天然氣管道焊接技術(shù)應(yīng)用

唐強

摘 要：隨著石油天然氣及石油化工工業(yè)的高速發(fā)展，天然氣管道加速朝著大口徑、高壓力輸送的方向發(fā)展。與其配套的焊接技術(shù)的掌控已成為天然氣管道工程施工成敗的關(guān)鍵， 它直接關(guān)系到工程質(zhì)量、施工效率、施工成本、管線運行期間的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。而施工的低點隨著工程進(jìn)度而不斷的搬遷從而與工廠產(chǎn)品生產(chǎn)相比，增加了施工和質(zhì)量以及安全的管理難度。文章通過對天然氣管道焊接技術(shù)的特點以及選擇對天然氣管道的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述。

關(guān)鍵詞：天然氣 管道 焊接 應(yīng)用

中圖分類號：TU996.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0080-01

1 天然氣管道焊接方法

節(jié)約施工的投資以及提高焊接效率、保證焊接的質(zhì)量是天然氣管道焊接的原則，因此在選擇焊接方法時，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的情況和管道的壁厚、直徑、材質(zhì)等因素，選擇一種切實可行的方案。

（1）根據(jù)不同的施工現(xiàn)場導(dǎo)致焊接方式有區(qū)別。在山區(qū)或者水網(wǎng)等地理環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，由于活動的限制導(dǎo)致無論是自動或是半自動焊接設(shè)備都無法進(jìn)場，只能采取手工焊接的方式來進(jìn)行焊接；而平原地區(qū)則可以采用自動或是半自動的焊接方式。

（2）天然氣管道材質(zhì)因素。根據(jù)焊接的相關(guān)管理辦法，若天然氣管道材質(zhì)等級低于X70（L485）一版采用全纖維手工焊接方式，高于這個等級的話，則采取混合型手工下向焊、半自動下向焊或自動焊。

（3）管道的壁厚。目前天然氣管道一般采用的是大直徑管道，而壁厚的增大則會直接影響焊接方式，一般采用的是半自動下向焊或是混合手工下向焊等，而填充蓋面焊接是目前應(yīng)用較廣的焊接方法。

2 天然氣管道常用焊接方法及特點

2.1 自動焊

自動焊技術(shù)在管道焊接方面具有效率高，勞動強度小，質(zhì)量高等特點，人為因素在焊接過程中的影響極小，在對大口徑以及厚壁管道的焊接中具有極大的潛力。因此，現(xiàn)階段比較成熟的自動焊技術(shù)主要是以下方面：

（1）實芯焊絲氣體保護(hù)自動焊接。實芯焊絲氣體保護(hù)自動焊接的特點就是對焊工要求比較低，對進(jìn)行野外作業(yè)的管道進(jìn)行焊接作業(yè)的裝備與控制系統(tǒng)要求校稿，需要提供防風(fēng)棚。

（2）藥芯焊絲自動焊接。這種焊接方式可以分為藥芯焊絲氣體保護(hù)焊和自保焊，與實芯焊絲相比，對管材適應(yīng)性好、焊接韌性好、經(jīng)濟(jì)性好、熔敷速度快等優(yōu)點。藥芯材料主要有鈦合金、礦物材料、穩(wěn)弧劑、還原劑、透氣劑和造渣劑等。

（3）電阻閃光對焊。電阻閃光對焊是屬于壓力焊的一種，他是在強電流與低電壓交流電的作用下使兩管瞬間達(dá)到高溫，從而能夠保護(hù)焊接區(qū)，從而通過外加頂鍛壓力使管端融化以達(dá)到焊接的效果。

2.2 手工焊條下向焊

手工下向焊是從管道頂部中心引弧，自上而下一直到管道底部中心進(jìn)行的全位置焊接。手工下向焊與傳統(tǒng)的上向焊相比的優(yōu)點是，可以降低人的勞動強度、節(jié)省焊接材料、打底時可以單面焊雙面成形、焊接質(zhì)量好、焊縫美觀、焊接效率高等。

（1）復(fù)合型下向焊技術(shù)。

復(fù)合型下向焊技術(shù)主要應(yīng)用于對焊接壁厚較大的管道。與其他向上焊技術(shù)相比，其熱輸入低，熔深較淺，焊道較薄。隨著鋼管壁厚的增加焊道層數(shù)也迅速增加導(dǎo)致焊接的時間和勞動強度也隨之增大。而單純的向下焊技術(shù)難以發(fā)揮其特點也使得在對打底焊和填充焊采用向上焊的復(fù)合型下向焊技術(shù)，這樣便可以達(dá)到最優(yōu)質(zhì)的效果。

（2）混合型手工下向焊。

混合型下向焊是指在長輸管道的現(xiàn)場組焊時，采用纖維素型焊條打底焊、熱焊，低氫型焊條填充焊、蓋面焊的手工下向焊技術(shù)。主要用于焊接鋼管材質(zhì)級別較高、對焊接接頭韌性要求較高、輸送介質(zhì)硫含量較高及需要在寒冷環(huán)境中運行的管道的焊接。

（3）全纖維素手工下向焊。

全纖維素手工下向焊是天然氣管道中普遍采用的一種焊接方法，主要應(yīng)用于材質(zhì)等級較低的薄壁大口徑管道的焊接。它是指在管道現(xiàn)場組焊時，根焊、熱焊、填充焊、蓋面焊均采用纖維素型焊條的手工下向焊接方式。其工藝的關(guān)鍵在于根焊時要求單面焊雙面成形。

2.3 半自動焊焊接技術(shù)

半自動焊焊接技術(shù)相較于手工下向焊其勞動強度更低，但更高效，焊接的工藝容易掌握，質(zhì)量比較好，因此這種技術(shù)主要是用于管道的填充和蓋面焊道。目前這種技術(shù)主要包含：

（1）自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊。

自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊具有良好的工藝性能、全位置成型好、對環(huán)境適應(yīng)能力比較強、成本較低，同時焊接的合格率比較高，焊工容易掌握其技能，特別適合戶外場所，因此主要用來填充和蓋面。

（2）CO2活性氣體保護(hù)焊。

由于傳統(tǒng)的短路過渡CO2焊解決不了在焊接時焊接飛濺大、控制熔深與成形的矛盾，采用STT半自動焊，它通過精確的峰值和基值電壓和電流的控制，促使溶滴更利于過渡成型，保證焊接時穩(wěn)定，可以解決大口徑管道根部環(huán)節(jié)單面焊雙面成型和飛濺的問題，能夠用于全位置單面焊雙面成形的打底焊。CO2活性氣體保護(hù)焊是一種廉價、高效、優(yōu)質(zhì)的焊接方法。保證了焊接過程中的穩(wěn)定性也對焊縫的成形較為簡單、方便，并且飛濺的程度明顯降低，很大程度上減輕了焊工的勞動強度。

3 結(jié)語

綜上所述，天然氣管道的焊接需要根據(jù)其自身的特點以及所處的環(huán)境來進(jìn)行不同方式的焊接。既能夠保證質(zhì)量也提高效率，從成本考慮也節(jié)約資金，這也是為天然氣管道建設(shè)未來發(fā)展的趨勢。除去川氣東送管道工程、西氣東輸一線、二線工程外，西氣東輸三線工程、中緬天然氣管線工程、LNG管道工程、中俄西線天然氣管道、“新粵浙”和“新魯”煤制氣管道等都已經(jīng)正式啟動或提上日程。加入WTO后，隨著國外隊伍的介入，國內(nèi)市場勢必競爭更加激烈。焊接技術(shù)的改進(jìn)及應(yīng)用，對于天然氣管道建設(shè)極其重要。

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