長(zhǎng)輸油氣管道焊接工藝及施工過(guò)程中應(yīng)用分析

姜海峰

(大慶油田工程建設(shè)有限公司安裝公司， 黑龍江 大慶 163416)

長(zhǎng)輸油氣管道焊接工藝及施工過(guò)程中應(yīng)用分析

姜海峰

(大慶油田工程建設(shè)有限公司安裝公司， 黑龍江 大慶 163416)

長(zhǎng)輸管道焊接工藝影響管道制造質(zhì)量和長(zhǎng)期運(yùn)行安全,在管道施工過(guò)程中要根據(jù)具體情況選擇合理的焊接方法，以達(dá)到最佳焊接效果。文中分析了現(xiàn)場(chǎng)施工條件和管材對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接效果的影響，介紹了手工焊接、半自動(dòng)焊接、自動(dòng)焊接方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)不同焊接方法在施工過(guò)程中應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

長(zhǎng)輸管道；焊接工藝；選擇；應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展，大口徑、高壓力輸送成為大流量長(zhǎng)輸管道主要的輸送方式，長(zhǎng)輸管道質(zhì)量對(duì)管道長(zhǎng)期安全運(yùn)行和使用壽命至關(guān)重要，不同焊接工藝在施工過(guò)程中的應(yīng)用對(duì)長(zhǎng)輸管道的質(zhì)量影響較大。目前，在我國(guó)長(zhǎng)輸管道建設(shè)施工過(guò)程中使用的焊接技術(shù)主要有手工下向焊接技術(shù)、半自動(dòng)氣體保護(hù)焊技術(shù)、全自動(dòng)氣體保護(hù)焊技術(shù)等，系統(tǒng)分析長(zhǎng)輸油氣管道焊接過(guò)程中工藝選擇及應(yīng)用情況具有重要意義。

1 影響長(zhǎng)輸管道焊接效果的因素分析

(1)現(xiàn)場(chǎng)施工條件的影響 現(xiàn)場(chǎng)施工條件對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接的影響主要表現(xiàn)在：①地形、地貌影響長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量。長(zhǎng)輸管道施工條件一般在野外，施工地形、地貌多種多樣，不同施工條件對(duì)焊管焊縫位置產(chǎn)生影響，接口組對(duì)條件較差、焊縫間隙不易控制，強(qiáng)制組對(duì)會(huì)產(chǎn)生較大約束應(yīng)力等都對(duì)焊接質(zhì)量有直接影響，因此在施工過(guò)程中要根據(jù)具體條件選擇適宜的焊接方法；②流動(dòng)作業(yè)影響焊接質(zhì)量。長(zhǎng)輸管道施工一般都是流動(dòng)作業(yè)，作業(yè)點(diǎn)隨著施工進(jìn)度情況改變，不同作業(yè)點(diǎn)施工條件差別大，焊接質(zhì)量難以得到保障；③環(huán)境因素影響焊接質(zhì)量。不同的天氣條件，不同的氣候，空氣溫度、濕度等都對(duì)焊接效果產(chǎn)生影響；④施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，施工作業(yè)受限制，影響焊接質(zhì)量；⑤施工現(xiàn)場(chǎng)條件差，先進(jìn)的焊接設(shè)備不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件，不利于先進(jìn)焊接方法使用。

(2)長(zhǎng)輸管道管材的影響 長(zhǎng)輸管道使用的管材主要是碳鋼和低合金鋼，對(duì)碳鋼進(jìn)行焊接時(shí)可選用的焊接方法較多，低合金鋼焊接受到焊接熱能量輸入的影響，焊接方法受到一定限制。通常對(duì)于X70及以下的管線鋼可以使用手工焊接、半自動(dòng)焊接和全自動(dòng)焊接等焊接技術(shù)，X70以上的管線鋼一般選用手工焊或者自動(dòng)焊工藝，對(duì)于輸送高含硫、鹵離子的石油天然氣而采用雙相不銹鋼、INCONY 合金時(shí)，精確控制焊接時(shí)的熱輸入量對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要。

2 長(zhǎng)輸油氣管道焊接工藝及施工過(guò)程中應(yīng)用

(1)手工焊接方法 手工焊接方法操作簡(jiǎn)單、對(duì)焊接設(shè)備要求不高，適合于野外自然條件較差的情況，我國(guó)長(zhǎng)輸管道焊接過(guò)程中，普遍使用的手工焊接方法有手工氬弧焊和手工焊條下向焊。

①手工鎢極氬弧焊。手工鎢極氬弧焊簡(jiǎn)稱(chēng)“TIG”焊，采用金屬鎢和鎢合金棒作為電極，焊接過(guò)程中焊絲和母材融化，電弧燃燒過(guò)程中電極不融化，電弧長(zhǎng)度不變，燃燒穩(wěn)定，采用惰性氣體氬氣作為保護(hù)氣，保護(hù)效果好，手工氬弧焊可以焊接黑色金屬、合金、不銹鋼等。在小口徑管或者管壁較薄的焊接中，TIG焊有一定的優(yōu)勢(shì)。但手工氬弧焊對(duì)施工環(huán)境要求高，使用成本相對(duì)較高，并且在野外施工不方便。在施工中要根據(jù)具體情況，選擇全部使用手工氬弧焊，或者使用手工氬弧焊打底，結(jié)合其它焊接方法焊接。②手工焊條下向焊?，F(xiàn)階段焊條電弧焊下向焊接技術(shù)發(fā)展比較成熟，主要焊接方法有方法主要有全纖維素型下向焊、混合型下向焊、復(fù)合型下向焊等三種類(lèi)型。其中全纖維素型下向焊技術(shù)使用最為普遍，其焊接效果好，速度快?；旌闲拖孪蚝笇?duì)管材要求較高，使用于厚壁管材或者是低溫沖擊韌性較好的管材。復(fù)合型下向焊采用根焊層和熱焊層采用下向焊方法，填充、蓋面焊采用向上焊方法，這種焊接方法適用于管壁較厚的焊接，因具有熱輸入低、焊道薄的特點(diǎn)，焊接速度較慢，不宜作為單純的下向焊使用，通常進(jìn)行打底焊效果較好。

(2)半自動(dòng)焊接方法 半自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用較為普遍，常用的半自動(dòng)下向焊技術(shù)有藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)下向焊和活性氣體保護(hù)半自動(dòng)下向焊技術(shù)，半自動(dòng)焊接技術(shù)具有焊接質(zhì)量高、操作方便、焊接速度快、成本低、對(duì)環(huán)境要求不高等特點(diǎn)。

①藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)下向焊。藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)焊原理是通過(guò)藥芯高溫分解放出的氣體作為保護(hù)氣的焊接方法，熔渣對(duì)熔池也有一定保護(hù)作用，適合在野外有風(fēng)的場(chǎng)合作業(yè)。藥芯焊絲可以連續(xù)作業(yè)，從而使焊接接頭數(shù)目減少，使焊接效果得到提升，同時(shí)電弧穩(wěn)定，成形效果好。②CO2活性氣體保護(hù)半自動(dòng)下向焊。CO2氣體保護(hù)焊是國(guó)內(nèi)常用的半自動(dòng)下向焊技術(shù)。采用STT型CO2半自動(dòng)焊機(jī)，熔滴過(guò)渡由液體表面張力完成，電流電壓波形可控，常用于全位置單面焊雙面成形的打底焊，該焊接方法具有焊接成本較低、焊接效率高的特點(diǎn)。

(3)自動(dòng)焊接方法 隨著管材質(zhì)量提高及工藝技術(shù)發(fā)展，對(duì)于管徑較大、管壁厚的長(zhǎng)輸管道，普遍使用自動(dòng)化焊接技術(shù)，目前常用的自動(dòng)焊接技術(shù)主要有實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接技術(shù)、藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)、電阻閃光對(duì)焊技術(shù)。實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接技術(shù)原理上與融化極氣體焊接技術(shù)相同，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，需要有防風(fēng)措施。該焊接方法對(duì)設(shè)備要求高，且焊接設(shè)備價(jià)格昂貴、使用維護(hù)困難。閃光對(duì)焊是在低壓、強(qiáng)交流電作用下的一種壓力焊接方法。藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)原理與實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊接技術(shù)類(lèi)似，可分為藥芯焊絲氣保護(hù)焊接和藥芯焊絲自保護(hù)焊接兩種方法。藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)對(duì)管材要求不高，焊接速度快、質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)性好。

3 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量影響管道的長(zhǎng)期安全運(yùn)行和整體壽命，針對(duì)管道施工現(xiàn)場(chǎng)特殊條件及管材規(guī)格、材質(zhì)對(duì)焊接質(zhì)量的影響，在施工過(guò)程中要根據(jù)具體情況選擇合理的焊接方法，使焊接作業(yè)達(dá)到質(zhì)量高、速度快、經(jīng)濟(jì)性好的要求。

[1]劉成玉,許先果,趙建華,等.長(zhǎng)輸管道焊接方法的選擇與應(yīng)用[J].電焊接,2007，11(37):56-59

姜海峰(1983- )，大學(xué)本科，工程師。