TIG焊接技术在运输承压石油管线中的应用

摘 要：随着工业科技的发展，我国的石油管线运输建设也取得了很大的成果，管线工程正在逐年增加，对其施工质量要求也越来越高。在石油运输管线的建设中工序比较复杂，不同种类的输送介质，需要不同管材的管线工程，而且它们的连接方法也各不相同，在诸多连接方式中，管线焊接是石油管线施工中一个重要的环节。本文主要探讨TIG焊接技术在运输承压石油管线中的应用。

关键词：TIG焊接技术 运输承压 石油管线

石油管线运输主要用于能源材料的输送方式，比如石油、天然气、化工原料等。在管线工程建设中管材的连接有很多中方式，但是对于承受压力比较大的石油管道大部分用的是焊接连接。石油管线工程焊接结构与其他的焊接在两架结构和网架结构等方面存在很大的不同，因为管线需要承接一定的压力，它要求焊接接头必须具有一定的强度、韧度以及良好的致密性，以便使石油管线系统的运行更加安全。

一、石油管线的TlG 焊接技术综述

在石油管线焊接技术中，传统的焊接方法对管线焊接质量的控制不准，而且焊后容易出现夹渣，影响焊接质量。为了解决这类问题，通过多年的实践与改进，现在石油管道运输管材的焊接主要运用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面等方法进行焊接。这类焊接方法具有很多的优点，比如电弧清晰，操作简便，焊接后无残渣、气孔等焊接缺陷，而且这种焊接方式焊接后变形以及裂纹的倾向比较小。TIG焊接技术是一种在在惰性气体的保护下完成焊接过程的焊接工艺，它主要利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝来完成焊接的，焊接时惰性气体从焊枪从焊枪喷嘴中连续不断的喷出，然后在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，保护气主要是防止其对钨极、熔池及邻近热影响区产生不好的影响，通过这种方式获得优质的焊缝，提高焊接质量，达到石油管线运输对焊接工艺的要求。

二、承压石油管线的TIG 焊接技术

传统的承压石油管线焊接技术主要是运用焊条电弧焊打底并盖面的方式进行对接焊接，在焊接过程中容易出现气孔、焊渣等焊接缺陷，影响石油的安全运输。过去时常发生石油管道爆破事件事故，大部分是因为管道在焊接过程中缝痕根部有严重的未焊透现象。为了改变这种情况，人们现在开始运用一种焊接质量比较高的TIG 焊接技术。下面我们主要来分析以下TIG 焊接技术。

1.TIG焊接特点

TIG焊接使用纯钨或活化钨作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，它的全称是非熔化极气体保护焊，简称TIG。TIG焊接的优点为：因为在焊接过程中有保护气体的存在，所以焊缝金属纯度比较高，性能好；焊接时加热比较集中，所以焊件的不易变形；电弧稳定性好，在电流比较小时，电弧也能稳定燃烧；另外焊接时观察方便，致密性好，无飞溅，穿透性强。成型美观等。而且TIG焊接自动化水平比较高，大大提高了焊接效率。

2.管线焊口的TlG 焊接技术。

TlG 焊接设备主要由焊接电源、焊枪、供气系统、冷却系统以及控制系统等组成，其中焊接电源有两种类型，交流电源和直流电源。交流电源主要运用于焊接铝以及铝合金、镁以及镁合金，直流电源主要运用于碳钢、合金钢、铜及其铜合金等。TIG 焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、控制钮等部件构成，它的主要作用是传导电流、输送氩气及控制整机工作系统等，焊枪也有两种类型：自冷式和水冷式。

焊接材料的选择要可考虑焊接方式与管壁的特性等，进行合理的选择。石油运输管道焊接中，钨极氩弧焊所用材料一般选择钨极、氩气以及填充材料。填充材料一般用焊丝和可熔环，焊丝的选择不同的焊接方式运用的焊丝大小不同，管线焊口打底焊一般采用2.5mm焊丝，对于管壁特别薄的小直径管子也用2.Omm 焊丝。

3.TlG焊接工艺

在石油运输管道焊接中如果要想获得优质的打底焊接，要保证焊接设备一直处于正常的运行状态、选择合适的运行材料，另外还需要有一定的焊接工艺来配合整个工序的进行，而且焊接工艺还要有技术水平高的焊工进行操作。

焊接前的准备工作

在对管线进行焊接前，首先将焊丝放在木板或者木箱内，并且把它们存放在干燥处，焊前用丙酮擦拭干净。另外坡口内外两侧20毫米范围内表面的油污、氧化皮等应该清除干净，使焊丝保持清洁、干净。

管材坡口型及尺寸

一般情况下，石油运输管道的管材坡口为60度，管间隙大概2毫米左右。坡口的形式一般采用有v 形、U 形或者双v 形。

管子组对

管子的组对和焊接一般用自制能调校宽窄并带有橡胶滚辘的台架上进行，以利控制错边量来达到焊接平稳的效果。在TlG焊接工艺中焊口组对的焊接精度直接影响着焊缝内部的质量，所以焊接时一定要注意管口不能错边，管子装配同轴，否则会影响打底层管壁内成形的质量，导致焊接出现未焊透的缺陷，影响管道运输的安全性。

氩气保护措施

对于高合金热强钢及奥氏体不锈钢管线焊口，必须进行充氩保护。充氩有两种方式：一种是整条管线充满氩，适用于直径很小的管子，如不锈钢取样管。直径较大的管线通常采用可溶纸或安装活塞于焊口两侧管子内，形成一个小气室仅在气室内充氩。为防止氩从对口间隙中大量泄漏，焊前需在间隙中嵌入一圈石棉绳或粘上一圈胶带，焊接过程中随时将有碍施焊的部分扯去。打底焊结束时，迅速拔出氩气管并补好洞眼。作为气室壁的可溶纸在焊口热处理时被烧成灰烬，水压试验后随水排除。内壁充亚气流量随气室大小及漏气程度而变化，以达到既保护良好，又不致因流量太大而引起焊缝内凹为宜。

焊接参数

依据管道焊接的口径和壁厚程度选择焊接次数，具

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体的焊接参数见表一。

表一：焊接参数

焊层 氩气流量（L/min） 喷嘴直径mm 焊接电流（A） 电弧电压（V）

1 8-12 8 100 18

2 8-12 8 100 18

3 10-15 8 120 20

4 10-15 8 120 20

结语：TIG焊接技术是目前一种工艺水平比较高的焊接技术，由于它操作简单、性能好、不易变形、稳定性好、致密性好，无飞溅，穿透性强、成型美观等特点，以及给被广泛应用于石油管道运输中，并且取得良好的额效果。

参考文献：

[1]阮洪峰.浅析石油运输管线的焊接技术[J].中国石油和化工标准与质量2012，33（z1）：112-114

[2]李国锋.石油运输承压石油管线的TIG焊接技术[J].中国化工贸易2013，5（z2）：160-161

[3]陈少锋.TIG在高纯度洁净管焊接中的应用[J].机电技术2009，32（3）：103-104

作者简介：

王立刚（（19830927））男 籍贯：辽宁朝阳 助理工程师 本科 抚顺石化工程建设有限公司第三分公司质检科

杨闯（19870109）男 籍贯：辽宁辽阳 助理工程师 本科 抚顺石化工程建设有限公司第三分公司工程二队

南雁涛（19841010）男 籍贯：陕西省渭南市 助理工程师 函授本科 抚顺石化工程建设有限公司第三分公司工程一队