学电焊：长输管线焊接技术工艺

作者：洛阳吉力电焊学校  来源：洛阳吉力电焊学校  发布时间：2021-10-21 09:11

从国内外长输管道焊接施工情况来看，现场安装焊接主要采用不需背衬垫板的全位置单面焊双面成形技术，且每道焊缝从根焊、热焊、填充焊到盖面焊，可采用单一的焊接方法和单一的焊接方向，也可采用组合的焊接方法和不同的焊接方向。

1.根焊(root wcld)

根焊也称打底焊，是指在现场焊接中管口第一道承担连接的焊缝，只有一道，特点是要求单面焊双面成形（有的机械化根焊除外)。

在全位置单面焊双面成形技术中，根焊可采用传统低氢型焊条进行向上立焊：采用高纤维素型焊条进行向下立焊；采用半自动(或全自动）熔化极活性气体保STT焊进行下向焊接；或者采用脉冲特性电源控制的自动熔化极活性气体保护焊（MAG)进行向下焊。此外，针对大口径、厚壁管道，为便于采用双面焊成形技术，进一步提高管道安装焊接速度，国外还开发了一种可在管道内进行根焊的高效活性气体保护的内焊机，这种焊机进行内根焊时，由安装在液压内对口器上的6个内部焊枪完成，行个焊检间腐60，共中3个焊检同时作业，焊接方向为全位置下向、如英国NOREAST全位置气体保护自动内焊机、美国CRC公司开发的全位置气休保护自动内爆机。

管道安装焊接采用流水作业方式，其效率很大程度上取决于根焊道完成速度。目前在所使用的根焊技术当中，以内爆机下向根焊速度最快，如对于西气东输工程用X701016mm×21min.们管环爆健爆接，根焊道的完成需90~110s（仅指焊接时间）.其次是自动活性气体保护外焊机根焊，如美国林肯电气公司开发研制的自动气体保护STT外焊机根焊、意大利PWT全自动控制焊接系统CWS.02NRT型自动外焊机根焊，想强面一面铁20~25m/min.上述两类根焊虽焊接速度快，但因设备投资较大、维修不便，加之在试用过程中对焊缝质量要求较为背刻，使根焊质量得不到可靠保证，故目前国内针对西气东输管道工程对其首次引进且数量不多，也没发挥主力作用，再其次是半自动熔化极活性气体保护STT焊根焊，焊接速度可高达15～20cm/min.接下来是高纤维素型焊条向下根焊，一般焊接速度为10~15cm/min。最后是高纤维素型焊条或传统低氢型焊条向上根焊，速度一般为8~12cm/min.

结合上面的数据、不同根焊技术特点并综合考虑质量、成本和进度问题，一般情况下，对于小口径管道而言，值得推广的是高纤维素型焊条下向根焊和STT半自动活性气体保护焊下向根焊技术，对于大口径管道值得推广的是活性气体保护全自动下向根焊技术。高纤维素型焊条向上根焊多用于管线连头焊接和返修焊接当中。碱性焊条向上根焊目前一般不采用，多用于管线维修焊接当中。对于手工钨极氩弧焊向上根焊，虽根部焊道的质量较好，但因成本高、效率低，目前在大口径长输管道安装上基本不采用。

2.热焊(hot weld)

热焊在使用纤维素焊条根焊完成后，要求立即进行的起后热和去氢作用的焊道。特点是速度快，即根焊后立即进行，焊接时也必须速度快，基本不起填充的作用。

3.填充焊(fill weld)与盖面焊(cap weld)

填充焊主要的作用是焊口的金属填充，在不影响焊口力学性能的条件下，要求高的填充效率和速度。

盖面焊指焊口最表面的一层焊层，要求成形美观，均匀一致，无表面外观缺陷，余高高度控制在0.5~3mm之间、日故低械好、全高过高不但会造成应力集中，且会影响防腐补口的密封。

对于填充焊及盖面焊，小管径管线安装焊接以药皮焊条(包括铁粉低氢型下向焊条和高纤维素型向下焊条）手工焊和自保护药芯焊丝半自动焊为主；大管径、厚壁管线安装焊接以自保护药芯焊丝半自动焊和高速熔化极活性气体保护自动焊为主，焊接方向均采用向下操作技术，手工焊因其操作灵活、适应性强在管线安装焊接中必不可少。自保护药芯焊丝焊接因其抗风能力强、保护效果好、全位置成形好、焊接质量高、焙敷效率高及适于全位置向下焊接等优点有着强劲的发展谐力和空间，是目前管道施工的一种重要的焊接方法，自动熔化极活性气体保护焊因其较好的焊缝成形和质量、较高的效率、较低的劳动强度等突出特点，在高强度、大口径、厚壁管线安装焊接中会逐渐占据主导地位，目前其重要性在西气东输工程中已经证实。另外，最近管道科学研究院针对大口径管道焊接还开发出了具有更高焊接效率的活性气体保护双焊炬自动外焊机，相信不久会被广泛用于大口径管道安装焊接施工当中。

此外，采用双丝或多丝埋弧焊进行填充、盖面焊早已开始应用于双联管、三联管焊接当中。目前这些焊接设备均应用于西气东输管道工程当中。