天然氣管道焊接技術應用

唐強

摘 要：隨著石油天然氣及石油化工工業的高速發展，天然氣管道加速朝著大口徑、高壓力輸送的方向發展。與其配套的焊接技術的掌控已成為天然氣管道工程施工成敗的關鍵， 它直接關系到工程質量、施工效率、施工成本、管線運行期間的安全性、可靠性和經濟效益。而施工的低點隨著工程進度而不斷的搬遷從而與工廠產品生產相比，增加了施工和質量以及安全的管理難度。文章通過對天然氣管道焊接技術的特點以及選擇對天然氣管道的應用進行了詳細的概述。

關鍵詞：天然氣 管道 焊接 應用

中圖分類號：TU996.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0080-01

1 天然氣管道焊接方法

節約施工的投資以及提高焊接效率、保證焊接的質量是天然氣管道焊接的原則，因此在選擇焊接方法時，應根據施工現場的情況和管道的壁厚、直徑、材質等因素，選擇一種切實可行的方案。

（1）根據不同的施工現場導致焊接方式有區別。在山區或者水網等地理環境比較惡劣的地區，由于活動的限制導致無論是自動或是半自動焊接設備都無法進場，只能采取手工焊接的方式來進行焊接；而平原地區則可以采用自動或是半自動的焊接方式。

（2）天然氣管道材質因素。根據焊接的相關管理辦法，若天然氣管道材質等級低于X70（L485）一版采用全纖維手工焊接方式，高于這個等級的話，則采取混合型手工下向焊、半自動下向焊或自動焊。

（3）管道的壁厚。目前天然氣管道一般采用的是大直徑管道，而壁厚的增大則會直接影響焊接方式，一般采用的是半自動下向焊或是混合手工下向焊等，而填充蓋面焊接是目前應用較廣的焊接方法。

2 天然氣管道常用焊接方法及特點

2.1 自動焊

自動焊技術在管道焊接方面具有效率高，勞動強度小，質量高等特點，人為因素在焊接過程中的影響極小，在對大口徑以及厚壁管道的焊接中具有極大的潛力。因此，現階段比較成熟的自動焊技術主要是以下方面：

（1）實芯焊絲氣體保護自動焊接。實芯焊絲氣體保護自動焊接的特點就是對焊工要求比較低，對進行野外作業的管道進行焊接作業的裝備與控制系統要求校稿，需要提供防風棚。

（2）藥芯焊絲自動焊接。這種焊接方式可以分為藥芯焊絲氣體保護焊和自保焊，與實芯焊絲相比，對管材適應性好、焊接韌性好、經濟性好、熔敷速度快等優點。藥芯材料主要有鈦合金、礦物材料、穩弧劑、還原劑、透氣劑和造渣劑等。

（3）電阻閃光對焊。電阻閃光對焊是屬于壓力焊的一種，他是在強電流與低電壓交流電的作用下使兩管瞬間達到高溫，從而能夠保護焊接區，從而通過外加頂鍛壓力使管端融化以達到焊接的效果。

2.2 手工焊條下向焊

手工下向焊是從管道頂部中心引弧，自上而下一直到管道底部中心進行的全位置焊接。手工下向焊與傳統的上向焊相比的優點是，可以降低人的勞動強度、節省焊接材料、打底時可以單面焊雙面成形、焊接質量好、焊縫美觀、焊接效率高等。

（1）復合型下向焊技術。

復合型下向焊技術主要應用于對焊接壁厚較大的管道。與其他向上焊技術相比，其熱輸入低，熔深較淺，焊道較薄。隨著鋼管壁厚的增加焊道層數也迅速增加導致焊接的時間和勞動強度也隨之增大。而單純的向下焊技術難以發揮其特點也使得在對打底焊和填充焊采用向上焊的復合型下向焊技術，這樣便可以達到最優質的效果。

（2）混合型手工下向焊。

混合型下向焊是指在長輸管道的現場組焊時，采用纖維素型焊條打底焊、熱焊，低氫型焊條填充焊、蓋面焊的手工下向焊技術。主要用于焊接鋼管材質級別較高、對焊接接頭韌性要求較高、輸送介質硫含量較高及需要在寒冷環境中運行的管道的焊接。

（3）全纖維素手工下向焊。

全纖維素手工下向焊是天然氣管道中普遍采用的一種焊接方法，主要應用于材質等級較低的薄壁大口徑管道的焊接。它是指在管道現場組焊時，根焊、熱焊、填充焊、蓋面焊均采用纖維素型焊條的手工下向焊接方式。其工藝的關鍵在于根焊時要求單面焊雙面成形。

2.3 半自動焊焊接技術

半自動焊焊接技術相較于手工下向焊其勞動強度更低，但更高效，焊接的工藝容易掌握，質量比較好，因此這種技術主要是用于管道的填充和蓋面焊道。目前這種技術主要包含：

（1）自保護藥芯焊絲半自動焊。

自保護藥芯焊絲半自動焊具有良好的工藝性能、全位置成型好、對環境適應能力比較強、成本較低，同時焊接的合格率比較高，焊工容易掌握其技能，特別適合戶外場所，因此主要用來填充和蓋面。

（2）CO2活性氣體保護焊。

由于傳統的短路過渡CO2焊解決不了在焊接時焊接飛濺大、控制熔深與成形的矛盾，采用STT半自動焊，它通過精確的峰值和基值電壓和電流的控制，促使溶滴更利于過渡成型，保證焊接時穩定，可以解決大口徑管道根部環節單面焊雙面成型和飛濺的問題，能夠用于全位置單面焊雙面成形的打底焊。CO2活性氣體保護焊是一種廉價、高效、優質的焊接方法。保證了焊接過程中的穩定性也對焊縫的成形較為簡單、方便，并且飛濺的程度明顯降低，很大程度上減輕了焊工的勞動強度。

3 結語

綜上所述，天然氣管道的焊接需要根據其自身的特點以及所處的環境來進行不同方式的焊接。既能夠保證質量也提高效率，從成本考慮也節約資金，這也是為天然氣管道建設未來發展的趨勢。除去川氣東送管道工程、西氣東輸一線、二線工程外，西氣東輸三線工程、中緬天然氣管線工程、LNG管道工程、中俄西線天然氣管道、“新粵浙”和“新魯”煤制氣管道等都已經正式啟動或提上日程。加入WTO后，隨著國外隊伍的介入，國內市場勢必競爭更加激烈。焊接技術的改進及應用，對于天然氣管道建設極其重要。

參考文獻

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