长输管道和工业管道焊接工艺研究

长输管道和工业管道焊接工艺研究

孔天文

中石化河南油建工程有限公司 473132

摘要：长输管道与工业管道对于我国油气运输有着重要意义，但在当前的长输管道和工业管道焊接中却存在着较多的焊接问题，这将直接影响油气管道运行质量，造成油气浪费。为此本文主要就长输管道和工业管道焊接工艺进行研究，希望可以为长输管道和工业管道焊接施工提供帮助。 关键词：长输管道；工业管道；焊接工艺 引言：长输管道与工业管道焊接工艺对于施工技术以及施工环境都有着较高的要求，如果施工人员在施工中不注重焊接工艺的选择，就可能导致管道焊接出现质量问题，影响后期的油气运行。因此在新的管道焊接要求下，长输管道和工业管道焊接人员应当及时开发新的焊接工艺，根据焊接要求选择合适的焊接工艺，不断提高管道焊接质量。

长输管道焊接工艺分析

手工电弧焊工艺

长输管道手工电弧焊接工艺主要包括纤维素焊条下向焊接、低氢焊条下向焊、低氢焊条上向焊三种焊接工艺类型。首先就纤维素焊条下向焊接工艺来讲，其主要是对直径大于254mm且厚度为7~16mm的钢管进行施工。这种纤维素焊条下向焊接工艺具有大电流、高焊速的优势，能够在短时间内完成钢管焊接，具有较高的焊接效率。但这种纤维素焊条下向焊接工艺具有不适宜在寒冷环境下使用的缺陷。其次就低氢焊条下向焊接工艺来看，其适宜低温环境下的长输管道焊接或者是腐蚀较为严重的管道焊接，这主要是因为低氢焊条下向焊具有较高的低温韧性和抗断裂性，能够在低温环境下发挥较高的焊接温度。而且这种低氢焊条下向焊接技术的焊接速度与纤维素焊条下向焊接技术的速度相差无几，同样也具有较高的焊接效率^[1]。但这种低氢焊条下向焊技术也具有较为明显的焊接缺陷，即焊接人员在使用低氢焊条下向焊工艺进行管道焊接时，极易出现咬边或者焊接不完全的情况，这会影响整个管道的焊接质量。最后就低氢焊条上向焊工艺来讲，其主要适合小口径的管道焊接，整体焊接效率要比上述两种焊接技术的效率低。

图 1手工电弧焊示意图

半自动下向焊工艺

所谓的半自动下向焊工艺实际上是为了适应露天焊接过程中的药芯保护技术而出现的一种新型焊接技术，这种半自动焊接工艺在运用的过程中可以将药芯分解称为保护气体从而实现对焊接中的电弧和熔池的保护，避免焊接过程中电弧和熔池受到破坏，提高了焊接安全性。而且，随着焊接要求的不断提高，技术人员也根据半自动下向焊接工艺研制出了二氧化碳气体保护半自动焊接模式，其与药芯保护原理一样，都是运用稳定性气体对电弧和熔池进行保护，实现焊接效率与质量的提升。

图2半自动下向焊工艺图

自动焊工艺

自动焊工艺也是当前长输管道焊接中常常使用的一种焊接工艺，其对于长输管道焊接质量的提升有着重要作用。这种自动焊工艺可以根据接头以及焊接材料的情况制定最佳的焊接策略，有效降低了焊接材料的浪费。而就自动焊工艺类型来讲，其可以分为对口器上的内焊机封底与外部的自动焊机填充盖面结合的工艺以及带内衬垫对口器外部管道自动焊工艺两种类型。首先就对口器上的内焊机封底与外部的自动焊机填充盖面结合的工艺来讲，其在管口均匀的分布着4-6个焊炬，可以在同一时刻对多部位进行焊接，极大提高焊接效率。但是这种焊接方式却存在着两方面显著的缺陷，一方面就是内焊机的结构较为复杂，需要较多高技术人才一起操作才可以保证设备的正常运转，另一方面就是外焊机的造价较高、使用范围有限。其次就内衬垫对口器外部管道自动焊工艺来讲，这种工艺的相比于内焊机与外焊机融合自动焊接工艺来讲，具有故障率低、造价低、使用范围广等特点，而也正是上述特点使得这种内衬垫对口器外部管道自动焊工艺在国内外长输管道焊接中运用率较高^[2]。

工业管道焊接工艺

手工电弧焊工艺

手工电弧焊工艺是工业管道环节过程中常使用的一种焊接工艺，其适用于任何钢材、厚度、结构形状、位置的焊接，使用范围极广。但是施工人员在运用手工电弧焊工艺进行工业管道焊接的过程中也应当注意手工电弧焊焊接规范，即在焊接过程中需要对焊接线能量进行控制，避免在焊接过程中因为焊接线能量超出焊接需求而造成整个工业管道晶粒粗大和脆化，降低焊接接头的韧性。同时施工人员在对处于低温环境下的工业管道进行焊接时，更应当注意线能量的控制，避免在焊接中出现接头冲击韧度降低的问题。

惰性气体保护焊

惰性气体保护焊工艺也是电焊人员在工业管道焊接过程中常采用的一种焊接工艺，而之所以将工艺称为惰性气体保护焊工艺主要原因就是这种焊接工艺在使用过程中需要一些惰性气体进行配合，以便于提高焊接效率，降低焊接危险。惰性气体保护焊工艺相比于手工焊工艺来讲焊接性能较为稳定，但使用范围较为有限，主要用于铝、铜、钛及其合金等有色金属中厚板的焊接。由于这种惰性气体保护焊的焊丝所承载的电流要比其他的焊接工艺所承载的电流大，因此焊接效率也要比一般的焊接工艺效率高，这是惰性气体保护焊的重要优点之一。此外，这种惰性保护气体在焊接过程中所出现的焊接参数较为固定，因此便于焊接人员的控制与监测，有效保证了工业管道的焊接质量。

图 3惰性气体保护焊接图

氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法

所谓的氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法实际上就是手工钨极氩弧焊与手工电弧焊两种工艺的结合，这种技术主要运用于工业管道焊接。在管道焊接过程中，施工人员需要在管道坡口的底部先使用氩弧焊打底工艺进行焊接，这样能够在焊接过程中保证根层的焊接质量，为后期的管道焊接提供一个稳定的基础。当根底部焊接完成后，施工人员就需要采用手工电弧焊工艺进行其他区域的焊接，这一过程被称之为盖面。使用氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法既可以保证施工效率，提高焊接质量，而且也可以节约焊接材料，降低工业管道焊接成本。但是这种氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法使用的主要问题就是在焊接过程中需要焊接人员的技术配合，如果在氩弧焊打底过程中出现了质量问题，那就会直接影响后期的手工电弧焊盖面质量。因此在氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法使用过程中，焊接人员应当在保证焊接质量的基础上，提高焊接效率^[3]。

结语：长输管道与工业管道作为油气运输的重要途径之一，对于我国经济的发展有着重要意义。但无论是长输管道还是工业管道，其在使用过程中难免会出现漏油、漏气问题，这时运行管理部门就应当及时采用补焊工艺对泄漏点进行填充，以保证油气输送质量，减少油气的浪费。就当前长输管道和工业管道焊接主要工艺来讲，主要有手工电弧焊工艺、半自动电弧焊工艺、自动焊工艺、惰性气体保护焊工艺、氩弧焊打底和手工电弧焊盖面结合法等几种焊接工艺，这几种焊接工艺各有优缺点且适用范围也不尽相同，所以焊接人员应当根据实际情况合理选择焊接工艺。

参考文献： [1]石生芳, 韦中奇. 长输管道和工业管道焊接工艺评定的差异及工程实践[J]. 焊接技术, 2019(7):31-35.

[2]隋永莉. 新一代大输量管道建设环焊缝自动焊工艺研究与技术进展[J]. 焊管, 2019(7).

[3]高健. 衬瓷氩弧焊打底+CO_2气保焊盖面技术在大口径厚壁不锈钢工艺管道焊接中的应用[J]. 石油化工建设, 2019(6).