试论焊接技术在天然气管道施工中的应用

梅伯全 叶广岳

摘 要：伴随着我国能源结构的调整，天然气在我国能源中所占的比重也越来越大。作为天然气运输主要途径的天然气管道建设总长也在不断增加，一些天然气管道建设中的新技术也在不断的出现和运用。焊机天然气管道建设中发挥着至关重要的作用，也是一项非常常见的应用技术。天然气管道建设的发展对焊接标准及技术都有了新的要求。

关键词：焊机技术；天然气管道；应用

最近几年，随着我国对天然气用气量需求的加大，我国的天然气管道的建设也随之也随着加快了建设步伐。伴随着天然气管道建设速度的加快，天然气管道的施工技术也在不断的提升。下面就这几种不同的焊接技术在我国天然气管道建设中的实际应用一一进行说明。

1 天然气管道焊接时的手工焊接技术及应用

手工电弧焊下向焊技术可具体分为纤维素焊条和低氢型焊条下向焊。相对传统的天然气管道焊接技术来说，手工下向焊是比较先进的手工焊接技术，手工下向焊因为采用大钝边、小间隙、小坡口角度的技术参数，使天然气管道工程加快了焊接速度，并且焊接的质量比较好，对焊接材料浪费少，加之操作难度不大，进行焊接时的抗风能力也很强，应用十分广泛。①纤维素下向焊在天然气管道焊接中的应用。纤维素下向焊的显著特点是根焊的适应性极强。纤维素下向焊的焊接工艺有很大的熔透能力，与此同时纤维素下向焊能很好的填充连接处间隙，焊缝背面成形也比较平整，而且气孔敏感性很小，极易形成质量很高的焊缝，在钢材为X70以下的薄壁大口径管道上主要应用的焊接工艺就是纤维素下向焊。纤维素下向焊要注意防止产生冷裂纹。因为纤维素下向焊的焊条熔敷金属扩散氢含量高，不易控制预热温度和层间温度。②天然气管道手工焊接的另一种工艺就是低氢下向焊。利用低氢下向焊工艺进行焊接的管道接口具有较好的抗冷裂纹性和冲击韧性，焊缝质量相对较高，在焊接天然气管道中比较重要的部件时应用较多。低氢下向焊工艺的缺点是进行焊接时熔化速度较慢，对从事焊接的工人技艺要求比较高，不易掌握焊接时机。低氢下向焊根焊的适应性相对于纤维素焊条要差一些，所以常被用于填充盖面等部位的焊接。

2 半自动焊接技术及应用

半自动焊接技术是我国从美国引进的自保护半自动焊设备和工艺，引进后陆续应用于国内外的一些天然气管道施工中使用，技术日渐成熟，也是目前天然气管道施工中重要的焊接方法。半自动焊焊接工艺效率高、劳动强度低、质量好等优点，而且焊接工艺相对较简单，从事焊接的技术人员易学习掌握。缺点在于根焊时焊缝质量不能够得到保证，所以在天然气管道施工中的半自动焊接技术主要用于管道的填充和盖面焊道等方面。目前常见的主要有：①CO2活性气体保护焊技术。半自动焊接技术CO2活性气体保护焊是一种高效、优质的天然气管道焊接技术。对根焊部位主要采用STT半自动焊进行焊接，这种焊接通过控制基值和峰值电流及电压，熔滴过渡成型非常有利，焊接过程稳定，能够很好地解决飞溅问题及大口径管道根部焊环节单面焊双面成型的难题，而且在全位置单面焊双面成形的打底焊也同样有很好的效果。半自动焊中的STT型CO2半自动下向焊技术工艺具有电弧稳定、飞溅少、速度快、韧性好等一系列的优点，但在进行STT型CO2半自动下向焊时，需要有相应的防风措施，要求现场风速不能大于2m/s。②天然气管道焊接的自保护药芯焊丝半自动焊。所谓的自保护药芯焊丝半自动焊，就是把焊药填灌在管状焊丝的内部，不需要保护气体就可以进行的一种焊接技术。在冶金过程利用管状焊丝中所含合金元素及焊药中保护熔池，彻底清除熔池中氮所造成的不良影响，得到合格的焊缝。这种焊接工艺具有性能优良、熔敷效率高、环境适应能力强等一系列优点，加之焊接成本相对较低，而且焊接技术简单，焊接合格率高。这种焊接技术的缺点是焊根熔合不易，仅仅在填充和盖面时有所运用。

3 自动焊技术及应用

天然气管道的自动焊就是指使用一定的工艺和技术使整个焊接过程实现自动化，常用的是机械方法和电气方法。自动焊技术焊接效率高、进行焊接工作的劳动强度较小，焊缝稳定可靠，质量可靠，进行焊接时几乎不受人为操作因素影响，所以在焊接大口径管道和厚壁管道时使用非常方便，发挥了极大的作用。但是全自动气体保护焊设备昂贵，后期修理、维护不易操作，根部焊接也有局限性，所以全自动气体保护焊并未大规模应用于天然气管道焊接。现阶段常用的自动焊技术主要有：①实芯焊丝气体保护自动焊接。这种自动焊是在可熔实芯焊丝与被焊金属间形成电弧，强大的电流把焊丝熔化，并与母材相结合形成焊缝，从而实现管道焊接。这种自动焊接技术工艺易于掌握，广泛应用大口径、大壁厚的管道焊接领。但缺点是进行焊接时，需要有较高的焊接装备及控制系统，而且对现场的风力有一定的要求。②药芯焊丝自动焊接。药芯焊丝自动焊有两种类型，分别是药芯焊丝自保焊和药芯焊丝气保焊。这种自动焊的原理和实芯焊丝气体保护焊基本相同。区别在于，药芯焊丝熔敷的速度很快、焊接的接缝韧性好、在不同的场合适应性也不错。③电阻闪光对焊。电阻闪光对焊是利用低电压和强电流，使得要焊接的连接管两管端在极短的时间内达到极高的温度，利用蒸发金属保护焊接区域，进而用顶锻压力使熔化的管端形成连接接头，达到焊接目的。电阻闪光焊接技术工艺、焊接效率很高，也能很好的适应不同的环境，焊接质量好。但是电阻闪光对焊设备庞大且昂贵、针对性强，对焊缝无法进行标准的无损检测。所以并未在天然气管道施工焊接中得到普及。

天然气管道焊接时的焊接质量、焊接效率和焊接技术水平与天然气管线建设的质量密切相關，鉴于天然气管线本身的特点，在进行管道焊接时，一定要结合现场的实际情况，正确的选择合适的焊接技术，保证焊缝质量，确保天然气管道的安全。对于新的天然气管道焊接技术，要严格按照相关的操作规范来进行。对出现的问题，要认真研究，及时总结、处理，坚决避免因操作失误而造成的损失。

参考文献：

[1]陆文清，张扬军，蒋云峰.简谈天然气管道安装焊接技术的应用[J].民营科技，2008（4）：35-36.

[2]徐英浩.焊接技术在管道施工中的应用[J].民营科技，2008（4）：35-36.

[3]李吉庚.适用长输管道焊接施工的STT半自动焊技术[J].石油天然气学报，2008，30（2）：35-36.