西气东输管道焊接工艺研究

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1、毕业设计（论文）题目西气东输管道焊接工艺研究院（系）专业班级学生姓名学号指导教师评阅教师___2010年5月8日西气东输管道焊接工艺研究院（系）专业班级学生姓名指导教师2010年5月8摘要摘要本文通过对西气东输管道干线建设用X70钢的介绍，重点研究分析了X70螺旋焊管的组织性能、焊接性以及现场施工中的焊接工艺，并结合国内外相关焊接工艺，对目前已经采用的方法进行优化设计，提出改进的方法。同时本文针对管道建设过程中的新技术，新方法，新装备进行了全方面的论述，重点针对这些新技术、新方法的特点和应用现状做了具体分析，提出了一些合理性的参考建议。西气东输工程是国家实施西部大开发的重点工程，也是国家实

2、施和加大对外开放的标志性工程，其质量至关重要。因此本文针对焊接过程中产生的各种缺陷做了综合性的论述，并针对焊接缺陷的产生原因提出了相应的防治措施，从而有效的避免了焊接缺陷产生的可，保证了管道焊接质量。最后本文针对焊接检验的新技术——管道爬行器和全自动超声波探伤系统进行了论述，运用现代先进的管道检验设备使得快速高效检验成为可能，从而缩短了管道建设周期，带来很好的经济效益。文章最后针对我国长输管道的焊接技术进行了展望，提出了一些合理性的研究方案。关键词：西气东输管道焊接工艺管道焊接工装焊缝质量控制3工程概况1工程概况西气东输管道工程的干线输气压力为10MPa,管径1016mm,材质X70,按不

3、同的地区类别分别采用螺旋埋弧焊钢管和直缝焊钢管，I类地区使用螺旋埋弧焊钢管，壁厚为14.6mm,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ地区使用直缝焊焊管，壁厚分别为17.5mm、21.0、26.2mm、热揻弯头全部采用直缝埋弧焊钢管，壁厚分别选用16.0mm、19.3mm、23.1mm、29.9mm。X70是管线钢，主要用于石油、天然气的长距离输送。如国家的西气东输项目，70代表的每平方英寸承受的力。在西气东输工程中干线就使用的是X70钢，其中以涩宁兰段作为施工的试验段。结合西气东输管道工程的特点，西气东输管道公司决定在干线上主要采用自动焊和药芯焊丝半自动焊工艺，并结合手工返修[3]工艺进行焊接施工。1.1X70管线

4、钢焊接情况西气东输干线的焊接分别在自动焊、半自动焊、焊条电弧焊、领域针对不同的焊接材料、不同的焊接工艺组合做了大量的试验，并在此基础之上，制订了可行的最佳工艺组合，为了该工程的安全、顺利施工提供可靠的保障。西气东输工程，主干线采用半自动焊和自动焊。自动焊是一种借助与机械和电气等方法使焊接过程实现自动化、程序化的焊接施工方法。这种自动化焊接技术对于操作人员的焊接技术要求较低，焊接过程中受人为因素影响小，并具有焊缝成型美观，焊接过程稳定，焊接效率高等优势。因此在大口径、厚壁管的西气东输工程建设中具有很大的优势。药芯焊丝半自动焊工艺操作简单，效率较高，在我国20世纪90年代的工程施工中得到了很大

5、规模的采用，是一道很熟的工艺。与自动焊相比，具有成本低、受影响因数少，机动灵活的特点，在西气东输中，70%的焊口由药芯焊丝半自动焊工艺来完成。焊接工艺形式为：纤维素焊条手工电弧焊+自保护药芯焊丝半自动填充、盖面。跟焊采用陡降外特性直流电源，填充、盖面焊采用平外特性直流电源。纤维素焊条手工焊根焊+自保护药芯焊丝半自动填充、盖面焊工艺的焊接接头采用V形坡口，一般为管厂坡口，无需现场进行破口加工，其坡口形式及组队尺寸如图[4]1—1所示。图1-1复合坡口示意图4工程概况1.2X70钢焊接性分析采用宝钢生产的f1016mm×14.6mm规格API5LX70级钢管。X70管材化学成[5]分见表1—1

6、所示。表1-1X70钢化学成分（质量分数）（%）CMnSiNiCrMocuP0.051.580.230.2190.0130.1730.0280.015X70管线钢与我国热轧正火钢化学成分相近，其化学成分见表1。成分特点是含碳量低，通过Si、Mn合金元素使铁素体固溶强化、细化铁素体晶粒和增加珠光体的数量，从而提高了钢的强度。同时还加入少量的V、Ti、Nb、Mo碳化物、氮化物合金元素，经正火处理后，生成化合物以细小质点从固溶体中沉淀析出，弥散分布在晶界和晶内，在有效提高强度的同时，细化了晶粒，提高了钢材的塑性和韧性。沉淀强化的钢材焊接时，淬硬倾向、冷裂纹均不大，而主要预防过热区的粗晶区脆化问题

7、。根据碳当量公式Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+(Cu/13+P/2)(%)计算出Ceq=0.34。冷裂纹敏感系数Pcm为0.15都不大，表明X70钢的淬硬性倾向不明显，焊接性能优良，焊前不需预热。为使焊缝满足技术条件规定的表面成型指标以及力学性能抗拉强度值sbmin≥570MPa;低温韧性值在-20夏比冲击韧性冲击功单个试样最小值小于60J，三个试样平均值大于90J;冲击剪切面积单个试