长输油气管道“金口”焊接技术分析与选择.pdf

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1、第8期-61-长输油气管道“金口”焊接技术分析与选择朱本光（中海福建天然气有限责任公司，福建福州350008）[摘要]文章概述了影响长输油气管道“金口”焊接质量的因素，简要分析了长输油气管道常用的焊接技术。在对施工地形环境、焊接技术特性及经济性等因素综合考虑的基础上，本文提出了以保证质量、兼顾效率及经济性为原则的选择方法。“金口”焊接选择手工钨极氩弧焊(GTAW)进行根焊，自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW)进行填充和盖面焊接。[关键词]长输油气管道；金口；焊接技术；分析管道输送是石油天然气工业中应用最广的液态金属当中。焊缝中溶解氢的量与其

2、温度成正运输方式之一。长距离输送原油、天然气及其产比，当焊缝快速冷却时，焊缝中氢的含量大于该品的管道，称为长（距离）输油气管道[1]。管道温度下焊缝所能溶解氢的最大值。大部分氢原建设中钢管组对焊接后，为确保管道运行安全可子、氢离子重新结合成氢气逸出，部分无法逸出靠，须按照相关施工规范的要求进行分段试压[2]。被强制性地锁在晶粒中，这些无法逸出的氢原分段试压结束后各相邻管段之间进行连头焊接，子、氢离子集中在晶界的位错和空位中，重新结部分特殊连头口不能进行水压试验，称之为“金合成氢分子并产生较高的气压，使焊缝中的氢处口”。于过饱和状态。扩散氢

3、是焊缝产生冷裂纹的主要因素之一。长输油气管道承担运送油品和天然气的任务，处于全年运行状态，一旦发生泄漏将会产生1.4拘束应力及其严重的后果。所以，长输油气管道建设质量焊接中存在的应力有：因焊接结构拘束条件的关键是焊接质量，而长输管线焊接质量的重中而产生的应力，热输出不均匀所产生的热应力，[3]之重在“金口”。所以，正确选择长输油气管道相变时产生的相变应力；这些应力的综合作用形“金口”的焊接技术尤为重要。成拘束应力。1影响长输油气管道“金口”焊接质量的因素1.5施工质量管理1.1焊接应力长输油气管道的建设施工点随着施工进度不断变化，焊接的流

4、动性在很大程度上影响着焊接连头时两侧是已完成焊接的钢管，在实际质量。由于长输油气管道的建设不是流水线性生中，两侧钢管中心轴完全在一条直线的情况几乎产，因此施工质量管理难度很大，对焊接作业管没有，因此管工需借助外力将两侧钢管中心轴与理的优劣决定着焊接质量的高低。连头管段中心轴调整到一条直线上，这就导致连[4][5]头焊接后存在较大的焊接应力。2长输油气管道常用焊接技术分析1.2管道内外温差长输油气管道的焊接技术主要包括焊条电弧长输管线内外温差会使管内外的空气产生流焊（低氢型焊条上向焊、低氢型焊条下向焊、纤动形成局部气流，焊接时会影响焊缝中的

5、金相组维素焊条下向焊和上向焊），手工钨极氩弧焊，织形成，产生裂纹和缺陷，降低焊接质量甚至焊半自动焊（STT技术气体保护实芯焊丝半自动焊、接不合格。RMD技术气体保护金属粉芯焊丝半自动焊、自保护药芯焊丝半自动焊），自动焊。1.3扩散氢焊接时，在高温下很多氢溶解在焊缝中，作者简介：朱本光（1986—），男，山东泰安人，辽宁石油化工大学油气储运工程专业毕业，硕士研究生，助理工程师。主要从事氢在电弧作用下分解并以原子或离子形态溶入到石油天然气长输管道的设计及施工管理工作。石油和化工设备-62-技术交流2016年第19卷2.1焊条电弧焊(Shiel

6、dedMetalArcWelding)E7010-G（中船重工七二五所研制的SRE505）以焊条电弧焊是指用手工操作焊条利用电弧作及AWSA5.5-96E8010-G（中船重工七二五所研制为热源进行焊接的电弧熔焊方法。该方法设备简的SRE555）焊条。纤维素焊条上向焊主要应用于单、移动方便、操作灵活、适应性强，是目前长管道连头焊接的根焊。输油气管道焊接中应用最多、最普遍的一种焊接2.2手工钨极氩弧焊(GasShieldedTungstenArc技术。根据焊条和焊接方向的不同，可分为低氢Welding)型焊条上向焊、低氢型焊条下向焊、纤维素

7、焊条手工钨极氩弧焊是利用钨极和焊接熔池之下向焊和上向焊四种方法。间产生的电弧熔化填充焊丝和焊接母材的焊接技2.1.1低氢型焊条上向焊术，其采用的是直径为φ2.0~2.5mm的焊丝，执行低氢型焊条上向焊具有操作简单、容易脱标准为GB/T8110-2008《气体保护电弧焊用碳钢、渣、焊缝韧性高、抗冷裂、缺陷概率低等特点。低合金钢焊丝》中的ER49-1/ER50-6。手工钨极氩焊接接头即使存在较大错边量，焊缝检测仍有弧焊工艺优点在于：操作简单、焊缝洁净度高、着较高的RT合格率，但是焊接速度较慢，仅为单面焊双面成形、焊缝背面不需清渣，根焊渗透8~

8、12cm/min，焊接采用的焊条是具有代表性的可以得到有效的控制；其缺点是：对焊前坡口清E7016、E8016等。该焊接技术广泛应用于长输油理要求高，焊接速度与焊条电弧焊相比较慢，对气管道的根