天然气管道焊接工艺

摘要：我国的天然气管道建设已步入迅速发展时期。由于天然气管道焊接技术水平直接影响到管线运行期间的工程质量、工程安全及经济效益，因此我们很有必要对天然气管道施工中的焊接技术做出探讨。

关键词：天然气 管道 焊接工艺

中图分类号：TG4文献标识码： A

前言

随着石油天然气的发展，我国长输管道向大口径、高压力、新材质、高级别的方向发展。同样，随着X70、X80、X100 等高级别钢的研制与应用也给长输管道焊接工艺带来新的课题。但是要想保证石油化工行业的安全发展就要重视石油化工管道的质量。

一、工程概况

某联络线工程，管道设计压力10MPa，管径Ф1016mm，材质X80，线路全长约1607km，壁厚15.3mm 和18.4mm，在焊接过程中使用RMD 根焊焊接技术（RMD 是指熔敷控制技术），并采用RMD 根焊与自保护药芯半自动填充、盖面相结合的焊接工艺。

二、石油天然气管道焊接工艺概述

1、焊接前的准备工作

做好焊接工艺的准备工作可以很好的保障石油天然气的管道安全以及质量。焊接的技术人员不仅仅要详细了解管道工程的施工状况，还要依据这些了解到的数据去制定关于焊接工作的科学焊接方案以及指导书。在焊接的时候需要选择合适的焊接技术，除了这些之外还要谨慎分析焊接的过程当中很可能会出现的一些其他问题，从而进行对应的预警措施以及解决方法。与此同时，还要严格的检查焊接方式、焊接材料以及焊丝，看看他们的质量等问题是不是严格的按照规定还有标准实行的。除了这些，还要评定焊接工艺的科学性。然后依据评定得出来的结果去制定焊接的工艺卡。在准备开工的时候需要对焊工进行考试还有培训，确定各项都合格之后才能正式上岗，这些都是为了更好的指导焊接工作，从而加强焊接的质量，也可以保障建设出来的管道安全度更高。

2、焊接的施工阶段

在焊接的施工开始的时候就要严格住哟，这样可以保证焊接的质量，要严格根据规定做好每一步的工作，只有这样才能够让焊接的工作正常进行，让管道修建的工作更加顺利。

（1）根焊打底

管道在焊接之前要使用特殊的坡口机根据要求严格规范加工出V型坡口，然后对坡口的两端进行除锈，使用外对口器管线组对，完成之后用电加热带对他预热，在他完成预热之后才能进行根焊，根焊要使用RMD，然后选择METALLOY 80N1的金属粉芯焊丝进行打底，这样可以使根焊的焊缝均匀，从而预防焊穿。根焊焊接的时候应该注意以下几点：首先，提前对试板试焊进行测试，检查氩气里面有没有掺杂杂质；在焊接的时候要使用防风棚，以便于预防因为刮风而导致的焊接质量；在焊接之前进行的预热必须要达到规定的温度，禁止出现焊接出现裂纹；反复检查焊接质量，及时热焊。

（2）热焊和填充焊接

填充以及热焊要使用自保护药芯半自动焊接方法。采用E81T8-G 焊丝：随时清理由于底层焊接之后存留的飞溅物以及熔渣等等，尤其要注意接口处；还要注意底层焊缝接头以及中层焊缝接头的距离不能低于0.1cm；焊缝的厚度要保持在0.3-0.5cm之间；及时发现问题、反复检查工作、及时清理残留杂质这些都要做到位。

（3）盖面焊接

盖面同样使用自保护药芯半自动焊接方法，选用 E81T8-G 焊丝：焊缝的外观要光滑，颜色要尽可能的接近于管道的颜色，并且要保持过渡自然，争取做到天衣无缝，给人浑然一体的视觉感受；焊缝的宽度要大于坡口两侧大约0.2cm，高度大约是在0.15-0.25cm之间；盖面表层出现的残留物体要及时进行处理，使用合适的方法做好盖面的防腐工作以及保温工作，只有这样才可以禁止发生侵蚀破坏的现象，从而提升焊接的质量；在冬季施工之后，要对焊道进行保温，禁止他有裂纹出现；在焊接施工结束之后，质检人员要严格根据要求对外观进行检查，如果发现问题就要及时的进行处理。

（4）记录工作

焊接管道的时候，焊接的技术人员不仅要根据需求严格遵守焊接工艺指导书实施焊接工艺，还要随时记录好相关的数据。比如说，电焊的电压、电流、每层焊缝使用的材质、焊前的预热和焊后的热处理等。在这里需要注意的一点是，每一道焊缝咋完工之后都要用编号进行标记，方便日后的检查。

二、常见焊接缺陷、形成的原因及预防措施

1、咬边缺陷:由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，在沿着焊道的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷。咬边不仅减弱了焊接接头强度，而且因应力集中容易引发裂纹。形成原因:在最后盖面焊接时，由于操作不当，或焊接电流过大，电弧过长，在焊缝与母材交接处形成母材缺口或未填满的现象，易造成应力集中或母材强度降低。预防措施:选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。

2、未熔合缺陷:焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化。形成原因:焊接速度快而焊接电流小，焊接热输入太低；电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清理不彻底，使得焊材与母材间未很好熔合。预防措施：正确选择焊接工艺参数，焊接热输入，精心操作，加强层间的清理等，提高焊工操作技术水平。

3、气孔缺陷：焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残下来所形成的空穴。形成原因:焊件表面和坡口处有油、锈、水分等污物存在，熔解在熔池的气体，在熔池冷却过程中，因气体熔解度急剧降低，来不及析出残留在固体金属内形成的。液态铁水有气体，气体没有逸出，在焊道形成后，在焊道中有空洞，就称气孔。预防措施:加强焊前处理。焊前仔细清理焊件表面铁锈、油污、水分；按规定烘干焊条、焊剂。在天气湿度过大或下雨天，采取有效措施，防止气孔产生。

4、夹渣缺陷:焊后残留在焊缝中的熔渣。在焊缝形成过程中，焊渣未能及时浮出，夹在焊道中(操作与环境温度影响)。形成原因:焊接工艺参数不合适，使熔池温度低，冷却快，渣不易漂出；焊前清理不净或层间清理不彻底。预防措施:选用合适的坡口角度和合理的焊接工艺参数,使熔池存在的时间不要太短。焊接操作要平稳，焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮。仔细清理坡口边缘及焊丝表面油污。多层焊时要注意将前道焊缝的熔渣清理干净后，再焊下一道(层)焊缝。

5、未焊透缺陷:焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，主要存在于焊缝根部。形成原因:主要有未留间隙或间隙过小、坡口角度过小、钝边过大，以及焊接电流过小，焊接速度过快，或焊接电压太低，以及操作问题。但焊缝间隙过大，焊缝内道上部易产生焊瘤，内道下部易产生内凹。GB50236-98 焊接规范对内焊道、外焊道盖面的高度都有规定。焊接间隙在保证焊接质量的前提下，宜小不宜大，这样做既可以保证质量，又可提高焊接效率。预防措施:正确选用和加工坡口尺寸，保证必须的焊接间隙，正确选用焊接电流、电压和焊接速度，认真操作，仔细地清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。

6、裂纹缺陷:在焊接过程中，焊缝热影响区在冷却过程或凝固过程中形成的裂纹。形成原因:

（1）材料本身问题(容易产生裂纹材料)；

（2）外界应力及环境影响；

（3）焊接缺陷。预防措施:要设法减少焊缝中的低熔点共晶物和降低冷却时的拉应力。在以上6 种焊接质量问题， 除焊接工艺参数、焊接材料、焊接环境、焊接气候条件之外，主要的焊接质量问题是焊工操作所致。