊＋PAW2000氣體保護(hù)實(shí)心焊絲自動下向熱焊、填充蓋面焊；美國米勒PipePro 450焊機(jī)RMD（短弧控制）技術(shù)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲半自動下向根焊＋PAW2000焊機(jī)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲自動上向填充蓋面焊；美國米勒PipePro 450焊機(jī)RMD（短弧控制）技術(shù)氣體保護(hù)金屬粉芯焊絲半自動下向根焊＋PAW2000焊機(jī)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲自動上向填充蓋面焊；美國CRC IWM內(nèi)焊機(jī)氣體保護(hù)下向根焊＋CRC P260焊機(jī)氣體保護(hù)下向熱焊＋CRC P600焊機(jī)氣體保護(hù)下向填充蓋面焊；意大利PWT CWS.02NRT焊機(jī)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲自動下向根焊＋加拿大RMS MOW－1焊機(jī)氣體保護(hù)實(shí)心焊絲自動下向熱焊、填充蓋面焊等。

自動焊在國內(nèi)目前掌握程度：只有部分焊工掌握根焊技術(shù)，技術(shù)水平尚可；大多數(shù)焊工掌握填充蓋面技術(shù)，水平較高。新工藝培訓(xùn)周期短，較容易學(xué)會。自動焊施工效率較高，X65級以上鋼管焊接時需要預(yù)熱溫度適中，外觀成形較好，無損檢測情況主要表現(xiàn)為根焊氣孔缺欠幾率較高，填充蓋面夾渣、氣孔、未熔合缺欠幾率較低，合格率85%以上。自動焊力學(xué)性能較好，但低溫韌性離散性大，厚壁管焊接時接頭含氫量高；接頭斷面主要表現(xiàn)為脆性斷口。填充蓋面設(shè)備基本不出現(xiàn)故障，低溫環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。RMD設(shè)備低溫環(huán)境下運(yùn)行情況尚不明確，同樣適用于干線以及特殊地段。

3 結(jié)語

隨著長輸管道日趨高鋼級化、大口徑化、厚壁化，自動焊亟待開發(fā)的潛力越來越大，但受制于國內(nèi)在自動焊各方面的技術(shù)還不成熟，依舊需要對國外先進(jìn)焊接技術(shù)的不斷引進(jìn)，開發(fā)和研制適合于我國管道建設(shè)特點(diǎn)的長輸管線自動焊接技術(shù)和設(shè)備，提高國內(nèi)長輸管道焊接水平。