淺議天然氣管線對接接頭的焊接技術

王維鼎

（大慶油田水務工程技術有限公司，黑龍江 大慶163451）

截止2006年，世界油氣管道的總長度已超過2.7×106km，并在以每年大約3%的速度增加。與此同時，我國隨著國家重點工程“西氣東輸”項目的實施，天然氣管道的建設已經進入蓬勃發展時期。隨著天然氣管道施工技術的不斷提升，天然氣管線的建設和運行對焊接質量、焊接效率和焊接技術水平都提出了更高的要求。由于天然氣管線輸送的介質屬于易燃、易爆以及有毒且有腐蝕性，如果管線有質量問題，將會導致火災爆炸等事故，給國家和人民帶來巨大的生命和財產的損失。所以為了保證工程質量、工程安全和經濟效益我們必須確保天然氣管線材質以及焊接技術的可靠性。天然氣管線對接接頭的焊接作為天然氣工程中重要的步驟，其技術必須有最為嚴格的要求。必須掌握以下技術。

1 焊接工藝的技術

1.1 定位／組對技術

天然氣管線接頭的組對定位焊作為焊接質量的重要保證、促使管接頭背面成形良好的關鍵步驟。為了不造成內凹、焊瘤、未焊透等缺陷，必須保證坡口形式、組對間隙、鈍邊大小合適，組對間隙須均勻，定位時應保證接管的同心度，錯邊量應<1．5mm。若焊接定位板，應在焊管板角焊縫的同一方向。

1.2 施焊工藝技術

打底焊層的焊接采用單面焊雙面成形的操作方法來完成。施焊時，應遵守“中間起弧、右側息弧”的原則，即：焊條在坡口間隙中心起弧后，迅速橫擺至坡口左側，再擺回坡口的右側，向上息弧。每完成這一操作過程，間隔的時間大約為1．5S。焊接過程中，以轉動管件方式將焊接位置調整到最佳焊接操作狀態。施焊時，應使坡口兩側邊緣得到充分的熔合。定位焊時的定位方法以及定位板的取下與轉動管相同。整個焊接過程為斷弧擊穿，單面焊雙面成形。打底層、填充層、蓋面層的焊條角度基本相同，只是電弧長度以及運條方式有所不同，熔池的形狀主要由電弧的長短及運條形式來控制。管道的焊接可以分成兩個半周來完成，起弧、收弧處均應選在管子的半軸中心的前面。

1.3 打底層技術

打底焊是管件焊接接頭質量的關鍵，其操作難度也不簡單。必須注意運條的角度、運條方法和運條速度的均勻性，應注意熔接時接頭的方法，才能避免焊接缺陷的產生。焊接時根據坡口角度的大小適當的調整電流的大小。坡口角度大時散熱的面積較小，電流就需要適當調小一些，否則容易造成塌陷和反面咬邊等焊接缺陷。施焊時，先以長弧將起焊點進行預熱，當坡口內出現類似汗珠狀的鐵水時，迅速壓低電弧，先從右側橫擺到左側，再從左側迅速擺到右側，向下滅弧，形成第一個熔池座。再起弧時，為避免在管壁背面產生凹陷，要使電弧對準坡口內角，將焊條盡量往上頂，使電弧完全作用于管壁內。施焊操作應為左右交替斷弧焊，先在左側起弧，當左側坡口熔合后，立即在左側向上滅弧，然后，再在右側起弧，當右側坡口熔合后，應保持熔孔的大小基本一致(坡口兩邊各熔化2mm左右)，焊條的傾角與立焊時相似(向下傾斜80度-85度)。換焊條接頭時，速度要快，先把電弧拉長，迅速壓低電弧進行焊接。當焊條擺到坡口中心時，再將電弧有意識的往里壓，并停留2s左右，然后恢復正常的斷弧焊接，這樣做可以有效的避免管接頭內焊縫出現凹坑或接頭不良等缺陷。封口接頭時特別要注意：要將環縫的起焊處磨成斜坡狀，要避免在距封口接頭處再出現另外一個接頭。由于焊縫的接頭處容易產生氣孔和夾渣，一般在熔池收弧的后面10mm處引弧，然后拉長電弧預熱片刻，運條至接頭處，適當增大焊條的角度并壓短電弧形成熔池進行正常的焊接。收弧前應增大焊接速度和減小焊條的角度。

1.4 填充焊技術

填充焊時即要保證打底焊不被燒穿，又要保證有一定的熔深，一般弧長控制在2mm～3mm，焊速須保持均勻，以便良好的熔合坡口的兩側。焊條角度與打底焊時相同，熱填充焊時應適當減小焊條的角度并做直線往復運條，防止燒穿，層與層間隔時間一般不超過3min，最后一次填充焊時，立焊段應與母材齊平。施焊前，先將打底層焊渣清理干凈，施焊時以兩側稍慢，中間稍快的原則進行運條擺動，這種方法能使填充層的焊道平坦，坡口兩側不出現深溝(夾角)，防止層間夾渣等缺陷。施焊電弧要短，焊條擺動要均勻，以提高熔池的溫度，并使前一層焊道上的殘渣、氣孔有重新熔化的機會，以避免夾渣、氣孔等缺陷的產生。為有利于表層的焊接，須使填充層焊道的上表面低于管子表面0．5 mm～1．5 mm，并保留坡口輪廓。

1.5 蓋面焊的操作方法

為了填充和美觀焊縫外形，必須在其表面施焊，因此蓋面焊的作為也尤為重要。一般選用直線或直線往復方式的運條方法，為了減小焊條的角度，須適當提高電弧電壓，使熔滴呈噴射狀過渡。蓋面焊時焊縫接頭容易產生氣孔，應在收弧熔池前方10mm左右處重新引弧，然后拉長電弧到接頭處預熱1s～2s，壓低電弧做輕微擺動形成熔池進行焊接。施焊操作與填充層的操作基本相同。焊條的擺動要均勻、焊縫成形才能更加美觀，蓋面焊道兩側應超過坡口邊緣2mm，焊縫余高為2mm左右。

1.6 封底層的焊接技術

為了能使管內焊縫寬窄高低一致、成形美觀、圓滑過渡，因此須將管內焊道重新熔化，進行封底焊，這樣還可以清除管內焊道上的凹痕、焊瘤、縮孔等缺陷。

2 施焊注意事項

為了保證管子內部成形質量，打底焊時熔孔的大小必須得到控制，過大易造成焊瘤；過小易形成未焊透等缺陷，熔孔的直徑大小也就是組對間隙+3mm為宜。打底焊時，息弧時的焊條位置絕不允許選在坡口中心的間隙處，應選擇在坡口的任意一側，這樣才能避免根部出現縮孔。為使表面圓滑過渡、成形美觀，應選用適當的焊接速度(填充層高的地方，焊接速度稍快，填充層低的地方，焊接速度應稍慢一些)。管線焊接完后，按規定進行X光探傷檢驗、壓力試驗、焊口防腐處理等系列檢驗。

3 焊接質量控制

3.1 審核

為了保證工程的質量與安全，施工前應進行一些列的審核，施工單位應依據設計圖紙以及有關的施工規范及現行的標準，制訂出最為安全、最為有效的天然氣管線施工操作方案。

3.2 焊接檢驗

通過焊前檢查，過程檢查，焊后檢驗，焊接記錄檢查，施工單位應提供合格的焊接工藝評定，以滿足實際現場的安裝需要。

4 總結

為了迎合國家“西氣東輸”重點工程的建設，天然氣管道施工技術必須加強，隨之而來的應加強焊接技術。天然氣管線對接接頭的焊接作為其中最為重要的環節必須做到技術過硬，須掌握定位／組隊、施焊工藝、打底層、填充焊、蓋面焊、封底層這一些列的技術與方法；以做到保證工程質量、工程安全，最終給國家財產和人民的生命和財產做出重大保障。

[1]陸文清，張揚軍，蔣云峰.簡談天然氣管道安裝焊接技術的應用[J].民營科技，2008(4)

[2]徐英浩.焊接技術在管道施工中的應用[J].民營科技，2008(4)

[3]王普生.天然氣管線對接接頭的焊接[J].大型鑄鍛件，2009（6）