vp【doc】长输管道向下焊焊接工艺.doc

长输管道向下焊焊接工艺焊接1999(1o)Im焊条.焊接电流140A.电弧电压26V,焊接速度3.6着色检查l5O,瑚in'焊四层,焊满.着色检查亦未发现表面缺陷.经宏观和金相检查,均未发现焊接裂纹.4焊条生产与应用向在试验研究的基础上.于1997年在哈尔滨焊接研究所进行了焊条试生产.焊条性能符合叶轮焊接技术要求,焊条外观与内在质量良好.选材,配粉,压涂,烘干,检验,包装等工艺过程均符合要求.生产的焊条已提供给工厂进行产品焊接生产.参考文献1印有胜.关于铁索体不锈钢焊接接缝晶间腐蚀若干问题.焊接.1996(1)2肖纪美.不锈钢的金属学问题.北京:冶金工业出版杜,1983.(收稿日期199904)长输管道向下焊焊接工艺一(3中石化管道储运套司工程质量监督站(徐州市221008)喳堂鸯大庆石油化工总厂机械)-(163711)控奏摘要介绍了手工向下焊焊接工艺在长输管道焊接方面的发展,主要叙述了混合型向下焊焊接工艺和复合型TheMeehineryPlantofDaqoilChemicalIndustryFaetorAl咖dInthispaper.1.e_叽咖ofvercaldownwd曲ginpisk,mxduoedandthetecI.Dl0ofmixedverticaldo.wards1d吨andc0一operatedverticaldown州descrlbed-l:搬,wdown哩,eloseetecln,low一出.和earode-/接是在复杂的气候和地域条件以及不稳定的机械负荷O前言和环境作用下进行的,在现场管道环焊对接方面.目前长输管道工程是一项现场焊接安装工程,这种焊国内外所采用的主要焊接工艺方法是纤维素型焊条或n7h一孤.F)叫6一条吐一堍舢素一啪维一玎_司舶姗一焊接1999(10)低氢型焊条手工向下焊,以及半自动,全自动气体保护焊和自保护药芯焊丝自动焊.世界各国还发展了许多其它特种管道现场连接技术,其中包括爆炸焊,电子柬焊,激光焊,闪光对焊,摩擦焊,旋弧焊,活性气体保护锻焊等.在我国,由于制管机组落后及其它原因,国产钢管管径的误差太大,难以满足自动焊的要求,加之焊接工业整体的自动化程度较低,半自动,全自动气体保护焊和自保护药芯焊丝自动焊在我国的发展缓慢,大部分处于研制阶段.目前我国长输管道现场焊接所采用的焊接工艺方法主要是手工向下焊.1向下焊焊接工艺概谜向下焊焊接工艺是从60年代中期开始逐步发展起来的一种手工电弧焊焊接工艺方法,其焊接特点是.在管道水平放置固定不动的情况下,焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊接,一直到底部中心.其焊接部位的先后顺序是:平焊,立平焊,立焊,仰立焊,仰焊.向下焊焊接工艺采用向下焊专用焊条,向下焊焊条以其独特的药皮配方设计,与传统向上焊焊条相比,具有电弧吹力大,焊接时熔深大,打底焊时可以单面焊双面成形,焊条的熔化速度快,熔敷效率高等优点,相对于自动焊又克服了在野外较差的自然条件下使用设备复杂,操作不便的不足.因此,向下焊以其焊接质量好,焊接速度快等优点,已经广泛地用于焊接工程.尤其是大口径薄壁长输管道的焊接.向下焊焊接工艺在长输管道建设的生产实践中不断发展,早期建设的管道由于管径小,压力低和冶金技术的限制,管道的现场焊接采用传统的向上焊.随着管道工业的发展,X42,X46,X52,X56等钢管被广泛采用,60年代中后期,向下焊焊接方法产生了,此时主要使用纤维素型向下焊焊条,称为纤维素型向下焊.但是,当纤维素型向下焊用于大直径,厚壁管的焊接时.其焊接速度有时反而比不上向上焊,难以体现出优质高效的优点.为了克服这些不足,适应管道钢材的变化,向下焊焊接方法也在不断地发展完善,目前,向下焊除了纤维素型向下焊外,又出现了混合型向下焊和复合型向下焊等焊接方法.2混合型向下焊混合型向下焊是指在长输管道的现场组焊时+采用纤维素型焊条根焊,热焊,低氢型焊条填充焊,盖面焊的手工向下焊焊接工艺,它主要适用于焊接材质级别高的管道.提高输送压力是管道经济运行最重要的措施之一,随着这种变化,管道钢管发展的总趋势是大口径,高压力.由于作用在管壁上的应力与钢管管径和内压成正比,因此管径和内压的增加要求壁厚和钢的强度增加.而随着壁厚和钢的强度级别的增加.钢管出现断裂的几率增加,由此要求管线钢必须具备较高的韧性.随着管材冶金业的发展,微合金化控轧钢管的出现,高强度,高韧性管线钢的生产已经成为现实,高强度,高韧性管线钢在国外油气管道建设中已被广泛使用.在我国,宝钢目前已经能够批量生产X70系列钢管,库鄯管道建设中使用了X65钢管.钢级高的钢材的碳当量值一般较大,具有一定的淬硬倾向,以我国国产系列管线钢X46,X52,X56为例.它们的碳当量分别为:0.35%,0.36%,0.36%.而管线钢的现场焊接采用薄皮纤维素焊条的手工电弧焊时,容易导致大量氢的渗入,同时焊接热输入低,冷却速度较快,容易产生高强度低韧性的低温转变产物+增加了冷裂纹的敏感性,因此在用纤维素焊条焊接钢级较高的管线钢时,钢管冷裂纹敏感性很大.影响冷裂纹的主要因素有三个:焊接应力(包括内应力和外应力),扩散氢造成的焊接接脆化和钢材的淬硬倾向.为了防止在钢级较高的管线钢焊缝及其热影响区周围产生氢致裂纹,要严格控制根部焊道的质量.即通过预热,后热或缓冷来降低冷却速度,给氢气的扩散逸出提供充分的机会;限制起吊高度,也就是限制作用在根部焊道上的悬臂载荷;严格控制焊接条件,采用气体保护焊或低氢型向下焊焊条,减少氢的渗入.实践证明,控制氢的来源是防止冷裂纹的有效途径.低氢型焊条由于焊缝金属中含氢量和含氧量较低,在相同条件下,其抗冷裂性和韧性均较纤维素焊条好,并且焊缝金属具有良好的综合力学性能.但是低氢型焊条具有电弧吹力不及纤维素焊条大,焊接操作不便,焊接速度慢等缺点,因此在钢级较高的管线钢的焊接中采用了纤维素焊条和低氢型焊条混合的向下焊,我们称之为混合型向下焊.混合型向下焊焊接工艺在国际管道建设上使用较多,美国,加拿大,荷兰及瑞典等国家在80年代后期的长输管道手工焊中广泛采用混合型向下焊焊接工艺前苏联比较注重对长输管道焊接的研究,随着综合性能良好的控轧,微合金化大口径钢管的出现,前苏联全苏长输管道建筑科学研究院研制了适用于长输管道的纤维素焊条及低氢型焊条.在许多国家焊接长输焊接t999(to)25?管道,从根焊,热焊到填充焊,盖面焊均采用纤维素焊条时,前苏联根据对冶金焊接性的长期研究,提出了纤维素焊条与低氢型焊条搭配使用的施焊方案,即根焊与热焊时采用纤维素焊条,焊接其它焊道及盖面焊时采用低氢型焊条的焊接工艺,采用这种工艺可使焊接接头质量进一步提高.在我国,由于管道设计的限制,混合型向下焊焊接工艺在国内的应用很少,并且有关规范要求管道全位置向下焊根据不同材质,输送介质及管道运行温度选用焊条.SY/T4071-93(管道向下焊焊接工艺规程中3.0.3(焊条的选用原则)规定:输油输水管道宜选用纤维素向下焊条,输气管道宜选用低氢型向下焊条.并推荐无论何种等级的管材,只要用于输气管道,根焊,热焊,填充焊及盖面焊均采用低氢型焊条,这固然保证了输气管道的焊接质量,但是也降低了焊接速度,提高了工程造价,牺牲了经济效益.1996年,我国建设的陕京输气管道在国内长输管道中首次采用混台型向下焊焊接工艺.陕京输气管道是我国采用向下焊技术及进口钢材,焊材完成的第一条符台国际标准的压力钢管管道.也是我国目前输送距离最长,管径撮大的天然气管道,线路工程用钢管管材为API5LX60级,管径6601,rim.壁厚7.1一l4.3mm.由于管道沿途环境条件比较恶劣,要求焊接接头具有较高的低温冲击韧性,而通常的全纤维素型焊接工艺难以达到低温韧性的要求.并考虑到满足质量要求及管道现场的实际情况.经过科研单位调查研究,科学试验及综合性能比较,并经过焊接工艺评定合格,选定了纤维素型焊条根焊,热焊和低氢型焊条填充焊,盖面焊的混合型手工向下焊焊接工艺日J.实践证明,采用混合型向下焊焊接工艺焊接钢级较高的管线钢获得了成功.目前,我国油气输送管道总计将近1.7万kin,与先进国家相比,管道运输还不发达,随着新疆油气东输,东部管网的连接完善和成品油管道的大面积敷设,国家把发展天然气长输管道列入全国重点基础建设项目.另外.还有两条来自俄罗斯和土库曼斯坦的过境天然气管道等.这些管道都是近十年内的拟建项目.新兴的浊气管道运输业进入了快速发展时期.可以预见,随着管道工程对管线钢提出的更高要求.高强度,高韧性微合金化大口径钢管的应用日益广泛,混合型向下焊焊接方法在未来几年内将成为长输管道现场焊接的主要方法.混合型向下焊采用低氢型焊条.国际上生产和应用低氢型向下焊焊条是较为普遍的.但我国低氢型向下焊焊条生产厂家较少,国内许多科研单位和厂家已经看到了这一点,纷纷开展了高强度低氢型向下焊焊条的研制和生产工作.3复台型向下焊复合型向下焊是指对根焊层与热焊层采用向下焊焊接方法,而对填充层与盖面层采用向上焊焊接方法的焊接工艺,它主要用于焊接壁厚较大的管道.同传统向上焊相比较,相同壁厚的管道,向下焊层数较多,这也是向下焊焊接工艺的特点.但是,当用于焊接大口径厚壁管时,向下焊优质高效的优点便难以体现出来.随着全球掀起天然气管道建设的高潮.我国的天然气管道建设也进入一个快速发展时期,到20L0年,我国规划建设天然气管道约7000km.以国外正在施工的6条输气管道来看,且前输气管线钢的发展趋势是大壁厚,如美加之间的联合输气管道管径分别为900mm和1m,壁厚最大为19n【.而水利工业采用的压力管道一般管径较大,多在1m以上,壁厚较大,106onn不等.一向下焊热输入低,熔深较浅,焊肉较薄,随着钢管壁厚的增加,焊道层数迅速增加,焊接时间与劳动强度加大.下表列出向下焊与向上焊在焊接厚壁管时所需的层数和道数.不同壁厚铜管焊接层数殛道数推荐袭由此可以看出,采用单一的向下焊工艺并不能充分发挥其焊接速度快的优势.这时若对根焊层与热焊层采用向下焊,而对填充层与盖面层采用向上焊,则可发挥两种工艺方法的优点,收到显着的经济效益.苏州工业园区输水管道工程是我国与新加坡两国政府联合兴建的,此管道所用钢管规格为1400mm×14mm,材质为Q235一A.实践表明,焊接这种规格的26?焊接l999(10)钢管,若只采用向下焊工艺,一道焊口需焊78层,而采用复合焊接工艺只需焊45层,一道焊日可节约纯焊接时间约30mIn.对于根焊,若采用向上焊工艺,由于采用灭弧焊法.一道焊口根焊完毕需灭弧3000次,纯焊接时问为55mitt,而采用向下焊工艺则可连续焊接,一道焊口根焊完毕,只需35n.所以,在苏州工业园区辕水管道工程中.对根焊层与热焊层采用向下焊,而对填充层与盖面层采用向上焊焊接工艺.根焊层与热焊层采用纤维素向下焊焊条J425G,而填充层与盖面层采用了J422焊条J.现场实际焊接表明,采用这种复合焊接工艺,大大降低了焊工劳动强度,提高了效率,焊缝一次合格率达90%以上,取得了良好的经济效益和社会效益.4结论混合型向下焊和复合型向下焊是向下焊焊接工艺发展的两个主要方向,除了上述两种焊法外,有些级别较高的管线钢的焊接采用不锈钢焊条或奥氏体镍基合金等焊条或焊丝与向下焊相结合的焊接方法,有些较大直径,较大壁厚管道的焊接还采用了自动焊与向下焊相结合的焊接方法.随着我国对基础设施建设的日益重视,我国的管道焊接工程将会获得更大的发展.在管道焊接过程中,只有根据实际情况,不断总结,灵活运用焊接方法,才能获取最佳的经挤效益和社会效益.参考文献徐晓菱.管线钢的特种焊接工艺.焊管.19舛(2)曾乐.现代焊接技术.上海:上海技术出版社,1992.赵事.混合型向下焊接工艺的应用.焊接,1997(11)G,0'I惜Jr.Il_me珥日劬嘟lineup1620rrlesfor伽睡扛|.PipeLine&f.nslndus,999(2)薛枫等.向上焊与向下焊复合焊接工艺在太壁厚输水管道焊接中的应用.焊接.1998(5)【收稿日期19990512)作者简介:陈学武,1974年生,学士,助理工程师.用普通缝焊机焊接镀Zn油箱(1,2以福州汽车厂(350014)扬汉祥叶鲁平一,一摘要分析了镀钢板缝焊的焊接性,进而研究了使用普通缝焊机替代专用设备焊接镀油箱的新工艺,提出了避免滚轮电扳牯附及cu一合金对焊接不良影响的措施,并在生产实践中得到了应用.取得了良好的AbstractAfter岫ly面the-,eldahilityofga1zedsteelpl吡ewith螂w丑,theepplleatl,mofeneml哪w她meehineitt.eadofspecislpa'pose0fIein面ofgalwnized0一忸kisstudied.tiem嘲of髓ngelecttodea,cionofZndCuZnisputforward.andthenthe0pweu唱ociswodedout.1s:蝴Im_dm雄tmlelae,mizedsteeloiltmak.前言呈耋喜我厂生产的FORTA牌轿货两用汽车油箱,以前采油箱,必须使用价值近207Y元的滚花式传动专用焊用08Al无镀层钢板制造,在内壁涂环氧树脂胶防腐,但机.但与我厂配套的油箱生产厂只有上海产的普通缝凄毒蔓孳