不锈钢管道药芯焊丝免充氩打底焊接技术研究

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1、硕七学位论文1．1压力管道焊接技术1．1．1管道工程概论第1章绪论管道运输与铁路运输、公路运输、航空运输及水路运输统称为五大运输方法，在这五大运输方法中，对于油气产品的运输，水运被认为是最经济的运输方法，但是水运经常受地理条件限制；公路运输虽然比管道运输灵活，但是运力小，费用高；对于大宗油气产品，铁路运输运力有限，费用高，而且受线路的限制；航空运输运费高昂，只适合特殊情况。综上对比，对于石油天然气的运输，管道运输与其他运输方式相比有输送能力大、输送费用低、建设费用低、安全和不间断等特点。因此管道运输被公认为

2、是最简单、经济的一种运输方法。正是由于其拥有这些特点，管道运输不仅被用于石油、天然气等流体的运输，而且被用来运输煤、矿浆和其它固体物质。管道运输的诸多优点使其在国际上得到迅速发展，2008年，全世界石油、天然气管道的总长度已经超过230104km，并以每年不小于3％的速度增加【l】。能源工业的巨大市场将会有力地促进管线钢、焊接材料、焊接工艺及设备的发展。1．1．2管道工程发展趋势从1879年美国采油生产商SamudVanSyckel建成从宾夕法尼亚州的格里维尔到威廉港的直径为50mm、长近10Km及日输送能

3、力为1580m3的原油管道至今，油气管线建设已经经历了一个多世纪的发展。早先建设的管线地理环境都比较优越，大多离中心城市较近，管线距离短，周边环境好。但随着近距离能源的枯竭，人们不得不从距离更远，环境更加恶劣的地方寻找新油气田，如美国的普鲁德霍湾、欧洲的北海油田、俄罗斯的西伯利亚以及我国的西部油田等。海上油田、极地油气田的不断开发，给以后的管线建设提出了更高挑战。当前，石油天然气管线建设发展趋势如下：(1)管道建设向大口径和高压输送方向发展。由力学知识我们可以计算出，油气管道单位时间输送量与管道内径的平方成

4、正比，与输送压力的平方根成正比。因此，提高管道内径和加大管道输送压力是提高管线输送量的有效措施，同时，这也是油气管线建设的基本发展方向之一。此外，引进高级别管线钢也可在保证输送安全的前提下提高输送压力，增加输送效率，并在一定程度上降低生产成本。因此，近年来X70、X80等高级别钢也逐渐的被用于大型工程。例如，西气东输一线和陕京二线等管线设计压力为10兆帕、不锈钢药芯焊丝免充氧打底焊接技术研究管径为1016毫米，全部采用X70管材。西气东输二线输送压力已达到12兆帕，主干线长度近4900千米，管径达1219毫

5、米，X80高等级管线钢用量267万吨，相当于之前20年全球使用X80钢的总和【21。2011年6月13日，随着位于江西省遂川县的遂川江顶管隧道完成管道焊接，西气东输二线干线工程由此全线贯通。至此，西气东输二线管道成为世界上X80高钢级在高压力、大口径长输管道上应用的典范。另外，大口径高压输送配合高级别管线钢，虽然管道成本有所提高，但管道建成之后，管道运营的经济效益却更加丰厚。根据研究人员统计分析，钢管每提高一个级别，可以减少建设成本约7％，但由于管道承受的压力增加，管道壁厚相应增加以及管线钢级别增加，导致管

6、道抗裂性降低。管道建成之后，大口径高压输送大大的提高了输送效率，总的来说，从长远看大口径、长距离高压输送是油气管道的发展方向。(2)要求管道能够接受恶劣环境的考验。当今世界，能源危机已经被列为全球当前面临的五大危机之一。随着全世界对能源的需求日益增加，靠近城市的地区能源供应已经基本枯竭，人们不得不去偏远的地区和一望无际的海洋寻找和开发新的油气田。因此，与此配套的管线多在人烟稀少、气候恶劣、地质地貌复杂的地区或高腐蚀的海水中建设，如美国横穿阿拉斯加的油气管线，途经冻土区，气温最低可达约．70℃；前苏联西伯利亚

7、一中央输气管线，其途经常年冻土区，气温最低可达约．63℃，地面积雪70'---'90cm，该工程全长445l公里，其中沼泽占959公里，水障碍占794公里；我国的西气东输油气管线，不仅要穿越沙漠、戈壁、盐碱地、沼泽，还要途经地震活动断层和一些大落差地带，一些地区昼夜温差最大可达30℃左右，冬季最低温度约．34℃，夏季地表最高温度可达70"--"80℃左右。美国墨西哥湾已经建成长达约37000千米的海底管道，将该海域3800多座大小平台和沿岸的油气处理设施连成一张四通八达的海底管网，我国也已建成约2000Km

8、的海底管道，这些管道常年处于高压高腐蚀的的海水环境中。这些严酷的地域、气候条件不但给长输管线的施工造成困难，而且对管线钢的性能，尤其是管线钢的低温韧性和韧脆转变特性以及耐腐蚀性能提出了更高的要求∞1。1．2打底焊技术当板厚或管壁较大时，对接焊缝一般采用多层多道焊，焊缝由打底、填充和盖面组成，打底焊位于整个焊缝的根部，是基础，是重中之重。但是，由于焊接空间的限制，打底焊的可达性较差。空间条件允许的情况下一般选择双面