浅析管道焊接工艺

【摘 要】目前管道运输在我国得以快速的发展，管道运输主要以石油和天然气介质为主，同时还包括一些其它的工业气体，由于所输送的介质的特殊性，所以管道网的组建是十分重要的，而且管道网组建过程中通常都是通过焊接方式来实现的，所以焊接质量是至关重要的。但在管道焊接中对焊接质量产生影响的因素较多，所以需要选择适合的焊接工艺，从而保证管道工程的质量。本文从焊接在管道建设中的特点入手，分析了焊接方法的选择，并进一步对管道焊接工艺进行了具体的阐述。

【关键词】管道；焊接工艺；质量；焊接方法

随着我国管道运输的发展，其在国民经济建设中的重要性得以充分的体现，由于管道运输的介质较为特殊，多数是以石油、天然气和工业用气体为主，所以管道的焊接质量至关重要。特别是管道接头的焊接对于管道的质量更是有着至关重要的作用，因此需要选择适宜的焊接工艺来保证管道的质量，确保管道运输在当前我国经济快速发展的大环境下发挥着重要的作用。

1 焊接在管道建设中的特点

1.1 在管道建设中，其焊接工作处于流动状态，其作业点需要随着施工进度的进行而不断的进行移动，所以对于始终处于移动状态下的焊接作用，对其质量进行控制则其难度无形中有所增加。

1.2 长输管道在施工过程中需要穿地不同的地形环境，由于施工场地的复杂性，对焊接工作的影响较大，这就需要根据各地的地形地貌特点来采取适宜的焊接方法，从而使其满足更好的适应工程的质量要求。

1.3 由于长输管道施工工期较长，在施工过程中可能面临各种恶劣环境，而这些风、雨、雪、温度及温度等都会直接影响到焊接的质量，使工程的质量无法满足设计的要求。

1.4 在焊接工作中对其质量影响的因素较多，其焊接设备、工艺、材料和焊工的技能等都可能对焊接质量带来一定的影响。

1.5 在长输管道焊接工作中，由于影响因素较多，所以有些时候在施工现场就有较多的留头，而接头数量的增加也增加了焊接的数量，使焊接成本增加，使其质量也很难得到保证。

2 焊接方法的选择

长输管道的焊接，需要选择一个科学合理的焊接方法，所以焊接方案不仅要确保其具有较好的经济性，而且还要在保证质量的前提下使其保持较高的生产效率。所以一个科学合理的焊接方法不仅在技术上具有较好的可行性，同时也要保证与施工进度的一致性。因此，经济有效的焊接方法对于焊接质量具有极其重要的作用。

2.1 选择焊接方法应考虑的因素包括管子直径、壁厚、管子级别、设计条件、管道长度以及施工地点等。

2.2 直径和壁厚主要影响长输管道手工下向焊和（ 半） 自动焊方法的选择。

由于管径的不同，所选择的焊接方法也有所不同，所以在什么时候用手工焊还是自动焊是有一定区别的。这就由于管径的大小不同来决定，对于小于0.6米的直径管道在进行焊接时则以手工下向焊为宜，而大于0.6米直径的管道焊接时，则需要根据施工进度的要求来选择手工焊或是自动焊。而在进行大口径和大壁厚的管道焊接时，则需要采用自动焊接的方法进行，特别是长距离的输送管理，自动焊接更是最优先的选择。

2.3 对于特殊用途的管道，如进行酸性介质输送，或是对焊缝具有较高韧性要求的管道，在设计要则在选择更为适宜的焊接方法，其焊接工艺不能随意进行应用，应得到允许才能进行采用。

2.4 一般认为， 手工下向焊可用于焊接 X70 等级以下的管道， 并且实践证明也是成功的。对于 X70 等级以上的管道， 为了保证焊接质量和较高的韧性条件， 需要考虑其他的焊接方法。

2.5 尽管自动焊也存在着一定的弊端，但对于在野外施工的环境中，利用自动焊施工方法可以有效的减轻焊工的劳动强度，使其从繁重的工作中解脱出来，同时对焊接质量也有一定的保证作用。

3 管道焊接工艺

3.1 现场焊接的特点

长输管道由于其主要以输送石油和天然气为主，这就需要焊接工作大多时候都在处于油气所处的地理位置范围内，恶劣的环境无形中增加了焊接的难度。而在现场焊接施工中，通常都是采用对口器进行管口的对接，而为了有效的保证施工的速度，则在进行前一个管口对接时，则需要准备下一个管口的对接工作。这样就会有较大的附加应力产生，而且在现场焊接工作中，由于管道位置的需要，则各种焊接位置都可能存在，这就需要焊接工作要具有较高水平的操作能力，对其具有较高的技术要求。而且当前由于管道行业发展速度的加快，不仅对管道的输送压力和直径都有较高的要求，同时管线钢也开始向高强化、高韧化方向发展，再加之管径的大型化和管道壁的厚度不断增大，所以对焊接工作也提出了更高的要求。

3.2 管道施工焊接工艺方法

3.2.1 根焊

目前根焊的方法主要有内焊机根焊， 纤维素焊条手工焊打底， 半自动焊打底和脉冲焊打底。纤维素焊条手工焊主要借助于纤维素焊条药皮中的有机物增强电弧吹力， 将熔滴以小颗粒过渡到熔池中去， 从而实现单面焊双面成形。半自动焊属于CO2气体保护焊， 它是通过精确的基值、峰值电流和电压控制， 使熔滴过渡更利于成形， 焊接过程稳定， 解决了飞溅问题和单面焊双面成形的难题。脉冲焊是最近几年相关科研人员研究的一种新的根焊方法， 有试验表明此方法在单面焊双面成形方面取得了较好的效果。

3.2.2 填充和盖面

自动外焊机填充、盖面是在施工环境比较好的地方采用的一种焊接方式； 大多数情况下采用药芯焊丝自保护焊接方法。自保护药芯焊丝半自动焊技术在我国是 20 世纪 90 年代开始应用到管道施工中的， 主要用来填充和盖面。其特点为熔敷效率高， 全位置成形好， 环境适应能力强， 焊工易于掌握， 是目前管道施工的一种重要焊接工艺方法。由于焊丝中含有保护药粉， 焊接过程中药粉中的造渣剂、造气剂迅速溶解保护焊缝， 同时药粉中的合金元素能够改善焊缝性能。相比于气体保护焊接方式， 特别是在野外施工条件下可以省略保护气体， 然而药芯焊丝的价格问题导致了该焊接方式成本偏高。

4 结束语

自我国加入世界贸易组织以来，也有效的带动了当前管道业的建设。目前国内外焊接设备和焊接材料的市场处到激烈的竞争当中，而当前管道业的发展，也使管道用钢开始向高强度的方向发展，这样就对焊接技术提出了更高的要求，只有不断进行焊接技术的创新，才能有效的提高市场竞争能力，使我国的管道业得以健康、持续的发展。所以在实际施工当中，对于大直径、大壁厚管道， 在地区、人为条件较理想情况下， 自保护半自动焊应当大力推广应用。双联管焊接技术在条件允许的情况下， 应推广应用； 普通管道可以引进闪光焊， 但要根据管道设计对焊缝冲击韧性要求， 进行试验研究； 双头气体保护焊可提高工效宜加紧研究， 并推广应用； 单面焊双面成形设备应结合工艺试验加快研制步伐。从而提高我国的管道焊接的水平，使其在国际市场上具有较强的竞争力。

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