管道全位置自动焊工艺特点

　　随着西气东输工程的启动和中俄、中哈等大口径、长距离过境管道的规划和建设，传统的管道施工技术与方法将难以适应现代管道施工要求。而管道全位置自动焊接技术是改变这一现状的有效手段。国外许多公司从20世纪70年代开始使用管道自动焊接工艺，其技术日趋成熟，焊接一次合格率已达到97％～98％，而我国目前还处于起步阶段。

　　管道全位置自动焊接工艺采用手工下向焊和半自动焊打底，再采用自动焊施焊。

　　1.STT半自动焊接工艺特点

　　（1）电弧燃烧稳定，飞溅极少。

　　（2）根焊焊道成型好，基本不需打磨。

　　（3）焊缝接头少，焊丝熔敷率高（可达95％）。

　　（4）焊缝含氢量低，低温冲击韧性好。

　　2.自动焊接（NOREAST）工艺特点

　　（1）利用“储存器”可输入和存储多组焊接参数，适应多台焊机施焊的要求。

　　（2）焊接工艺参数由储存器输入，可以保证工艺参数的准确性。

　　（3）电弧燃烧稳定，焊道成型好，不需要打磨，焊接缺陷少，焊丝熔敷率高。

　　（4）焊接质量稳定，焊工劳动强度低。

　　自动焊接工艺配备有自动控制系统，工艺性能稳定，受外界影响小。因为焊接作业由机械自动完成，所以焊工的培训成本大大减少。在大口径、厚壁管道焊接中，其速度、质量和工效都是其它方法所不能相比的。

■X70试验段管道全位置自动焊接施工

　　为了适应长距离、大口径、高压力、大壁厚、高强度钢输油气管道的建设速度和质量要求，参与国内外竞争，尽快推广应用管道全位置自动焊接技术，提高我国管道自动焊接技术水平十分必要。按照这一目标，中国石油天然气管道局第二工程公司成立了管道自动焊研究试验小组，采用引进的管道自动焊机进行大量的试验和研究，并于2000年11月将管道全位置自动焊接工艺成功地应用于涩宁兰输气管道的施工，实现了国内长输管道焊接技术水平的飞跃。

　　1.主要焊接工程量

　　试验段管道全长4．118 千米。采用的管材为API5L、X70，管径为660毫米，壁厚10．3毫米，设计工作压力为10兆帕。

　　2.焊前准备

　　（1）加强焊工练兵，做好焊接设备的维修保养等前期准备工作。

　　（2）制定《管道全位置自动焊接工艺规程》。

　　（3）配合中国石油天然气管道局焊接培训中心，分别对7种国内外实芯焊丝和两种螺纹X70钢管进行工艺试验。

　　（4）针对试验段地处高原，海拔近3200米，气候寒冷、风速较大的特点，搭建防风棚，以保证在焊后缓冷过程中保温时间不少于1．5h。

　　3.焊接结果

　　（1）焊缝表面成型规则、饱满，且与母材过渡圆滑。

　　（2）在试验段4．118千米范围内X射线拍片353道焊口，一次合格率达到96．9％。

　　（3）每道焊口的电弧燃烧时间为35 min，管道全位置自动焊比手工焊效率提高30～40％。

　　（4）焊缝内在晶体组织较好。

■管道全位置自动焊存在的问题及有关建议

　　通过全位置自动焊工艺在涩宁兰试验段上的使用，发现了下列问题，应在以后实践中改进。

　　1.目前国内还缺乏相应的自动焊焊接施工标准与规范，没有相应的标准和规范，自动焊工艺将很难推广使用。

　　2.坡口是焊接的一项主要技术参数，采用自动焊接工艺时，应采用坡口机现场加工坡口。

　　3.X70钢为高强度钢，焊后缓冷非常重要。机械性能试验表明，如果焊后保温不好，就会使焊缝组织晶粒粗大，耐冲击性能降低。

　　4.根据国外管道自动焊接的经验，建议在大口径、大壁厚管道施工时采用复合型坡口。

　　5.多次焊接机械性能试验证实，自动焊焊接的内在晶体组织比其它焊接工艺好。对于长距离、大口径、大壁厚管道，建议采用全自动焊接工艺。

　　6.对自动焊接设备进行配套时，应同时配备自动无损检测设备，如管道全自动超声波检测仪等，使管道无损检测与焊接同步，确保自动焊机的工效。

　　7.人员培训问题。为了提高一次焊接合格率，保证操作人员熟练掌握焊接技艺，必须加强人员的培训。

　　管道全位置自动焊接工艺试验和实际应用表明，目前的技术水平已达到施工要求，国内施工单位现已基本完成了西气东输管道工程自动焊接的各项准备工作。对于存在的问题进行了整改，并不断完善各种配套装备、机具，管道全位置自动焊技术将逐步成为管道施工的主要工艺，必将加快我国管道事业的发展。