長輸管道焊接技術(shù)-

1、長輸管道工程焊接技術(shù)長輸管道工程焊接技術(shù)根據(jù)我國管道施工企業(yè)的經(jīng)濟實力、人員根據(jù)我國管道施工企業(yè)的經(jīng)濟實力、人員的技術(shù)水平、設(shè)備情況和環(huán)境狀況，目前長輸?shù)募夹g(shù)水平、設(shè)備情況和環(huán)境狀況，目前長輸管道工程采用的焊接方法有：管道工程采用的焊接方法有： 手工焊條上向焊；手工焊條上向焊； 手工焊條下向焊；手工焊條下向焊； 自保護藥芯焊絲半自動焊；自保護藥芯焊絲半自動焊； STT氣體保護半自動焊；氣體保護半自動焊；管道全位置自動焊；管道全位置自動焊； 埋弧自動焊埋弧自動焊(雙管聯(lián)焊雙管聯(lián)焊)。1 手工焊條上向焊焊接工藝簡介1.1 用途用途 主要用于中小管徑和焊縫的返修焊接。主要用于中小管徑和焊縫的返修焊接

2、。1.2 工藝特點工藝特點 焊接設(shè)備簡單，只需要一臺手工弧焊電源；焊接設(shè)備簡單，只需要一臺手工弧焊電源； 焊接材料：根焊道采用焊接材料：根焊道采用E6010焊條焊條(在外部返修根焊道缺陷時在外部返修根焊道缺陷時用用)， 其它焊道采用其它焊道采用E5015 (CHE507GX)焊條；焊條； 操作難度較大；操作難度較大； 焊縫無損檢測合格率較低；焊縫無損檢測合格率較低； 焊縫力學性能較好，特別是具有較高的塑韌性和抗裂性；焊縫力學性能較好，特別是具有較高的塑韌性和抗裂性； 焊接效率低。焊接效率低。2 手工焊條下向焊焊接工藝簡介2.1 用途用途 主要用于中等管徑的焊接，也用于較大管徑，主要用于中等管徑

3、的焊接，也用于較大管徑，山區(qū)等地形較復雜，自動焊和半自動焊設(shè)備無法進山區(qū)等地形較復雜，自動焊和半自動焊設(shè)備無法進入的地段或連頭焊口的焊接。入的地段或連頭焊口的焊接。2.2 工藝特點工藝特點 焊接設(shè)備簡單，只需性能優(yōu)良的手工弧焊直流電焊接設(shè)備簡單，只需性能優(yōu)良的手工弧焊直流電源；源； 根焊道焊接采用根焊道焊接采用E6010纖維素焊條，此焊條的操作纖維素焊條，此焊條的操作性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格的焊縫；的焊縫； 熱焊道采用熱焊道采用E8010-G纖維素焊條，此焊條同樣具纖維素焊條，此焊條同樣具有良好的操作性能；有良好的操作性能； 填充

4、、蓋面焊道采用填充、蓋面焊道采用E8018-G低氫下向焊焊條，低氫下向焊焊條，此焊條的操作性能較差；此焊條的操作性能較差； 焊縫無損檢測合格率比手工上向焊高，但比纖焊縫無損檢測合格率比手工上向焊高，但比纖維素焊條下向焊和藥芯焊絲下向焊低；維素焊條下向焊和藥芯焊絲下向焊低； 焊縫力學性能較好，具有較高的塑韌性和抗裂焊縫力學性能較好，具有較高的塑韌性和抗裂性；性； 鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱焊條選用焊條選用GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5LAWS A5.1AWS A5.1AWS A5.5AWS A5.5GB/T 5117GB/T 5117GB/T 511

5、8GB/T 5118L210L210L245L245L290L290L320L320L360L360A AB BX42X42X46X46X52X52根焊道根焊道E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊道L390L390L415L415X56X56X60X60根焊道根焊道E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊道E7010E7010E5010E5010L450L450L485L485X65X65X70X70根焊道根焊道E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊道E8010E8010E5510E5510纖維素型下向焊條選用纖維素型下向焊條選用 鋼級鋼級焊道名

6、稱焊道名稱焊條選用焊條選用GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5LAWS A5.1AWS A5.1AWS A5.5AWS A5.5GB/T 5117GB/T 5117GB/T 5118GB/T 5118L210L210L245L245L290L290L320L320L360L360A AB BX42X42X46X46X52X52根焊道根焊道E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊道E7018E7018E5018E5018L415L415L450L450L485L485X60X60X65X65X70X70根焊道根焊道E6010E6010E70

7、10E7010E4310E4310E5010E5010其余焊道其余焊道E8018E8018E9018E9018E5518E5518 E6018 E6018纖維素型纖維素型+低氫型焊條選用低氫型焊條選用 3 自保護藥芯焊絲半自動下向焊焊接工藝簡介自保護藥芯焊絲半自動下向焊，目前采用了自保護藥芯焊絲半自動下向焊，目前采用了3種種根焊焊接方法，分別是纖維素焊條下向焊、低氫焊條根焊焊接方法，分別是纖維素焊條下向焊、低氫焊條上向焊、上向焊、STT半自動焊。半自動焊。3.1 用途用途 藥芯焊絲半自動下向焊，目前是我國長輸管道工藥芯焊絲半自動下向焊，目前是我國長輸管道工程的主要焊接方法之一。程的主要焊接方法

8、之一。3.2 工藝特點工藝特點 3.2.1 焊條電弧焊焊條電弧焊(根焊根焊)+自保護藥芯焊絲半自動焊自保護藥芯焊絲半自動焊(填充、蓋面焊填充、蓋面焊)的工藝特點的工藝特點 焊接設(shè)備比較簡單，只比手工焊增加一臺送焊接設(shè)備比較簡單，只比手工焊增加一臺送絲機；絲機； 焊接材料：根焊道采用焊接材料：根焊道采用E6010纖維素焊條，其纖維素焊條，其它焊道采用它焊道采用E71T8-Ni1藥芯焊絲；藥芯焊絲； 此焊接方法具有較強的抗風能力，在風力不此焊接方法具有較強的抗風能力，在風力不大于大于10m/s的情況下，風速對焊接質(zhì)量無明顯的影的情況下，風速對焊接質(zhì)量無明顯的影響；響； 焊縫無損檢測合格率高；焊縫無

9、損檢測合格率高； 焊縫的力學性能較好，但焊縫的塑韌性值焊縫的力學性能較好，但焊縫的塑韌性值(特別是低溫韌性特別是低溫韌性)具有較大的分散性；具有較大的分散性；鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱焊材選用焊材選用GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5LAWS A5.1AWS A5.1AWS A5.29AWS A5.29GB/T 5117GB/T 5117GB/T 17493GB/T 17493L360L360L415L415L450L450L485L485X52X52X60X60X65X65X70X70根焊道根焊道E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊

10、道E71T8-Ni1E71T8-Ni1E71T8-K6E71T8-K6E501T8-Ni1E501T8-Ni1E501T8-K6E501T8-K6纖維素纖維素+自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用 3.2.2 STT半自動焊半自動焊(根焊根焊)+自保護藥芯焊絲半自動自保護藥芯焊絲半自動焊焊(填充、蓋面焊填充、蓋面焊)工藝特點工藝特點 由于填充、蓋面焊用的焊接方法與由于填充、蓋面焊用的焊接方法與3.2.1相同，相同，這里主要介紹這里主要介紹STT半自動焊的工藝特點。半自動焊的工藝特點。 電弧燃燒穩(wěn)定；電弧燃燒穩(wěn)定； 操作容易；操作容易； 飛濺極??；飛濺極?。?焊縫

11、成形美觀；焊縫成形美觀； 焊接煙塵和噪聲小；焊接煙塵和噪聲??； 焊接成本較低；焊接成本較低； 與手工焊相比焊接效率較高；與手工焊相比焊接效率較高； 抗風能力較差?？癸L能力較差。 由于由于STT根焊焊道的厚度一般可達根焊焊道的厚度一般可達4mm，且不需，且不需用砂輪機進行清理，所以在焊接藥芯焊絲半自動用砂輪機進行清理，所以在焊接藥芯焊絲半自動焊后續(xù)焊道時，不易產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象。焊后續(xù)焊道時，不易產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象。鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱焊材選用焊材選用GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5LAWS A5.18AWS A5.18AWS A5.29AWS A5.29G

12、B/T 5118GB/T 5118GB/T 17493GB/T 17493L450L450L485L485X65X65X70X70根焊道根焊道ER70S-GER70S-GER50-GER50-G其余焊道其余焊道E71T8-Ni1E71T8-Ni1E71T8-K6E71T8-K6E501T8-Ni1E501T8-Ni1E501T8-K6E501T8-K6L555L555X80X80根焊道根焊道ER70S-GER70S-GER50-GER50-G其余焊道其余焊道E81T8-Ni2E81T8-Ni2-STT+自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用 4 管道全位置自動焊焊

13、接工藝簡介目前我國采用的管道自動焊設(shè)備主要有目前我國采用的管道自動焊設(shè)備主要有PAW2000、NOREAST、CRC、PWT等自動焊設(shè)備。等自動焊設(shè)備。焊接工藝組合如下：焊接工藝組合如下： STT半自動焊半自動焊+PAW2000管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； STT半自動焊半自動焊+ NOREAST管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； STT 半自動焊半自動焊+CRC管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； 37.51.5 1.30.5 mm 451.5 T 51.5 1.30.5 mm 2.50.5 mm CRC自動焊的坡口形式自動焊的坡口形式是典型的窄坡口設(shè)計，實際應(yīng)用中可節(jié)省焊接填充材料和保護氣，

14、確保焊接的高效率。另外焊縫接頭受熱范圍小，力學性能更好。外焊機（外焊機（P600）P600型雙焊槍自動焊設(shè)備適用于管道外自動焊，其主要優(yōu)點是焊接成形好、質(zhì)量穩(wěn)定、速度快，且操作簡便、結(jié)實耐用，是管道安裝施工的有利工具。 焊接電源送絲裝置P600的機頭 CRC管道內(nèi)外自動焊；管道內(nèi)外自動焊；NOREAST自動內(nèi)焊焊自動內(nèi)焊焊+PAW2000管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； NOREAS自動內(nèi)焊焊自動內(nèi)焊焊+NOREAST管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； NOREAST自動內(nèi)焊焊自動內(nèi)焊焊+CRC管道外焊自動焊；管道外焊自動焊； PWT外焊自動焊外焊自動焊(根焊根焊)+PAW2000管道外焊自動焊

15、；管道外焊自動焊； PWT外焊自動焊外焊自動焊(根焊根焊)+NOREAST管道外焊自動焊管道外焊自動焊4.1 根焊焊接工藝根焊焊接工藝4.1.1 管道內(nèi)焊自動焊管道內(nèi)焊自動焊 管道內(nèi)焊自動焊設(shè)備是一種專門用于管道內(nèi)焊根管道內(nèi)焊自動焊設(shè)備是一種專門用于管道內(nèi)焊根焊道的焊接設(shè)備。焊道的焊接設(shè)備。1016管道內(nèi)焊機，有管道內(nèi)焊機，有6個焊接機頭，個焊接機頭，左右兩側(cè)各三個。每個機頭分別焊接左右兩側(cè)各三個。每個機頭分別焊接60+5mm范圍范圍焊道的焊接。左焊道的焊接。左(或右或右)側(cè)的三個機頭同時焊接，左側(cè)的三個機頭同時焊接，左(或或右右)側(cè)焊接完成后，右側(cè)焊接完成后，右(或左或左)側(cè)的三個機頭同時開

16、始焊側(cè)的三個機頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。接，焊接方向都是下向焊。 1219管道內(nèi)焊機，有管道內(nèi)焊機，有8個焊接機頭，左右兩側(cè)各個焊接機頭，左右兩側(cè)各4個。每個機頭分別焊接個。每個機頭分別焊接45+5mm范圍焊道的焊接。左范圍焊道的焊接。左(或右或右)側(cè)的側(cè)的4個機頭同個機頭同時焊接，左時焊接，左(或右或右)側(cè)焊接完成后，右側(cè)焊接完成后，右(或左或左)側(cè)的側(cè)的4個機個機頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。此焊接設(shè)備的此焊接設(shè)備的最大優(yōu)點是焊接速最大優(yōu)點是焊接速度快，焊接一道根度快，焊接一道根焊焊道的純焊接時焊焊道的純焊接時間只需間只需100s左右。左

17、右。但此焊接設(shè)備通常但此焊接設(shè)備通常只能適用一種管徑只能適用一種管徑鋼管的焊接以及對鋼管的焊接以及對管口的組裝質(zhì)量要管口的組裝質(zhì)量要求較高，這是此焊求較高，這是此焊接設(shè)備的兩個缺陷。接設(shè)備的兩個缺陷。 圖圖1 1 內(nèi)焊機管道自動焊坡口型內(nèi)焊機管道自動焊坡口型式式515809075904.1.2 PWT管道自動焊管道自動焊 PWT管道自動焊設(shè)備是一種從管外部焊接根管道自動焊設(shè)備是一種從管外部焊接根焊焊道、填充焊道和蓋面焊道的管道自動焊設(shè)備。焊焊道、填充焊道和蓋面焊道的管道自動焊設(shè)備。PWT管道自動焊設(shè)備在西氣東輸管道工程主要用管道自動焊設(shè)備在西氣東輸管道工程主要用于根焊道的焊接。于根焊道的焊接。

18、 PWT管道自動焊設(shè)備主要由柴油機驅(qū)動的焊管道自動焊設(shè)備主要由柴油機驅(qū)動的焊接電源、焊接電流控制系統(tǒng)、焊接小車控制系統(tǒng)、接電源、焊接電流控制系統(tǒng)、焊接小車控制系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、焊接小車、編程器和焊接小供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、焊接小車、編程器和焊接小車軌道等部分組成。車軌道等部分組成。表表1 PWT1 PWT焊接系統(tǒng)與內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)比較焊接系統(tǒng)與內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)比較項項 目目PWTPWT自動焊系統(tǒng)自動焊系統(tǒng)內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)機頭所處位置機頭所處位置管外部管外部管內(nèi)部管內(nèi)部機頭數(shù)量機頭數(shù)量( (個個) )2 26 6（8 8）焊接方向焊接方向下向下向下向下向焊接時間焊接時間(s)(s)

19、240240100100輔助時間輔助時間(min)(min)8 88 8PWT焊接系統(tǒng)與內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)的主要區(qū)別見表焊接系統(tǒng)與內(nèi)焊機焊接系統(tǒng)的主要區(qū)別見表1。4.2 填充蓋面焊焊接工藝填充蓋面焊焊接工藝4.2.1 PAW2000管道自動外焊機管道自動外焊機 PAW2000管道自動焊設(shè)備是由管道特種機械研究管道自動焊設(shè)備是由管道特種機械研究所研制的，全套設(shè)備由焊接小車、焊接小車軌道、計所研制的，全套設(shè)備由焊接小車、焊接小車軌道、計算機自動控制柜、手持操作盒、筆記本電腦、氣體配算機自動控制柜、手持操作盒、筆記本電腦、氣體配比器、氣瓶和電源等組成。比器、氣瓶和電源等組成。 PAW2000管道自動焊設(shè)

20、備是用計算機精確控制各管道自動焊設(shè)備是用計算機精確控制各焊接位置的焊接工藝參數(shù)，自動控制的工藝參數(shù)有：焊接位置的焊接工藝參數(shù)，自動控制的工藝參數(shù)有：送絲速度、焊接速度、擺動幅度、擺動速度、兩側(cè)停送絲速度、焊接速度、擺動幅度、擺動速度、兩側(cè)停留時間。只要參數(shù)設(shè)定準確、焊工操作得當，可焊接留時間。只要參數(shù)設(shè)定準確、焊工操作得當，可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質(zhì)焊道。焊槍的擺動方式為平出除根焊道外的各種優(yōu)質(zhì)焊道。焊槍的擺動方式為平擺，可焊接擺，可焊接V型、型、U型及復合型坡口，一次焊接焊道型及復合型坡口，一次焊接焊道的最大寬度為的最大寬度為30mm。 4.2.2 NOREAST管道自動外焊機管道自動外焊

21、機 NOREAST管道自動外焊機是從英國引進的，也是管道自動外焊機是從英國引進的，也是較早應(yīng)用于我國管道工程的管環(huán)焊縫自動焊設(shè)備。全套較早應(yīng)用于我國管道工程的管環(huán)焊縫自動焊設(shè)備。全套設(shè)備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數(shù)輸入設(shè)備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數(shù)輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。器、供氣系統(tǒng)和電源等。 NOREAST管道自動外焊機是用計算機精確控制各管道自動外焊機是用計算機精確控制各焊道的焊接工藝參數(shù)，在焊接過程中計算機不能對焊接焊道的焊接工藝參數(shù)，在焊接過程中計算機不能對焊接參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，部分工藝參數(shù)可在一定的范圍內(nèi)手參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，部分工藝參數(shù)可在一定的范圍內(nèi)手動

22、調(diào)節(jié)。自動控制的工藝參數(shù)有：送絲速度、焊接速度、動調(diào)節(jié)。自動控制的工藝參數(shù)有：送絲速度、焊接速度、擺動頻率。只要參數(shù)設(shè)定準確、焊工的操作水平較高即擺動頻率。只要參數(shù)設(shè)定準確、焊工的操作水平較高即可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質(zhì)焊道。焊槍的擺動方式可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質(zhì)焊道。焊槍的擺動方式為角擺，可焊接為角擺，可焊接V型、型、U型及復合型坡口，一次焊接焊型及復合型坡口，一次焊接焊道的最大寬度為道的最大寬度為15mm。 4.2.3 CRC管道自動外焊機管道自動外焊機 CRC管道自動外焊機是從美國引進的管道自動管道自動外焊機是從美國引進的管道自動焊設(shè)備，全套設(shè)備包括焊接小車、小車軌道、控制焊設(shè)備，全套設(shè)備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數(shù)輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。分為箱、焊接參數(shù)輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。分為P200、P260、P600等。等。 P200和和P260 焊機是單焊槍焊機，可用于全部外焊機是單焊槍焊機，可用于全部外焊焊道的焊接。焊焊道的焊接。 P600是雙焊槍焊機，可用于填充和蓋面焊道的是雙焊槍焊機，可用于填充和蓋面焊道的焊接。通常情況下焊接填充焊道時，兩焊槍一次焊焊接。通常情況下焊接填充焊道時，兩焊槍一次焊接完成兩層焊道；焊接蓋面焊道時，兩焊槍完成一接完成兩層焊道；焊接蓋面焊道時，兩焊槍完成一層排