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摘 要：随着我国输气工程战略的展开,对于大口径管道的焊接要求越来越高.本文以大口径管道焊接工艺进行研究,综述了现在大口径管道焊接工艺的方法,同时本文以某工程一段管道的焊接为例,对大口径管道焊接的难点以及应用情况进行说明.
关 键 词：大口径管道；工艺；应用；焊接
一、前言
管道输送广泛的应用于天然气运输,近年来我国已经确立了天然气合作开发的发展战略.因此在这样的环境之下,大口径而且具备承压能力的输气管道的建设成为发展的必须[1].对此,本文研究了不同的大口径的焊接工艺和研究范围,并且对焊接检查进行探讨,希望为我国的大口径焊接技术提供参考,以此确定合适的焊接工艺、
二、大口径管道焊接工艺
(一)手工焊接工艺
手工焊接工艺的发展时间较长,主要采用电弧焊的方式进行焊接,能够对大口径管道进行焊接.因为手工焊接具有施工方便、适应性良好的特点,因此对于大口径焊接是一种很好的补充.手工焊接中采用纤维素型以及低氢型的焊条,焊接的力学性能较强,能满足大口径焊接的要求.在德国的第一条X80级的大口金管道的加工中,成功试用手工电弧焊完成了焊接工程.在现代焊接工艺中,手工焊接依然具备不可替代的作用.
(二)闪光对焊
闪光对焊是采用闪光焊机、移动式发电站等设备构成的焊接.在焊接的过程中通过大电流的作用,瞬间加压对管道进行焊接.闪光对焊最早是从前苏联发展起来的焊接工艺方法,焊接效率高,对于D820-1420mm的口径的管道,闪光对焊可以以6-8焊口的速率进行焊接.在闪光对焊的工艺中不用填充金属进行焊接,可以节约焊接成本.
(三)自动焊
自动焊接技术是自动焊机进行大口径焊接的技术.自动焊接技术自从70年始使用,现在已经形成了较为成熟的工艺,而且返修率低.以德国WITZ公司生产的自动焊机为例,这种自动焊接机包括外焊机、内焊机以及内对口器.采用自动焊机进行焊接,可以对不同口径的管道进行焊接,同时采用CO2和Ar2进行焊接保护[2].这种焊接技术在国外广泛使用,在我国的应用也逐渐增多.自动焊接技术效率快,返修率低,经济型良好.
(四)半自动焊
半自动焊是用于管道焊接中一种常用的方法,在进行焊接的过程中采用CO2保护焊,并且可以根据焊接电源对焊丝的形态进行有效的控制,具备自动焊的效率以及手工焊的自适应的特点,在大口径管道建设中具有广泛的应用前景.在半自动焊接中采用药芯自保护焊,因为药芯的熔化效果好,便于成型,而且半自动焊接的方法简便,便于推广使用.
三、大口径管道焊接工艺实例研究
工程概况本文对某工程的管道焊接进行实例研究,该工程采用X70钢,管道的直径为1,016mm,管道压力10MPa.为了保证管道的焊接效果,该工程主要采用自动焊、半自动焊对管道进行焊接,并且采用手工电弧焊进行辅助施工.应用多种焊接技术的方法,既保证焊接的质量,也能对焊接的效率进行保障,通过对该管道工程的研究,使大口径工程的焊接方法能够适用于施工建设,并且使焊接的劳动成本降低,增强焊接的效率和质量.
焊接技术1.焊接技术指标
在进行该工程的管道焊接中,管道的管径为1,016mm,管壁厚度为14.6mm,要求焊接的速度达到1个焊口/50分钟.在焊接完成后,要求焊接的反焊率低于2%.对焊接质量的检测主要采用外观质量检测以及X射线无损检测.
2.焊接工艺的选择
在进行焊接的过程中,主要采取自动焊接技术进行焊接,从而保证焊接的速率.同时采用半自动焊接以及手工焊接进行辅助焊接.该管道工程是首次大范围的采用自动焊接技术,对于未来的天然气管道焊接施工技术具有指导性作用.在自动焊接的过程中,需要对焊接的工艺参数、焊接的操作技术以及坡口进行研究.（1）自动焊接机.在焊接中自动焊接机将管口进行12等分,利用感应器来对管口的焊接参数进行管控,从而对焊接机进行实时控制.在自动焊接的过程中,对于焊接工艺的参数设置,是焊接过程中的重要过程.因为国内生产的焊材与国外生产的焊材并不相同,因此在焊接的过程中要对焊材进行实际分析,从而设定恰当的焊接参数.在进行焊接参数的设定中,需要解决以下的问题：（1）对主要的焊接参数进行分别设定,其中自动焊接机中的摆动速度、电弧电压、行走速度等六种焊接参数,需要在分别调试的基础上逐一确定；（2）参数设定的过程中,必须要对自动焊接中质量进行有效的保障,其中对于根焊的厚度偏小、焊道凸起等问题要进行合理的解决,保障焊接速率的基础上具有较好的焊接质量；（3）对于焊接中的焊接程度进行合理的设置,防止出现烧穿或是未焊透的问题.采用在同一个管道中进行焊接的技术,通过多次试验后发现,电弧电压的参数设定与该类问题的影响较为明显.因此必须设定合适的电弧电压.（2）自动焊接的技术研究.在自动焊接中,因为自动焊接机的主要工艺参数已经确定,所以在焊接的过程中不能进行修改.在焊接的过程中,焊工根据实际情况对相应的参数进行微调,以保障焊接的速率以及焊接的质量.在进行焊接施工的过程中,焊工要根据经验对熔池来进行判断,以确保焊接的质量.同时焊接前的坡口检查情况时非常重要,如果坡口的情况出错,会导致焊接的质量下降,影响焊接的质量.（3）自动焊接坡口.在该工程的管道焊接中,坡口的尺寸以及坡口的形状十分重要.因为该自动焊接机采用的无缝隙焊接技术,焊工不能够对参数进行调节,所以在坡口的要求很高.因此在进行焊接试验时,如果出现焊接缺陷时,必须对坡口进行反复的设定确保坡口能够满足焊接的具体要求.坡口对于自动焊接而言非常重要,因此在焊接的过程中一定要对坡口进行有效的设定.
3.应用情况
在该管道的施工过程中采用自动焊接技术,以反复的试验作为研究的基础,确保了焊接工艺成熟有效.在对大口径管道的焊接中,应用自动焊接技术焊缝光滑饱满,合金元素合理,而且焊接的硬度以及相关的金相实验都确保该技术的可行性.最终采用该技术进行管道施工研究,焊接了32.58km的输气管道,而且检验的合格率达到99%.焊接的速率日均可达60道焊口,满足工艺参数的设定.
4.缺陷检验
大口径管道的缺陷检测是焊接工艺中非常重要的一环,在该管道建设施工中,采用外观检测与无损检测相结合,经过检测,焊接的质量达到标准[3].
四、结束语
针对大口径管道焊接,具有多种焊接技术.在实际应用中,应该根据工程的实际情况,选择合适的焊接技术.在选用合适的焊接技术的基础上,设定焊接工艺参数,以确保焊接的质量.