天然氣管道施工焊接技術(shù)的探討

唐家旭（中石化勝利油建工程有限公司； 山東 東營(yíng) 257000）

天然氣管道施工焊接技術(shù)的探討

唐家旭（中石化勝利油建工程有限公司； 山東 東營(yíng) 257000）

眾所周知，天然氣管道的焊接關(guān)系到安全問題，一旦焊接工作沒有做好，或者是技術(shù)不到位，那么必然會(huì)導(dǎo)致氣體泄漏，在造成資源浪費(fèi)的同時(shí)還會(huì)帶來巨大的安全隱患。所以說，天然氣管道的施工焊接至關(guān)重要，為此，必須提高焊接技術(shù)，合理的選擇焊接技術(shù)與工藝。

天然氣管道施工；焊接技術(shù)；探討

0　引言

管道施工焊接技術(shù)在天然氣管道施工中必不可少，為確保管道運(yùn)輸過程中的安全性，文章針對(duì)天然氣施工中的焊接技術(shù)進(jìn)行了探討，將手工焊、半自動(dòng)焊以及自動(dòng)焊接技術(shù)分別進(jìn)行了分析和介紹。

1　手工焊

手工焊是我國(guó)使用比較普遍的一種焊接工藝，它與傳統(tǒng)的焊接工藝相比具有焊接縫隙小，鈍邊大，小破口角度的優(yōu)點(diǎn)，焊接的速度也相對(duì)較快，焊接出來的產(chǎn)品質(zhì)量有所保障，并且能夠在自然環(huán)境中使用，可以抵御強(qiáng)風(fēng)的襲擊，因此受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛歡迎和關(guān)注。

1.1纖維素下向焊

這種焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)為能夠在很多領(lǐng)域適用，尤其是混合焊接工藝的根焊中，具有非常強(qiáng)大的蓉透能力，對(duì)于金屬縫隙填充效果良好，在進(jìn)行管材焊接的時(shí)候，對(duì)口間隙的要求也不高，焊接之后的背面成形效果非常好，氣孔少，敏感性低，在焊接中高質(zhì)量焊接幾率高。是目前國(guó)內(nèi)外都非常推崇的焊接技術(shù)種類?，F(xiàn)階段，X70之下的薄壁大口徑管道焊接中最為適用，但是這種技術(shù)也并非沒有缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)就是焊條熔敷金屬擴(kuò)散的氫含量較高，在焊接的過程中，需要特別注意預(yù)熱溫度以及層溫之間溫度的掌控，這樣才能夠有效保障冷裂縫的出現(xiàn)。

1.2低氫下向焊

進(jìn)行低氫下向焊的時(shí)候，最為突出的優(yōu)勢(shì)就是工藝在抗冷裂縫以及沖擊韌性方面與纖維素向下焊相比，在焊條方面以及焊接縫方面的質(zhì)量非常好，這種方法比較適合在焊接縫較重的部件上，然而其方法的缺點(diǎn)也是有的，那就就是工藝溶化速度過慢，人們對(duì)于它的控制難度比較大，適用性不是很強(qiáng)，基本只能在填充蓋面的焊接中。

2　半自動(dòng)焊

我國(guó)20世紀(jì)中后葉就從美國(guó)引入了自保護(hù)的半自動(dòng)化焊接工藝及其設(shè)備，然后又陸續(xù)在其他國(guó)家，如蘇丹、突尼斯等國(guó)家中進(jìn)行實(shí)踐，半自動(dòng)焊是目前天然氣管道施工中最關(guān)鍵的焊接方法之一。那么半自動(dòng)焊與手工下向焊相比來說，具有勞動(dòng)強(qiáng)度小，成本低、效率高、質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)這種焊接工藝也非常容易掌握，但是，缺點(diǎn)就是在根焊中使用的時(shí)候，對(duì)于焊接縫的質(zhì)量不能夠有效保障，所以說只能夠在管道填充以及蓋面焊接中使用，現(xiàn)階段，我國(guó)天然氣管道焊接中的半自動(dòng)焊接主要有以下幾種：

2.1CO2活性氣體保護(hù)焊

CO2也就是人們常說的二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳活性氣體保護(hù)焊是一種造價(jià)不高、但是效果明顯、焊接質(zhì)量比較高的技術(shù)。但是二氧化碳?xì)怏w焊接是無法控制焊接過程中飛濺大、控制溶深以及成形的問題，現(xiàn)階段自動(dòng)焊的根焊基本所采用的STT的半自動(dòng)焊，是通過精確的基值以及峰值電流和電壓控制，這樣就使得熔滴過渡問題以及大口徑管道根部焊接單面焊接成雙面的問題，并且還能夠在全位置的單面焊接雙面成型的打底焊中，STT型CO2半自動(dòng)下向焊技術(shù)工藝電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺極少、根焊焊道成型好、焊縫接頭少、焊絲熔敷率高（可達(dá)95%以上）、焊縫含氫量低、低溫沖擊韌性好、焊接速度快。但此工藝施焊風(fēng)速不能大于2m/s，現(xiàn)場(chǎng)焊接需要有防風(fēng)措施。

2.2自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊

我國(guó)在20世紀(jì)開始進(jìn)行自保護(hù)藥芯的焊接絲半自動(dòng)焊，這種技術(shù)需要在管狀焊絲內(nèi)部進(jìn)行焊接藥物填充，而不必使用氣體進(jìn)行填充，使用管狀焊絲中的含金元素以及焊接藥品就可實(shí)現(xiàn)焊接，在我國(guó)的冶金行業(yè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熔池的保護(hù)，同時(shí)還可將熔池中氮對(duì)其的破壞，這樣的焊接效果更加好。自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊接工藝具有優(yōu)勢(shì)非常明顯，具體表現(xiàn)為工藝良好，電弧非常穩(wěn)定，熔敷的效果高而且成形良好，具有非常優(yōu)良的適應(yīng)性，并且成本相對(duì)較低，另外，焊接效果好，進(jìn)行焊接施工的工人比較容易掌握，這種方法也具有一些缺陷，所以這種方法只能夠在填充和蓋面中使用。

3　自動(dòng)焊

所謂自動(dòng)焊，就是指人們借助一定的機(jī)械來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的焊接方式。管道自動(dòng)化焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可想而知，其工作效率以及工作質(zhì)量必然比人工焊接高出很多，并且在焊接過程中受外部因素影響較小，這種焊接技術(shù)在口徑大，管壁厚的焊接中非常適用。其缺點(diǎn)就是費(fèi)用高，維修以及養(yǎng)護(hù)都相對(duì)困難，由于這些問題的存在，導(dǎo)致自動(dòng)焊技術(shù)的使用范圍有了一定的局限性，目前我國(guó)的自動(dòng)焊接技術(shù)有所發(fā)展，常用的技術(shù)主要有以下幾種：

3.1實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接

實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊是熔化氣體保護(hù)焊的一種，其焊接工藝對(duì)焊工要求較低，在國(guó)外廣泛應(yīng)用于大口徑、大壁厚的管道焊接領(lǐng)域。但實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接技術(shù)在野外作業(yè)時(shí)，要有防風(fēng)棚，且由于管道環(huán)縫為全位置焊接，對(duì)焊接裝備及控制系統(tǒng)要求較高。

3.2藥芯焊絲自動(dòng)焊接

藥芯焊絲自動(dòng)焊接又有兩種，分別為藥芯焊絲自保焊以及藥芯焊絲氣保焊。這種技術(shù)的關(guān)鍵部分就在于藥芯，藥芯的材料基本由礦物質(zhì)、鈦合金以及透氣劑等成份構(gòu)成，這種技術(shù)的工作原理實(shí)際上與氣體保護(hù)焊有很多相同之處，兩者相比較來說，前者的熔敷速度比較快，并且成本低，焊接韌性相對(duì)較高，同時(shí)具有良好的適應(yīng)性。

3.3電阻閃光對(duì)焊

這種焊接技術(shù)基本是在低電壓以及強(qiáng)電流交流電的作用下進(jìn)行，兩個(gè)管端會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的溫度，這個(gè)時(shí)候金屬會(huì)被蒸發(fā)掉，采用外加項(xiàng)鍛壓使融化的兩端焊接起來，這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是工藝高，效果好，接頭質(zhì)量也很高，并且成本低，能夠在很多地方使用。由于各種原因，閃光對(duì)焊的推廣和應(yīng)用受到很大的限制，還未在天然氣管道施工焊接中普及。

總而言之，我國(guó)電焊行業(yè)的發(fā)展歷史已經(jīng)非常久遠(yuǎn)，在這個(gè)漫長(zhǎng)的演變過程中，我國(guó)的電焊技術(shù)不斷完善，其工藝越來越精湛，并且成本普遍降低，效果也越來越好，從上述三種焊接技術(shù)的分析來看，每一種技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)也存在缺點(diǎn)，合理運(yùn)用才是關(guān)鍵。

4　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)所使用的焊接技術(shù)，基本就是文章所介紹的幾種，這些技術(shù)各有各的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也都存在一定的局限性，這就要求施工人員要從天然氣管道工程的實(shí)際情況出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)暮附蛹夹g(shù)，并嚴(yán)格的按照施工工藝和流程進(jìn)行，這樣才能夠確保管道焊接的效果。

［1］張登琿.略談城市天然氣管道的設(shè)計(jì)［J］.科技資訊，2012，（14）.

［2］呂忠良.居民小區(qū)室外天然氣管道設(shè)計(jì)的探討［J］.科技致富向?qū)В?011，（06）.

［3］趙之華，張燁.天然氣管道陽(yáng)極地床設(shè)計(jì)及施工中的注意事項(xiàng)［J］.科技資訊，2013，（08）.

［4］楊祖佩，高愛茹.我國(guó)天然氣管道的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.城市燃?xì)猓?002，（12）.