管道工程管道焊接技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

管道焊接技術(shù)基本知識(shí)中國(guó)石油管道焊接培訓(xùn)中心呂向陽(yáng)第一部分、基礎(chǔ)知識(shí)一、管道工程的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)管線的要求鐵路、公路、航空、水運(yùn)與管道運(yùn)輸統(tǒng)稱為五大運(yùn)輸業(yè)。管道運(yùn)輸是最為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的一種運(yùn)輸方式。特別是對(duì)于石油、天然氣等流體來(lái)說(shuō)更為有效，其特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、安全和不間斷。由于管道運(yùn)輸?shù)挠行?，目前它還作為煤、礦漿和其它固體物質(zhì)的重要輸送手段。由于管線運(yùn)輸具有運(yùn)量大、距離長(zhǎng)、成本低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，因此，管道運(yùn)輸業(yè)在國(guó)際上得到迅速的發(fā)展。目前全世界石油、天然氣管道的總長(zhǎng)度已超過(guò)230x104km，并以每年3%的速度增加，全世界將建設(shè)數(shù)百條油氣長(zhǎng)輸管線，石油工業(yè)的巨大市場(chǎng)有利地促進(jìn)了管線鋼、焊接材料、焊接工藝及焊接設(shè)備的發(fā)展。從最初的工業(yè)管道至今，油氣管線建設(shè)經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展。早期建設(shè)的管線，離中心城市較近，地理環(huán)境和社會(huì)依托條件都較優(yōu)越。如今新發(fā)現(xiàn)的油田大都在邊遠(yuǎn)地區(qū)或地理?xiàng)l件惡劣的地帶，如美國(guó)的普魯?shù)禄魹?、歐洲的北海油田、俄羅斯的西伯利亞以及我國(guó)的西部油田等。隨著海上油田、極地油氣田的開發(fā)，對(duì)新時(shí)期的管道建設(shè)提出了更高的要求。目前管道工程的發(fā)展趨勢(shì)有如下特點(diǎn)：1、大口徑、長(zhǎng)距離、高壓輸2、高寒和腐蝕的服役環(huán)境3、海底管線的厚壁化二、常用金屬材料的物理、力學(xué)性能

一）

常用金屬材料的物理性能1．

密度某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的密度。2．

熔點(diǎn)3．

導(dǎo)熱性4．

熱膨脹性5．

導(dǎo)電性6．

磁性二）

常用金屬材料的力學(xué)性能

力學(xué)性能是指金屬在外力作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能，包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。1．強(qiáng)度：在靜載作用下，抵抗變形和斷裂的能力。1）

屈服強(qiáng)度2）

抗拉強(qiáng)度2．塑性：在靜載作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。1）

延伸率2）

斷面收縮率3．硬度：金屬表面抵抗變形的能力。HBSHRHV4．沖擊韌性：在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力5．疲勞強(qiáng)度：三常用金屬材料的性能和用途一）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能和用途碳素鋼簡(jiǎn)稱碳鋼，是指含碳量小于2.11%的鐵碳合金1．分類（1）按鋼的焊碳量分類1）

低碳鋼(含C≤O．25％)2）

中碳鋼(含C為o．25％～0．60％)3）

高碳鋼(含c>o．6％)（2）按鋼的質(zhì)量分類以含硫磷量劃分1）

普通質(zhì)量鋼含P≤0．045％，S≤O．05％；2）

優(yōu)質(zhì)鋼含P、S均≤0．035％3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼含P≤o．035％，S≤0．03％混入的雜質(zhì)含量則限制得更嚴(yán)（3）按鋼的用途分類1）強(qiáng)度用鋼：根據(jù)強(qiáng)度選用2）特殊用鋼：耐熱、耐蝕、低溫用鋼2、強(qiáng)度用鋼

ós≥294Mpa的叫高強(qiáng)鋼，由ós及熱處理狀態(tài)分：熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼、微合金控軋鋼、CF、Z向鋼、大線能量鋼等（1）熱軋正火鋼熱軋或正火狀態(tài)下供貨，非熱處理強(qiáng)化鋼，ós=294-490N/mm。ex:16Mn15MnV15MnVN18MnMoNb另CF微合金控軋、Z向綱等。（2）低碳調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨，熱處理強(qiáng)化鋼，ós=441-980N/mm2塑韌性好。ex:14MnMoVN14MnNbB調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊后不熱處理（3）中碳調(diào)質(zhì)鋼[c]≥0.3%強(qiáng)度↑↑熱處理鋼，韌性差。ós=880-1176N/mmex:40Cr35CrMoA。退火狀態(tài)下焊接，焊后熱處理。（4）微合金控軋鋼高強(qiáng)度、高韌性加入少量NbVTi+控軋①通過(guò)控軋使A晶粒變形破碎-細(xì)化②加入NbVTi控制A晶粒長(zhǎng)大，變形A再結(jié)晶形成極細(xì)F③NbVTi的碳?xì)浠衔镔|(zhì)點(diǎn)在鐵素體中析出強(qiáng)化④↓CSP雜質(zhì)形態(tài)，強(qiáng)化韌性ex:X60X70X80X1003、常用管線性能

在國(guó)內(nèi)管線鋼的主要標(biāo)準(zhǔn)是GB9711,主要有：L210、L245、L290、L320、L360、L390、L415、L450、L485、L555。在國(guó)外管線鋼的主要標(biāo)準(zhǔn)是APISpec5L，主要有：A25、A、B、X42、X46、X52、X56、X60、X65、X70、X80、X100第二二部部分分、、新新建建管管道道焊焊接接技技術(shù)術(shù)一、、焊焊接接技技術(shù)術(shù)焊接接施施工工是是長(zhǎng)長(zhǎng)輸輸管管道道建建設(shè)設(shè)過(guò)過(guò)程程中中重重要要的的工工藝藝之之一一，，它它制制約約著著管管道道建建設(shè)設(shè)的的質(zhì)質(zhì)量量和和效效率率，，隨隨著著石石油油及及天天然然氣氣資資源源的的開開發(fā)發(fā)，，管管線線鋼鋼的的級(jí)級(jí)別別、、性性能能的的提提高高，，焊焊接接材材料料、、焊焊接接技技術(shù)術(shù)也也隨隨之之提提高高和和發(fā)發(fā)展展。。我國(guó)國(guó)鋼鋼質(zhì)質(zhì)管管道道環(huán)環(huán)縫縫焊焊接接技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)歷歷了了幾幾次次大大的的變變革革：：1、、20世世紀(jì)紀(jì)70年年代代采采用用傳傳統(tǒng)統(tǒng)焊焊接接方方法法，，低低氫氫型型焊焊條條電電弧弧焊焊上上向向焊焊接接工工藝藝特點(diǎn)點(diǎn)：：管管口口組組對(duì)對(duì)間間隙隙較較大大，，根根焊焊過(guò)過(guò)程程采采用用熄熄弧弧操操作作方方法法，，焊焊層層厚厚度度大大，，焊焊接接效效率率和和焊焊接接質(zhì)質(zhì)量量低低。。目目前前這這種種工工藝藝方方法法在在管管線線焊焊接接中中已已經(jīng)經(jīng)基基本本不不用用，，但但是是在在小小口口徑徑管管線線建建設(shè)設(shè)和和站站場(chǎng)場(chǎng)焊焊接接中中的的填填充充、、蓋蓋面面使使用用，，目目前前在在管管線線的的返返修修和和維維修修時(shí)時(shí)的的主主要要焊焊接接方方法法。。2、、20世世紀(jì)紀(jì)70年年代代開開始始采采用用氬氬弧弧焊焊工工藝藝特點(diǎn)點(diǎn)：：焊焊接接質(zhì)質(zhì)量量?jī)?yōu)優(yōu)異異，，焊焊后后管管道道內(nèi)內(nèi)較較為為潔潔凈凈，，但但由由于于其其焊焊接接速速度度慢慢，，抗抗風(fēng)風(fēng)能能力力差差，，不不適適宜宜在在大大口口徑徑的的長(zhǎng)長(zhǎng)輸輸管管道道建建設(shè)設(shè)中中應(yīng)應(yīng)用用，，而而適適宜宜在在固固定定場(chǎng)場(chǎng)所所的的站站場(chǎng)場(chǎng)建建設(shè)設(shè)中中使使用用，，另另外外在在一一些些小小口口徑徑管管線線中中用用于于打打底底焊焊。。3、、20世世紀(jì)紀(jì)80年年代代管管道道局局引引進(jìn)進(jìn)的的歐歐美美的的手手工工下下向向焊焊工工藝藝，，并并逐逐步步推推廣廣到到大大部部分分施施工工企企業(yè)業(yè)，，主主要要為為纖纖維維素素型型焊焊條條和和低低氫氫型型焊焊條條下下向向焊焊：：1））纖纖維維素素下下向向焊焊纖維維素素下下向向焊焊接接顯顯著著特特點(diǎn)點(diǎn)是是，，根根焊焊適適應(yīng)應(yīng)性性強(qiáng)強(qiáng)，，根根焊焊速速度度快快，，工工人人容容易易掌掌握握，，焊焊接接質(zhì)質(zhì)量量好好，，射射線線探探傷傷合合格格率率高高，，普普遍遍用用于于混混合合焊焊接接工工藝藝的的根根焊焊。。該該工工藝藝的的另另一一特特點(diǎn)點(diǎn)是是，，有有較較大大的的熔熔透透能能力力和和優(yōu)優(yōu)異異的的填填充充間間隙隙性性能能，，對(duì)對(duì)管管子子的的對(duì)對(duì)口口間間隙隙要要求求不不很很嚴(yán)嚴(yán)格格，，焊焊縫縫背背面面成成形形好好，，氣氣孔孔敏敏感感性性小小，，容容易易獲獲得得高高質(zhì)質(zhì)量量的的焊焊縫縫。。但但由由于于焊焊條條熔熔敷敷金金屬屬擴(kuò)擴(kuò)散散氫氫含含量量高高，，焊焊接接時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)注注意意預(yù)預(yù)熱熱溫溫度度和和層層間間溫溫度度的的控控制制，，以以防防止止冷冷裂裂紋紋的的產(chǎn)產(chǎn)生生。。是是目目前前主主線線路路工工程程中中主主要要的的根根焊焊方方法法。。2）低氫下向向焊低氫下向焊接接的顯著特點(diǎn)點(diǎn)是,焊縫質(zhì)質(zhì)量好，適合合于焊接較為為重要的部件件，焊接過(guò)程程采用大電流流，多層、快快速焊的操作作方法來(lái)完成成，焊層的厚厚度薄，焊接接效率高。但但工人掌握的的難度較大，，根焊適應(yīng)性性較纖維素焊焊條差，焊接接合格率難以以保證，多多用來(lái)進(jìn)行填填充蓋面焊接接。主要應(yīng)用用于半自動(dòng)焊焊和自動(dòng)焊難難以展開的地地形中施工以以及管線連頭頭的施焊。4、20世紀(jì)紀(jì)90年代管管道局從美國(guó)國(guó)引進(jìn)了自保保護(hù)半自動(dòng)焊焊設(shè)備和工藝藝該工藝于1995年首次次在突尼斯工工程中應(yīng)用，，在以后的庫(kù)庫(kù)鄯線、鄯烏烏線、蘇丹工工程及澀寧蘭蘭、蘭成渝、、西氣東輸?shù)鹊裙艿拦こ讨兄惺侵饕暮负附臃椒?。其其焊接合格率率按焊口統(tǒng)計(jì)計(jì)，可以達(dá)到到95%以上上。其優(yōu)點(diǎn)是是連續(xù)送絲、、生產(chǎn)效率高高、焊接質(zhì)量量好、特別是是自保護(hù)藥芯芯焊絲的焊接接工藝性能優(yōu)優(yōu)良，電弧穩(wěn)穩(wěn)定，成形美美觀，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)全位置（下下向）焊接，，抗風(fēng)能力強(qiáng)強(qiáng)，尤其適宜宜于野外施工工。是目前管管道焊接施工工的主要方法法自保護(hù)藥芯焊焊絲以其特有有的優(yōu)越性在在長(zhǎng)輸管道中中廣泛應(yīng)用，，全位置操作作性能好，熔熔敷速度快，，同時(shí)焊縫金金屬韌性好，，但焊縫金屬屬在焊態(tài)下粗粗大的柱狀晶晶組織的出現(xiàn)現(xiàn)，使得其焊焊縫金屬?zèng)_擊擊韌性在焊態(tài)態(tài)與熱處理之之間，多層焊焊和單道焊之之間有很大的的差別。因此此采用自保護(hù)護(hù)焊絲焊接時(shí)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控控制焊接工藝藝參數(shù)、熱輸輸入量、焊接接道次以及每每道焊層的厚厚度等。5、20世紀(jì)紀(jì)90年代管管道局從美國(guó)國(guó)引進(jìn)STT根焊技術(shù)STT焊機(jī)是是通過(guò)表面張張力控制熔滴滴短路過(guò)渡的的。STT焊焊接工藝焊接接過(guò)程穩(wěn)定（（焊絲伸出長(zhǎng)長(zhǎng)度變化影響響?。?，以柔柔和的電弧、、顯著地降低低了飛濺，減減輕了焊工的的工作強(qiáng)度，，良好的焊縫縫背面成形、、焊后不用清清渣及使用純純CO2氣體和實(shí)心焊焊絲為主要特特點(diǎn)，其根焊焊質(zhì)量和根焊焊速度都優(yōu)于于纖維素焊條條，是根焊的的優(yōu)良焊接方方法。但設(shè)備備投資大，焊焊接要求嚴(yán)格格，由于STT焊是氣體體保護(hù)焊，一一般焊接環(huán)境境的風(fēng)力不得得超過(guò)2米/秒，在野外外施工應(yīng)有防防風(fēng)設(shè)施。6、自動(dòng)焊工藝藝隨著我國(guó)管道道建設(shè)高峰期期的到來(lái)，增增大管道的直直徑，在一定定范圍內(nèi)提高高管道輸送壓壓力已成為管管道建設(shè)的科科學(xué)技術(shù)進(jìn)步步的標(biāo)志。管管道建設(shè)用鋼鋼管強(qiáng)度等級(jí)級(jí)的提高，管管徑和壁厚的的增大，管道道運(yùn)行壓力的的增高，這些些都對(duì)管道環(huán)環(huán)焊接頭的性性能要求更高高，這就需要要研發(fā)高質(zhì)量量的焊接材料料和高效率的的焊接方法與與之匹配。借借助于機(jī)械和和電氣的方法法使整個(gè)焊接接過(guò)程實(shí)現(xiàn)自自動(dòng)化，即為為自動(dòng)焊。管管道自動(dòng)焊工工藝具有焊接接效率高，勞勞動(dòng)強(qiáng)度小，，焊接過(guò)程受受人為因素影影響小等優(yōu)勢(shì)勢(shì)，在大口經(jīng)經(jīng)、厚壁管道道建設(shè)中具有有很大潛力。。自動(dòng)焊的主要要優(yōu)點(diǎn)是：a．焊接質(zhì)量量高而穩(wěn)定。。b．焊接速速度塊。c．．經(jīng)濟(jì)性好。。d．對(duì)于焊焊工的操作水水平要求低。。二、管線焊接接工藝隨著管線鋼性性能的提高，，焊接材料、、焊接技術(shù)在在不斷的進(jìn)步步，管線焊接接工藝也隨之之變化。不同同的鋼級(jí)、不不同的直徑和和壁厚、不同同的項(xiàng)目、不不同的輸送壓壓力及介質(zhì)，，甚至施工單單位的隊(duì)伍及及設(shè)備狀況，，將會(huì)采用不不同的焊接工工藝。就目前前長(zhǎng)輸管道常常用的焊接工工藝如下：一）主干線焊焊接工藝1、全纖維素素型焊條電弧弧焊工藝根據(jù)管管線開開裂方方式不不同，，考慮慮其止止裂性性能，，輸油油管道道和低低壓力力、低低級(jí)別別輸氣氣管道道可選選用纖纖維素素型焊焊條電電弧焊焊工藝藝，是是世界界范圍圍內(nèi)管管道施施工中中使用用最廣廣泛的的工藝藝。纖維素素焊條條易于于操作作，具具有高高的焊焊接速速度，，約為為堿性性焊條條的兩兩倍。。有較較大的的熔透透能力力和優(yōu)優(yōu)異的的填充充間隙隙性能能，對(duì)對(duì)管子子的對(duì)對(duì)口間間隙要要求不不很嚴(yán)嚴(yán)格，，焊縫縫背面面成形形好，，氣孔孔敏感感性小小，容容易獲獲得高高質(zhì)量量的焊焊縫，，并適適用于于不同同的地地域條條件和和施工工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)。但但在采采用此此種工工藝時(shí)時(shí)，由由于擴(kuò)擴(kuò)散氫氫含量量較高高，為為防止止冷裂裂紋的的產(chǎn)生生，應(yīng)應(yīng)注意意焊接接工藝藝過(guò)程程的控控制。。采用的的主要要焊條條有E6010、E7010、E8010、E9010等，，采用用直流流電源源，電電源特特性為為下降降外特特性，，一般般為管管道專專用的的逆變變焊機(jī)機(jī)或晶晶閘管管焊機(jī)機(jī)。電電流極極性為為根焊焊直流流正接接，保保證有有足夠夠大的的電弧弧吹力力，其其它熱熱焊、、填充充蓋面面采用用直流流反接接2、纖纖維素素型焊焊條根根焊+低氫氫型焊焊條電電弧焊焊工藝藝對(duì)于輸輸氣管管道和和高壓壓力、、中高高級(jí)別別輸氣氣管道道，根根據(jù)管管線開開裂方方式不不同，，考慮慮其止止裂性性能，，選用用纖維維素型型焊條條根焊焊+低低氫型型焊條條電弧弧焊工工藝，，保證證其良良好的的止裂裂性。。纖維素素型焊焊條下下向焊焊接顯顯著特特點(diǎn)是是根焊焊適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)，根根焊速速度快快，工工人容容易掌掌握，，射線線探傷傷合格格率高高，普普遍用用于混混合焊焊接工工藝的的根焊焊。低低氫下下向焊焊接的的顯著著特點(diǎn)點(diǎn)是焊焊縫質(zhì)質(zhì)量好好，適適合于于焊接接較為為重要要的部部件，，如連連頭、、返修修等，，但工工人掌掌握的的難度度較大大，根根焊適適應(yīng)性性較纖纖維素素焊條條差，，多用用來(lái)進(jìn)進(jìn)行填填充蓋蓋面焊焊接。。采用的的主要要纖維維素型型焊條條有E6010、E7010、E8010、E9010等，，低氫氫型焊焊條有有E7018、、E8018、、E9018、E10018采用用直流流電源源，電電源特特性為為下降降外特特性，，一般般為管管道專專用的的逆變變焊機(jī)機(jī)或晶晶閘管管焊機(jī)機(jī)。電電流極極性為為根焊焊直流流正接接，保保證有有足夠夠大的的電弧弧吹力力，熱熱焊也也采用用纖維維素型型焊條條采用用直流流正接接，增增大焊焊縫厚厚度，，防止止被低低氫焊焊條燒燒穿，，填充充蓋面面采用用低氫氫型焊焊條，，采用用直流流反接接，提提高熱熱效率率和降降低有有害氣氣體氣氣體的的浸入入。3、自自保護(hù)護(hù)藥芯芯焊絲絲半自自動(dòng)焊焊工藝藝（1））纖維維素型型焊條條根焊焊+自自保護(hù)護(hù)藥芯芯焊絲絲半自自動(dòng)焊焊填蓋蓋工藝藝對(duì)于強(qiáng)強(qiáng)度級(jí)級(jí)別高高，輸輸送介介質(zhì)壓壓力高高、管管徑、、壁厚厚大的的管道道，由由于采采用低低氫焊焊條的的效率率較低低，焊焊接合合格率率難以以保證證，對(duì)對(duì)焊工工技術(shù)術(shù)水平平要求求高等等，跟跟不上上管線線建設(shè)設(shè)的速速度，，采用用低低氫型型的自自保護(hù)護(hù)藥芯芯焊絲絲，提提高韌韌性，，采用用半自自動(dòng)工工藝提提高生生產(chǎn)效效率，，得到到了廣廣泛的的應(yīng)用用，尤尤其是是在發(fā)發(fā)展中中國(guó)家家得到到快速速發(fā)展展，是是我國(guó)國(guó)大口口徑、、大壁壁厚長(zhǎng)長(zhǎng)輸管管線的的主要要工藝藝。根焊采采用纖纖維素素型焊焊條，，利用用其根根焊適適應(yīng)性性強(qiáng)，，根焊焊速度度快，，工人人容易易掌握握，射射線探探傷合合格率率高等等特點(diǎn)點(diǎn)，提提高焊焊接速速度；；填充充蓋面面采用用自保保護(hù)藥藥芯焊焊絲，，藥芯芯焊絲絲與焊焊條相相比具具有十十分明明顯的的特點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)勢(shì)，但但藥芯芯焊絲絲價(jià)錢錢較高高。主主要是是把斷斷續(xù)的的焊接接過(guò)程程變?yōu)闉檫B續(xù)續(xù)的生生產(chǎn)方方式，，從而而減少少了接接頭的的數(shù)目目提高高了生生產(chǎn)效效率，，節(jié)約約了能能源。。再者者電弧弧熱效效率高高，加加上焊焊接電電流密密度比比焊條條電弧弧焊大大，焊焊絲熔熔化快快，生生產(chǎn)效效率可可為焊焊條電電弧焊焊的3－5倍，，又由由于熔熔深大大，焊焊接坡坡口可可以比比焊條條電弧弧焊小小，鈍鈍邊高高度可可以增增大，，因此此具有有生產(chǎn)產(chǎn)效率率高，，周期期短，，節(jié)能能綜合合成本本低，，調(diào)整整熔敷敷金屬屬成分分方便便的特特點(diǎn)。。根焊采采用的的主要要纖維維素型型焊條條有E6010、E7010等，，自保保護(hù)藥藥芯焊焊絲主主要有有E71T8-K6、E71T8-Ni1等型型號(hào)，，采用用直流流電源源，根根焊電電源特特性為為下降降外特特性，，一般般為管管道專專用的的逆變變焊機(jī)機(jī)或晶晶閘管管焊機(jī)機(jī)。電電流極極性為為根焊焊直流流正接接，保保證有有足夠夠大的的電弧弧吹力力，填填充蓋蓋面的的自保保護(hù)藥藥芯焊焊絲，，采用用平外外特性性直流流電源源+相相匹配配的送送絲機(jī)機(jī)。（2））STT根根焊+自保保護(hù)藥藥芯焊焊絲半半自動(dòng)動(dòng)焊填填蓋工工藝STT焊機(jī)機(jī)是通通過(guò)表表面張張力控控制熔熔滴短短路過(guò)過(guò)渡的的，，焊接接過(guò)程程穩(wěn)定定，電電弧柔柔和，，顯著著地降降低了了飛濺濺，減減輕了了焊工工的工工作強(qiáng)強(qiáng)度，，良好好的焊焊縫背背面成成形、、焊后后不用用清渣渣等，，其根根焊質(zhì)質(zhì)量和和根焊焊速度度都優(yōu)優(yōu)于纖纖維素素焊條條，是是優(yōu)良良的根根焊焊焊接方方法。。但設(shè)設(shè)備投投資大大，焊焊接要要求嚴(yán)嚴(yán)格，，焊工工不易易掌握握。4、自動(dòng)焊焊工藝隨著管道建建設(shè)用鋼管管強(qiáng)度等級(jí)級(jí)的提高，，管徑和壁壁厚的增大大，管道運(yùn)運(yùn)行壓力的的增高，這這些都對(duì)管管道環(huán)焊接接頭的性能能要求更高高，利用高高質(zhì)量的焊焊接材料，，借助于機(jī)機(jī)械和電氣氣的方法使使整個(gè)焊接接過(guò)程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)化，，管道自自動(dòng)焊工藝藝具有焊接接效率高，，勞動(dòng)強(qiáng)度度小，焊接接過(guò)程受人人為因素影影響小，對(duì)對(duì)于焊工的的技術(shù)水平平要求低，，焊接質(zhì)量量高而穩(wěn)定定等優(yōu)勢(shì)，，在大口經(jīng)經(jīng)、厚壁管管道建設(shè)中中具有很大大潛力。，，（1）纖維維素型焊條條根焊+自自動(dòng)焊外焊焊機(jī)填蓋工工藝（2）STT根焊+自動(dòng)焊外外焊機(jī)填蓋蓋工藝（3）自動(dòng)動(dòng)焊外焊機(jī)機(jī)根焊+自自動(dòng)焊外焊焊機(jī)填蓋工工藝（4）自動(dòng)動(dòng)焊內(nèi)焊機(jī)機(jī)根焊+自自動(dòng)焊外焊焊機(jī)填蓋工工藝二）連頭工工藝管線建設(shè)中中，經(jīng)常出出現(xiàn)兩長(zhǎng)段段無(wú)法移動(dòng)動(dòng)管口連接接問(wèn)題，即即為連頭碰碰死口，管管道動(dòng)火搶搶修也屬于于這類問(wèn)題題，這些部部位通常由由于管線不不能移動(dòng)造造成應(yīng)力德德的存在，，拘束度較較大，容易易產(chǎn)生裂紋紋，因此，，對(duì)于連頭頭碰死口問(wèn)問(wèn)題，必須須重視，加加強(qiáng)焊接工工藝的控制制。目前主主要采用的的方法有四四種：1、纖維素素型焊條根根焊+低氫氫型焊條電電弧焊工藝藝在連頭工藝藝中，纖維維素型焊條條電弧焊采采用上向焊焊，低氫型型（E8018）焊焊條電弧焊焊采用下向向焊，具體體要求及設(shè)設(shè)備與主干干線相同2、纖維素素型焊條根根焊+自保保護(hù)藥芯焊焊絲半自動(dòng)動(dòng)焊填蓋工工藝在此工藝中中，纖維素素型焊條電電弧焊采用用上向焊，，自保護(hù)藥藥芯焊絲半半自動(dòng)焊采采用下向焊焊，具體要求及設(shè)備備與主干線線相同3、低氫型型焊條根焊焊+自保護(hù)護(hù)藥芯焊絲絲半自動(dòng)焊焊填蓋工藝藝在此工藝中中，低氫型型焊條電弧弧焊采用上上向焊，自自保護(hù)藥芯芯焊絲半自自動(dòng)焊采用用下向焊，，具體要求及設(shè)備備與主干線線相同4、低氫型型焊條根焊焊+低氫型型焊條填蓋蓋工藝在此工藝中中，低氫型型焊條電弧弧焊根焊采采用上向焊焊，低氫型型焊條電弧弧焊采用下下向焊或上上向焊。三）返修工工藝1、纖維素素型焊條根根焊+低氫氫型焊條電電弧焊工藝藝在返修工藝藝中，對(duì)于于穿透型返返修，纖維維素型焊條條電弧焊采采用上向焊焊，低氫型型焊條電弧弧焊也采用用上向焊，，纖維素型型焊條型號(hào)號(hào)與主線路路相同具體體要求及設(shè)設(shè)備與主干干線相同，，填蓋的低低氫型焊條條常用的為為E5015（GB/T5117））和E7018或E8018（AWSA5.5）2、低氫型型型焊條根根焊+低氫氫型焊條電電弧焊工藝藝在返修工藝藝中，對(duì)于于穿透型返返修，低氫氫型焊條（（E7016）電弧弧焊采用上上向焊，低低氫型焊條條電弧焊也也采用上向向焊，填蓋蓋的低氫型型焊條常用用的為E5015（（GB/T5117）和E7018或E8018（AWSA5.5））3、纖維素素型焊條根根焊+自保保護(hù)藥芯焊焊絲半自動(dòng)動(dòng)焊填蓋工工藝在此工藝中中，纖維素素型焊條電電弧焊采用用上向焊，，自保護(hù)藥藥芯焊絲半半自動(dòng)焊采采用下向焊焊。根據(jù)我國(guó)管管道施工企企業(yè)的經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)力、人人員的技術(shù)術(shù)水平、設(shè)設(shè)備情況和和環(huán)境狀況況，目前長(zhǎng)長(zhǎng)輸管道工工程采用的的焊接方法法有：①手工焊焊條上向焊焊；②手工焊焊條下向焊焊；③自保護(hù)護(hù)藥芯焊絲絲半自動(dòng)焊焊；④STT氣體保護(hù)護(hù)半自動(dòng)焊焊；⑤管道全位位置自動(dòng)焊焊；⑥埋弧自自動(dòng)焊(雙雙管聯(lián)焊)。1手工工焊條上向向焊焊接工工藝簡(jiǎn)介1.1用用途主要用于中中小管徑和和焊縫的返返修焊接。。1.2工工藝特點(diǎn)點(diǎn)①焊接設(shè)設(shè)備簡(jiǎn)單，，只需要一一臺(tái)手工弧弧焊電源；；②焊接材材料：根焊焊道采用E6010焊條(在在外部返修修根焊道缺缺陷時(shí)用)，其它它焊道采用用E5015(CHE507GX)焊條；③操作難難度較大；；④焊縫無(wú)無(wú)損檢測(cè)合合格率較低低；⑤焊縫力力學(xué)性能較較好，特別別是具有較較高的塑韌韌性和抗裂裂性；⑥焊接效率率低。2手工工焊條下向向焊焊接工工藝簡(jiǎn)介2.1用用途主要用于中中等管徑的的焊接，也也用于較大大管徑，山山區(qū)等地形形較復(fù)雜，，自動(dòng)焊和和半自動(dòng)焊焊設(shè)備無(wú)法法進(jìn)入的地地段或連頭頭焊口的焊焊接。2.2工工藝特點(diǎn)①焊接設(shè)設(shè)備簡(jiǎn)單，，只需性能能優(yōu)良的手手工弧焊直直流電源；；②根焊道道焊接采用用E6010纖維素素焊條，此此焊條的操操作性能良良好，具有有中等操作作水平的焊焊工就可焊焊出合格的的焊縫；③熱焊道道采用E8010-G纖維素素焊條，此此焊條同樣樣具有良好好的操作性性能；④填充充、蓋面面焊道采采用E8018-G低低氫下向向焊焊條條，此焊焊條的操操作性能能較差；；⑤焊縫縫無(wú)損檢檢測(cè)合格格率比手手工上向向焊高，，但比纖纖維素焊焊條下向向焊和藥藥芯焊絲絲下向焊焊低；⑥焊縫縫力學(xué)性性能較好好，具有有較高的的塑韌性性和抗裂裂性；3自自保護(hù)藥藥芯焊絲絲半自動(dòng)動(dòng)下向焊焊焊接工工藝簡(jiǎn)介介自保護(hù)藥藥芯焊絲絲半自動(dòng)動(dòng)下向焊焊，目前前采用了了3種根根焊焊接接方法，，分別是是纖維素素焊條下下向焊、、低氫焊焊條上向向焊、STT半半自動(dòng)焊焊。3.1用用途途藥芯焊絲絲半自動(dòng)動(dòng)下向焊焊，目前前是我國(guó)國(guó)長(zhǎng)輸管管道工程程的主要要焊接方方法之一一。3.2工工藝藝特點(diǎn)3.2.1焊焊條電弧弧焊(根根焊)+自保護(hù)護(hù)藥芯焊焊絲半自自動(dòng)焊(填充、、蓋面焊焊)的工工藝特點(diǎn)點(diǎn)①焊接接設(shè)備比比較簡(jiǎn)單單，只比比手工焊焊增加一一臺(tái)送絲絲機(jī)；②焊接接材料：：根焊道道采用E6010纖維維素焊條條，其它它焊道采采用E71T8-Ni1藥芯芯焊絲；；③此焊焊接方法法具有較較強(qiáng)的抗抗風(fēng)能力力，在風(fēng)風(fēng)力不大大于10m/s的情況況下，風(fēng)風(fēng)速對(duì)焊焊接質(zhì)量量無(wú)明顯顯的影響響；④焊縫縫無(wú)損檢檢測(cè)合格格率高；；⑤焊縫縫的力學(xué)學(xué)性能較較好，但但焊縫的的塑韌性性值(特特別是低低溫韌性性)具有有較大的的分散性性；3.2.2STT半自動(dòng)動(dòng)焊(根根焊)+自保護(hù)護(hù)藥芯焊焊絲半自自動(dòng)焊(填充、、蓋面焊焊)工藝藝特點(diǎn)由于填充充、蓋面面焊用的的焊接方方法與3.2.1相同同，這里里主要介介紹STT半自自動(dòng)焊的的工藝特特點(diǎn)。①電弧弧燃燒穩(wěn)穩(wěn)定；②操作作容易；；③飛濺濺極小；；④焊縫縫成形美美觀；⑤焊接接煙塵和和噪聲小??；⑥焊接接成本較較低；⑦與手手工焊相相比焊接接效率較較高；⑧抗風(fēng)風(fēng)能力較較差。⑨由于于STT根焊焊焊道的厚厚度一般般可達(dá)4mm，，且不需需用砂輪輪機(jī)進(jìn)行行清理，，所以在在焊接藥藥芯焊絲絲半自動(dòng)動(dòng)焊后續(xù)續(xù)焊道時(shí)時(shí)，不易易產(chǎn)生燒燒穿現(xiàn)象象。4管管道全位位置自動(dòng)動(dòng)焊焊接接工藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)介目前我國(guó)國(guó)采用的的管道自自動(dòng)焊設(shè)設(shè)備主要要有PAW2000、、NOREAST、CRC、、PWT等自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)備備。焊接工藝藝組合如如下：①STT半自自動(dòng)焊+PAW2000管道道外焊自自動(dòng)焊；；②STT半自自動(dòng)焊+NOREAST管管道外焊焊自動(dòng)焊焊；③STT半半自動(dòng)焊焊+CRC管道道外焊自自動(dòng)焊；；CRC自自動(dòng)焊的的坡口形形式是典型的的窄坡口口設(shè)計(jì)，，實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中可可節(jié)省焊焊接填充充材料和和保護(hù)氣氣，確保保焊接的的高效率率。另外外焊縫接接頭受熱熱范圍小小，力學(xué)學(xué)性能更更好。外焊機(jī)（（P600）P600型雙焊焊槍自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)備備適用于于管道外外自動(dòng)焊焊，其主主要優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是焊接接成形好好、質(zhì)量量穩(wěn)定、、速度快快，且操操作簡(jiǎn)便便、結(jié)實(shí)實(shí)耐用，，是管道道安裝施施工的有有利工具具。焊接電源源送絲裝置置P600的機(jī)頭頭④CRC管道道內(nèi)外自自動(dòng)焊；；⑤NOREAST自動(dòng)動(dòng)內(nèi)焊焊焊+PAW2000管管道外焊焊自動(dòng)焊焊；⑥NOREAS自動(dòng)動(dòng)內(nèi)焊焊焊+NOREAST管管道外焊焊自動(dòng)焊焊；⑦NOREAST自自動(dòng)內(nèi)焊焊焊+CRC管管道外焊焊自動(dòng)焊焊；⑧PWT外焊焊自動(dòng)焊焊(根焊焊)+PAW2000管道外外焊自動(dòng)動(dòng)焊；⑨PWT外焊焊自動(dòng)焊焊(根焊焊)+NOREAST管道外外焊自動(dòng)動(dòng)焊4.1根根焊焊焊接工藝藝4.1.1管管道內(nèi)內(nèi)焊自動(dòng)動(dòng)焊管道內(nèi)焊焊自動(dòng)焊焊設(shè)備是是一種專專門用于于管道內(nèi)內(nèi)焊根焊焊道的焊焊接設(shè)備備。φ1016管道內(nèi)內(nèi)焊機(jī)，，有6個(gè)個(gè)焊接機(jī)機(jī)頭，左左右兩側(cè)側(cè)各三個(gè)個(gè)。每個(gè)個(gè)機(jī)頭分分別焊接接60°°+5mm范圍圍焊道的的焊接。。左(或或右)側(cè)側(cè)的三個(gè)個(gè)機(jī)頭同同時(shí)焊接接，左(或右)側(cè)焊接接完成后后，右(或左)側(cè)的三三個(gè)機(jī)頭頭同時(shí)開開始焊接接，焊接接方向都都是下向向焊。φφ1219管管道內(nèi)焊焊機(jī)，有有8個(gè)焊焊接機(jī)頭頭，左右右兩側(cè)各各4個(gè)。。每個(gè)機(jī)機(jī)頭分別別焊接45°+5mm范圍焊焊道的焊焊接。左左(或右右)側(cè)的的4個(gè)機(jī)機(jī)頭同時(shí)時(shí)焊接，，左(或或右)側(cè)側(cè)焊接完完成后，，右(或或左)側(cè)側(cè)的4個(gè)個(gè)機(jī)頭同同時(shí)開始始焊接，，焊接方方向都是是下向焊焊。此焊接設(shè)設(shè)備的最最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是焊接接速度快快，焊接接一道根根焊焊道道的純焊焊接時(shí)間間只需100s左右。。但此焊焊接設(shè)備備通常只只能適用用一種管管徑鋼管管的焊接接以及對(duì)對(duì)管口的的組裝質(zhì)質(zhì)量要求求較高，，這是此此焊接設(shè)設(shè)備的兩兩個(gè)缺陷陷。圖1內(nèi)焊機(jī)管道自動(dòng)焊坡口型式·5~15°80~90°75~90°4.1.2PWT管道自自動(dòng)焊PWT管管道自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)備備是一種種從管外外部焊接接根焊焊焊道、填填充焊道道和蓋面面焊道的的管道自自動(dòng)焊設(shè)設(shè)備。PWT管管道自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)備備在西氣氣東輸管管道工程程主要用用于根焊焊道的焊焊接。PWT管管道自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)備備主要由由柴油機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)的的焊接電電源、焊焊接電流流控制系系統(tǒng)、焊焊接小車車控制系系統(tǒng)、供供氣系統(tǒng)統(tǒng)、冷卻卻系統(tǒng)、、焊接小小車、編編程器和和焊接小小車軌道道等部分分組成。。表1PWT焊接系系統(tǒng)與內(nèi)內(nèi)焊機(jī)焊焊接系統(tǒng)統(tǒng)比較項(xiàng)目PWT自動(dòng)焊系統(tǒng)內(nèi)焊機(jī)焊接系統(tǒng)機(jī)頭所處位置管外部管內(nèi)部機(jī)頭數(shù)量(個(gè))26（8）焊接方向下向下向焊接時(shí)間(s)240100輔助時(shí)間(min)88PWT焊焊接系統(tǒng)統(tǒng)與內(nèi)焊焊機(jī)焊接接系統(tǒng)的的主要區(qū)區(qū)別見表表1。4.2填填充蓋蓋面焊焊焊接工藝藝4.2.1PAW2000管道道自動(dòng)外外焊機(jī)PAW2000管道自自動(dòng)焊設(shè)設(shè)備是由由管道特特種機(jī)械械研究所所研制的的，全套套設(shè)備由由焊接小小車、焊焊接小車車軌道、、計(jì)算機(jī)機(jī)自動(dòng)控控制柜、、手持操操作盒、、筆記本本電腦、、氣體配配比器、、氣瓶和和電源等等組成。。PAW2000管道自自動(dòng)焊設(shè)設(shè)備是用用計(jì)算機(jī)機(jī)精確控控制各焊焊接位置置的焊接接工藝參參數(shù)，自自動(dòng)控制制的工藝藝參數(shù)有有：送絲絲速度、、焊接速速度、擺擺動(dòng)幅度度、擺動(dòng)動(dòng)速度、、兩側(cè)停停留時(shí)間間。只要要參數(shù)設(shè)設(shè)定準(zhǔn)確確、焊工工操作得得當(dāng)，可可焊接出出除根焊焊道外的的各種優(yōu)優(yōu)質(zhì)焊道道。焊槍槍的擺動(dòng)動(dòng)方式為為平擺，，可焊接接V型、、U型及及復(fù)合型型坡口，，一次焊焊接焊道道的最大大寬度為為30mm。4.2.2NOREAST管管道自自動(dòng)外外焊機(jī)機(jī)NOREAST管道道自動(dòng)動(dòng)外焊焊機(jī)是是從英英國(guó)引引進(jìn)的的，也也是較較早應(yīng)應(yīng)用于于我國(guó)國(guó)管道道工程程的管管環(huán)焊焊縫自自動(dòng)焊焊設(shè)備備。全全套設(shè)設(shè)備包包括焊焊接小小車、、小車車軌道道、控控制箱箱、焊焊接參參數(shù)輸輸入器器、供供氣系系統(tǒng)和和電源源等。。NOREAST管道道自動(dòng)動(dòng)外焊焊機(jī)是是用計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)精確確控制制各焊焊道的的焊接接工藝藝參數(shù)數(shù)，在在焊接接過(guò)程程中計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)不能能對(duì)焊焊接參參數(shù)進(jìn)進(jìn)行自自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)，，部分分工藝藝參數(shù)數(shù)可在在一定定的范范圍內(nèi)內(nèi)手動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)。自自動(dòng)控控制的的工藝藝參數(shù)數(shù)有：：送絲絲速度度、焊焊接速速度、、擺動(dòng)動(dòng)頻率率。只只要參參數(shù)設(shè)設(shè)定準(zhǔn)準(zhǔn)確、、焊工工的操操作水水平較較高即即可焊焊接出出除根根焊道道外的的各種種優(yōu)質(zhì)質(zhì)焊道道。焊焊槍的的擺動(dòng)動(dòng)方式式為角角擺，，可焊焊接V型、、U型型及復(fù)復(fù)合型型坡口口，一一次焊焊接焊焊道的的最大大寬度度為15mm。。4.2.3CRC管管道自自動(dòng)外外焊機(jī)機(jī)CRC管道道自動(dòng)動(dòng)外焊焊機(jī)是是從美美國(guó)引引進(jìn)的的管道道自動(dòng)動(dòng)焊設(shè)設(shè)備，，全套套設(shè)備備包括括焊接接小車車、小小車軌軌道、、控制制箱、、焊接接參數(shù)數(shù)輸入入器、、供氣氣系統(tǒng)統(tǒng)和電電源等等。分分為P200、、P260、P600等等。P200和和P260焊焊機(jī)是是單焊焊槍焊焊機(jī)，，可用用于全全部外外焊焊焊道的的焊接接。P600是是雙焊焊槍焊焊機(jī)，，可用用于填填充和和蓋面面焊道道的焊焊接。。通常常情況況下焊焊接填填充焊焊道時(shí)時(shí)，兩兩焊槍槍一次次焊接接完成成兩層層焊道道；焊焊接蓋蓋面焊焊道時(shí)時(shí)，兩兩焊槍槍完成成一層層排焊焊時(shí)道道。圖2CRC焊焊道示示意圖圖5雙雙管管聯(lián)焊焊工藝藝簡(jiǎn)介介由于我我國(guó)交交通條條件的的限制制，長(zhǎng)長(zhǎng)輸管管道鋼鋼管的的長(zhǎng)度度一般般為12m左右右。如如果鋼鋼管的的長(zhǎng)度度能增增加一一倍，，則現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的的施工工進(jìn)度度會(huì)大大大加加快，，且可可降低低施工工成本本。為為了解解決這這一問(wèn)問(wèn)題，，在運(yùn)運(yùn)輸條條件允允許的的施工工作業(yè)業(yè)帶附附近設(shè)設(shè)立雙雙管聯(lián)聯(lián)焊作作業(yè)站站。即即在雙雙管聯(lián)聯(lián)焊作作業(yè)站站內(nèi)將將二根根鋼管管聯(lián)接接成一一根長(zhǎng)長(zhǎng)度為為24m左左右的的長(zhǎng)鋼鋼管。。這樣樣在施施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可可減少少一半半的焊焊接量量。當(dāng)管管道道工工程程管管徑徑大大、、管管壁壁厚厚進(jìn)進(jìn)，，采采用用雙雙管管聯(lián)聯(lián)焊焊工工藝藝其其優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)會(huì)會(huì)更更加加明明顯顯。。雙雙管管聯(lián)聯(lián)焊焊焊焊接接工工藝藝通通常常有有如如下下三三種種：：一一是是，，纖纖維維素素焊焊條條下下向向焊焊接接根根焊焊焊焊道道，，埋埋弧弧自自動(dòng)動(dòng)焊焊在在滾滾輪輪架架上上連連續(xù)續(xù)焊焊接接填填充充和和蓋蓋面面焊焊道道；；二二是是，，采采用用STT半半自自動(dòng)動(dòng)下下向向焊焊焊焊接接根根焊焊焊焊道道，，埋埋弧弧自自動(dòng)動(dòng)焊焊在在滾滾輪輪架架上上連連續(xù)續(xù)焊焊接接填填充充和和蓋蓋面面焊焊道道；；三三是是，，改改變變鋼鋼管管原原有有的的坡坡口口型型式式，，在在鋼鋼管管的的內(nèi)內(nèi)外外各各焊焊接接一一道道埋埋弧弧自自動(dòng)動(dòng)焊焊焊焊道道。。一一和和二二的的焊焊接接效效率率與與三三相相比比低低，，但但不不需需改改變變坡坡口口型型式式，，在在出出廠廠鋼鋼管管的的原原坡坡口口上上進(jìn)進(jìn)行行焊焊接接。。三三的的焊焊接接效效率率較較高高，，但但需需重重新新加加工工坡坡口口。。謝謝謝大大家家??！9、靜夜四無(wú)鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。00:12:1700:12:1700:1212/20/202212:12:17AM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2200:12:1700:12Dec-2220-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。00:12:1700:12:1700:12Tuesday,December20,202213、乍見見翻疑疑夢(mèng)，，相悲悲各問(wèn)問(wèn)年。。。12月月-2212月月-2200:12:1700:12:17December20,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見青青山。。。20十