摘要：結(jié)合上海地區(qū)高壓、超高壓天然氣管道的焊接工藝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及國內(nèi)該類管道焊接技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，對幾種高壓、超高壓天然氣管道的焊接工藝進(jìn)行了論述，為上海地區(qū)今后該類管道焊接施工新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究探索。
關(guān)鍵詞：天然氣管道 手工電弧 下向焊 半自動氣體保護(hù)焊 全自動氣體保護(hù)焊
 隨著國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國的長輸管道建設(shè)高峰期已經(jīng)到來。長輸天然氣管道越來越向大口徑、高壓力輸送方向發(fā)展。長輸管道下向焊技術(shù)自20世紀(jì)60年代引進(jìn)我國以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已具有成熟的手工下向焊技術(shù)、應(yīng)用越來越廣泛的半自動氣體保護(hù)焊技術(shù)，而全自動氣體保護(hù)焊技術(shù)與下向焊技術(shù)的結(jié)合將會成為高壓管道焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢。
手工下向焊技術(shù)及自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊的焊接工藝在“西氣東輸”上海各標(biāo)段工程中已經(jīng)得到成功應(yīng)用，而技術(shù)半自動氣體保護(hù)焊及全自動氣體保護(hù)焊在上海地區(qū)的燃?xì)夤艿朗┕ぶ羞€未進(jìn)行工程實(shí)踐或焊接試驗(yàn)。
本文對上述幾種焊接工藝進(jìn)行具體分析，并對上海地區(qū)的高壓燃?xì)夤艿拦こ滩捎煤附有录夹g(shù)的可行性進(jìn)行論述。概述在目前的高壓、超高壓天然氣管道的施工中，采用的材質(zhì)基本為系列管材，從，根據(jù)其化學(xué)性能和物理性能，此類鋼管適用的焊接工藝主要有：手工電弧下向焊、半自動自保護(hù)焊、技術(shù)氣體保護(hù)半自動下向焊技術(shù)、全自動氣體保護(hù)下向焊技術(shù)。手工電弧下向焊手工電弧下向焊是采用纖維素焊條進(jìn)行根焊和熱焊，用低氫型焊條進(jìn)行填充和蓋面焊的焊接工藝。“西氣東輸”上海段Ⅱ標(biāo)段工程中，×的鋼管焊接，以及在“西氣東輸”上海段Ⅰ、Ⅵ標(biāo)段等工程中的及管材焊接都采用了這種焊接工藝。工藝特點(diǎn)靈活簡便、適應(yīng)性強(qiáng)、操作設(shè)備簡便、對施工作業(yè)條件要求不高。在焊接過程中采用大電流、多層、快速焊的操作方法來完成，適合于流水作業(yè)，但其工作效率較低，對焊工操作要求較高，需要通過焊條姿勢的控制來控制焊接規(guī)范。工藝原理手工電弧下向焊是從管道頂部引弧，自上而下進(jìn)行管道全位置焊接的操作技術(shù)。其焊層較薄，通過前道焊層對后道焊層的熱處理來提高焊縫的環(huán)焊接頭的韌性。焊接參數(shù)手工電弧下向焊的焊道在焊接時(shí)盡可能用大的焊接規(guī)范以防止夾渣。焊接參數(shù)見表。焊接設(shè)備手工電弧焊對于焊接設(shè)備的要求不高，一般直《上海煤氣》年第期流焊機(jī)基本可以滿足工藝要求?？晒┻x擇的焊機(jī)有美國公司的，美國公司的，四川熊谷的，北京時(shí)代集團(tuán)公司的等。電流電壓送絲速度·表手工電弧焊參數(shù)焊道焊條型號規(guī)格極性根焊熱焊填充焊蓋面焊半自動自保護(hù)焊半自動自保護(hù)焊是采用手工電弧下向焊進(jìn)行根焊，用自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊進(jìn)行填充和蓋面的焊接技術(shù)。在上述工程中均有應(yīng)用。工藝特點(diǎn)熔敷效率高、全位置成形好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、焊工易于掌握，是目前管道施工的一種重要焊接工藝方法。由于其無需外加保護(hù)氣體，而是通過自身的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到脫氧去氫和去氮的目的，提高了抗風(fēng)效果，特別適用于野外作業(yè)。工藝原理自保護(hù)焊藥芯焊絲的焊接熱是由藥芯焊絲和工件之間的電弧產(chǎn)生的，通過藥粉燃燒和分解產(chǎn)生的氣體對電弧和焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)，焊絲的藥粉中含有穩(wěn)弧劑。其熔滴過渡的方式為噴射過渡。焊接參數(shù)在保證根焊道不燒穿的情況下，盡可能采用高的送絲速度及與之匹配的電壓。參數(shù)見表。表半自動自保護(hù)焊參數(shù)焊道焊條型號規(guī)格極性電流電壓送絲速度·干伸長根焊熱焊填充焊立填焊蓋面焊焊接設(shè)備較好的選擇有美國的直流電源送絲機(jī)，四川熊谷直流電源送絲機(jī)，另外的直流電源送絲機(jī)，唐王送絲機(jī)也可供選擇。技術(shù)氣體保護(hù)半自動下向焊技術(shù)型半自動焊是以焊接技術(shù)進(jìn)行管道的根焊，根焊的保護(hù)氣體是，采用藥芯焊絲如林肯的自動送絲的手工焊接工藝。是“”的縮寫，即表面張力過渡，是一種焊接熔敷金屬過渡機(jī)理。中國石油天然氣管道局曾在蘇丹石油開發(fā)項(xiàng)目中首次使用了型半自動下向焊技術(shù)進(jìn)行管道打底焊接；中原石油勘探局建筑集團(tuán)公司正在施工的陜京管線復(fù)線京—石管線工程使用了型半自動下向焊技術(shù)。工藝特點(diǎn)焊是一種廉價(jià)、高效的焊接方法。采用波形控制技術(shù)的型半自動焊機(jī)，保證了焊接過程穩(wěn)定、焊縫成形美觀、干伸長變化影響小，顯著降低了飛濺及減輕了焊工勞動強(qiáng)度。工藝原理由于技術(shù)的熔滴過渡是依靠液態(tài)金屬的《上海煤氣》年第期表面張力來實(shí)現(xiàn)的，以其自身特別的、采用動態(tài)控制的一種焊接方法。因此在焊道上產(chǎn)生的熔池很小且很集中，以其優(yōu)異的性能拓寬了半自動焊在焊道名稱長輸管道施工中的應(yīng)用領(lǐng)域。焊接參數(shù)表表型半自動下向焊焊接工藝參數(shù)焊材極性電弧電壓峰值電流基值電流焊絲伸出長度氣體流量·焊接速度·送絲速度·打底焊填充焊蓋面焊焊接設(shè)備根據(jù)了解，目前適用的焊機(jī)有公司的型逆變電源送絲機(jī)等。全自動氣體保護(hù)下向焊全自動氣體保護(hù)焊是采用全自動焊機(jī)和以氬氣或?yàn)楸Ｗo(hù)氣體進(jìn)行管道焊接的一種焊接技術(shù)。鄭州—義馬煤氣管道工程東段采用了此項(xiàng)技術(shù)，鋼管材質(zhì)為、直徑，焊絲采用、直徑。在“西氣東輸”工程中，全自動氣體保護(hù)焊也得到了大范圍的應(yīng)用。工藝特點(diǎn)由于熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)焊接區(qū)的保護(hù)簡單、焊接區(qū)域易于觀察、生產(chǎn)效率高，焊接工藝相對簡單、便于控制，容易實(shí)現(xiàn)全位置焊接。但其對管道坡口、對口質(zhì)量要求高，即要求管子全周對口均勻；對坡口型式要求嚴(yán)格，當(dāng)管壁較厚、確定采用復(fù)合型或Ｕ型坡口工藝時(shí)，不能僅考慮減少工作量，更重要的是要考慮到坡口對焊接質(zhì)量的保證，小角度型坡口雖然簡化了施工程序，但從保證質(zhì)量角度分析，復(fù)合型或型坡口更優(yōu)；此外受外界氣候的影響較大，這也是氣體保護(hù)焊的普遍問題；而氣源問題在東部地區(qū)如上海周邊則較容易解決。工藝原理管道全自動氣體保護(hù)焊技術(shù)使用可熔化的焊絲與被焊金屬之間的電弧為熱源來熔化焊絲和鋼管，在焊接時(shí)向焊接區(qū)域輸送保護(hù)氣體以隔離空氣的有害作用，通過連續(xù)送絲完成焊接。該工藝可實(shí)現(xiàn)全位置多機(jī)頭同時(shí)工作，打底焊可從管內(nèi)部焊接，也可以管外部焊接，焊接工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)一般在控制臺或控制面板上。焊接參數(shù)因每條焊道焊接參數(shù)不同，整個(gè)焊縫的焊接參數(shù)應(yīng)根據(jù)管材規(guī)格及現(xiàn)場條件，通過焊接試驗(yàn)合格后方可應(yīng)用于生產(chǎn)。焊接參數(shù)見表。表采用藥芯焊絲＋氣保護(hù)焊的全自動焊的參數(shù)焊道焊接電流電弧電壓焊接速度·氣體流量·打底焊填充焊蓋面焊焊接設(shè)備有英國的全自動焊機(jī)、加拿大自動外焊機(jī)、全自動焊機(jī)。在半自動保護(hù)焊或全自動焊接中，根焊依然是關(guān)鍵工序。在高壓燃?xì)夤艿朗┕ぶ邪胱詣託怏w保護(hù)焊中采用根焊＋手工焊填充、蓋面或自保護(hù)半自動焊填充、蓋面；在高壓燃?xì)夤艿朗┕ぶ锌刹捎玫娜詣雍附蛹夹g(shù)有：外焊、內(nèi)焊、技術(shù)根焊以及外焊內(nèi)銅襯墊根焊強(qiáng)制成型加外自動焊；全自動焊的熱焊可采用藥芯焊絲＋氣保護(hù)焊、實(shí)芯焊絲＋氣保護(hù)焊、熔化極氬弧焊等工藝。根據(jù)以上分析和各種焊接方法的應(yīng)用情況，