油气长输管道焊接技术的发展.pdf

第四届石油工程焊接技术交流研讨会论文集 焊接技术第卷增刊年月 文班绷号】 一 油气长输 管道焊接技 术 的发 展 黄德 ,志 中国石油管道焊接培训中心 , 河北廊坊肠 摘要根据作者自己的坪接工作经历 , 结合油气长精管道坪接技术的发展情况 , 回顾了 多管线坏接的各个阶段 。 特别对于最近 来的高钢级 、 大璧厚 、 高压力的西气东愉管道工程 , 管线钢 的应用及焊接新技术进行了深入的论述 。 中圈分类号 文献标识码 强 。 接头的力学性能均满足管线的技术要求 。 石油长输管道建设初期 我 国管道建设初期可 以 回顾到上 世纪年代 一 年的 “ 八三 ” 工程起步项 目是大庆 至抚顺管道庆抚线 , 自林源首站至抚顺末站 , 管 径 , 全长 。 第二期工程为抚顺至鞍山 管道抚鞍线 , 管径 , 全长铁岭至 秦皇岛管道铁秦线 , 管径 , 全长 大庆至铁岭复线庆铁复线 , 管径 , 全长 铁岭至大连管道铁大线 , 管径 , 全长 , 初步形成了东北管网 。 “ 八三 ” 工程 在 一 年共建设原油管道 , 其中主干 线 , 形成了东北原油管网 。 上述工程 的管材 均 是钢 , 焊材为 , 焊条 , 均采用焊条电弧焊焊接 。 这种工艺方法的 优点是接头的力学性能好 , 尤其是低温冲击韧性优 良缺点是焊缝表面成形比较差 , 焊接接头中气 孔 、 夹渣 、 未焊透等缺陷比较多 。 并且焊工的培训时 间比较长 , 焊接生产率低 。 年代中期 大约在 一 年期间 , 日本公司向中 国管线施工单位推荐低氢型下向焊焊条 。 采用 这种焊条进行根焊时 , 也是向下焊的方法 。 但是 , 必 须要求管材准备非常严格 。 因为间隙大了 , 焊接中容 易造成 “ 过流 ” 烧穿间隙小了 , 又会由于低氢型焊 条没有大的吹力 , 容易造成 “ 未焊透 ”。 这种工艺方法填充 、 盖面焊缝成形好 , 但根焊的 质量不好保证 , 电弧长度要控制的非常短 。 所以采用 币的焊条根焊时 , 很容易产生气孔 。 因此 , 由 于操作技术掌握起来相当困难 , 并且合格率很低 , 因 此该项技术没有得到推广 。 年代初期管线建设迅猛发展 管线建设工作中 , 在年就开始推广向下焊工 艺 。 使用的管材是 , 等钢级 , 同时也有 及钢等材质的钢管当时只用于河 流穿越 , 采用日本 , 纤维素型焊条 。 此 时 的焊接技术也提高了 , 焊接生产率也提高了 , 接头的 射线检测合格率比较高 , 劳动强度比以前也降低了 。 由于纤 维素焊条的吹力大 , 所以施工时的抗风能力 年代的陕京管线 按照管道局及陕京线业主的技术要求 , 管线施工 方案应当采用纤维素焊条根焊 、 低氢型下向焊焊条填 充 、 盖面 。 钢材一般使用管线钢 。 具体焊材是 根焊 , 热焊 , 填充 、 盖面 。 这个工 艺方案的优点是生产率高 、 成形好 、 力学性能好 、 劳 动强度低 。 若采用低氢型焊条根焊 , 则焊缝 接头处会有气孔产生 。 陕京管线施工中的具体工艺参数当焊条 树 时 , 一般焊接电流 为 , 电弧 电压 为 一 。 运条方式直拉式 , 或锯齿形运条 , 采用 短弧焊接 。 焊接技术要点必须采用压弧的手法 , 以 防产生气孔 。 第四届石油工程焊接技术交流研讨会论文集 年代末的苏丹工程 一 年 由于苏丹工程自然环境恶劣 , 沙漠地质 、 风大 , 又加上工期 紧张 , 施工相当艰苦 。 采用 由神钢 、 川 崎 、 住友 、 新日铁四家企业联合供货的 , 并由宝鸡管 厂等制管厂卷制成螺旋焊管 。 环焊接头施工方案采用纤维素焊条根焊半 自 动焊填充 、 盖面 。 焊材伯乐及林肯 。 工艺参数纤维素焊条科根焊 , 焊接电流 , 以直拉式 或往复式运条 。 半 自动焊 中焊丝 , 焊接电流 一 , 送丝速 度为 一 。 对管口加工要求严格 。 采用外焊机根焊自动焊填充 、 盖面 近年来 , 采用意大利 劝 一 焊机 , 设备昂贵 , 在管线焊接施工中已经应用 , 但由于工艺参数调整比 较困难 , 磨合期长 , 影响了操作质量 。 从以上方案在工程应用中的效果来看在根焊方 法上一般采用纤维素焊条电弧焊 、 技术根焊以及 内焊机根焊这种工艺方法 , 在技术上是成熟的 , 并 且焊接质量优良 。 涩宁兰 、 兰成渝 、 忠武管线 采用的技术方案是 “ 纤维素焊条根焊 半自动焊 填充 、 盖面 ”。 具体工艺是林肯 、 伯乐焊丝的半 自动焊 。 钢材 一 , 根焊采用 “ 小间隙 大电 流 ” 的焊接技术 。 西气东输工程 一 年 钢级为 , 长 。 具体工艺技术方案 伯乐 场站氢弧焊打底大西洋焊条填充 、 盖 面焊接 。 根焊十自动焊填充 、 盖面 其中根焊采用焊丝 , 气保焊瓜 二 , 坛 二 , 。‘ 丝二 一 而 , 气体流量口 二 巧 , 焊丝伸出长 二一 。 运条 方法 采用 锯齿式 。 技术要点注意使电弧落在熔池的边缘处 , 这样 才可保证背面成形 良好 , 而且也不穿丝 。 以混合气体保护 自动焊填充 、 盖面焊接 , 外焊机 可采用美国 一 , 或国产以 一 〕 等 自动 焊设备采用焊丝 , 币 , 气体成分 为沪 坪 公 。 内焊机根焊自动焊填充 、 盖面 。 采用内焊机进行根 焊工作 , 但该工艺 近期的中俄管线及跨国管线建设 材质中俄管线及跨国大型管线的材质 , 采 用管线钢 。 年月集团公司组织 了 “ 管线 钢的工 业应用开工典礼 ”, 并且由二公司正式施工 。 现场施工按照 “ 钢管线路焊接施工及验收规范 ” 进行 。 主线路为全自动焊接技术 , 焊缝进行全 自动超声波检测与射线检测 。 连头部位采用焊 条电弧焊施工 , 焊后进行射线探伤 。 工程量 为 , 其中 , 币直缝埋弧焊管 为币螺旋管为 。 强 度试验压力为 , 稳压 。 严密性试验压力 为 , 稳压 。 现场施工顺利 , 质量符合 设计要求及标准规定 , 从而表明了我国在钢管建 设技术方面已经具备了基础 。 工艺关于钢管的焊接工艺研究的很 多 , 仅举一例如下 ①焊材选用中 根焊 、 一 一 科 进行填充 、 盖面焊前应在 ℃ 烘干 , 保温 一 焊条则不需要烘干 。 ②焊接设备采用一 下降外特性电 源或类似的电源 。 ③焊前预热 预热温度 为℃最高不得 大于 巧℃ , 范围为坡口两侧各宽 。 ④焊条电弧焊工艺参数 根焊采用币焊条 , 向上焊工艺 。 直 流反接 , 一 ,, 焊速 。一 。 填充焊采用 一 科 焊条 向下焊工艺 。 直流反接 , 一 , 一 , 焊速 一 第四届石油工程焊接技术交流研讨会论文集 焊接技术第卷增刊年月 文章编号 一一阅 钢的 焊接性和与铬 钥钢 匹配 的焊接工艺研 究 张占辉 中国石油天然气管道局苏丹分公司部 , 河北廊坊 以〕 摘要重点讨论了姻的力学性能和坏接性能 , 并且结合 实际应用情况 , 介绍了姻种和格相钢匹配的坪接土艺 。 关位词 丁 钢焊接性异种钢焊接焊接工艺 中圈分类号 文徽标识码 钧是在 钢 的基础上进行降 , 限制 , 含量 , 添加少量的 , 元素进行合金化处理以后 的一种新型马氏体耐热钢 。 虽然是以铬铝钢为基础 , 但是其力学性能和焊接性能均发生了很大的变化 。 目 前在国内电力行业的改建工程中 , 经常遇到该钢种的 焊接 。 在石油行业中 , 多见于炼厂电站项目 。 本文主 要根据苏丹某炼厂电站项目中出现的该钢种焊接进行 介绍 。 钢的化学成分及力学性能 化学成分 根据从 一 , 粉钢的化学成分 见表 。 “ 班 竹 铆的化学成分【 质分橄】 刁司 侧 朋 肠刁 鉴‘刀诫 】‘ 钓 钢中各合金元素分别起到固溶强化 、 弥散强 化和提高钢的抗氧化性 、 抗腐蚀性能 , 分析如下 碳是钢中固溶强化作用最明显的元素 。 随碳 含量 的增加 , 钢的短时强度提高 , 塑性 、 韧性下降 。 对钩钢而言 , 碳含量的增加会加快碳化物球化和聚 集速度 , 加速合金元素的再分配 , 降低钢的焊接性 、 耐蚀性 和抗氧化性 。 所以 , 耐热钢一般都希望降低碳 含量 。 但碳含量低 , 钢的强度将会降低 。 四钢 中含微量氮 , 氮的作用体现在两个方 面一方面起固溶强化作用 , 常温下氮在钢中的溶解 度很小 , 钓钢焊后热影响区在焊接加热和焊后热处 理过程中 , 将先后出现的固溶和析出过程焊接 加热时热影响区内已形成 的奥氏体组织由于的溶 人 , 氮含量增加 。 此后常温组织中的过饱 和程度提 高 , 在随后的焊后热处理中有细小的析出 , 这就 增大了组织稳定性 , ’提 高了热影响区的持久强度值 , 另一方面 , 钓 钢中还含有少量 , 氮能与其形成 川 , 在 ℃以上才大量溶入基体 , 在较低温 度下又重新析出 , 能起到较好的弥散强化效果 。 在 钢中 , 、 约为 , 一般要求、 。 ③铬的主要作用是提高耐热钢的抗氧化性 、 抗腐 蚀能力 。。 时 。 ℃开始剧烈氧化 , 而 为时就具有良好的抗氧化性 。羚 钢中二提高到 。 盖面焊采用 一 科 焊条向下焊工艺 。 直流反接 , 一 , 一 , 焊速 。二一 。 ⑤自动焊工艺参数 根焊采用 一 如 焊接 , 一 , 、 , 焊速 ,二一 。 保护气体为例 忡 公 , 气体流量为 一 。 填充焊采用 一 币焊接 , 二 一 , 一 , 焊速 一 而 。 保护气体为沪 , 气体流量为 一 。 盖面焊采用 一 中焊接 , 二 印 一 , 二 , 焊速而 。 保护气体为甲 沪 , 气体流量 一 。 总之 , 我国的石油管线事业正面临着一个新的建 设高峰期 。无论是 国内管线 、跨 国管线 , 或者国外的管 线工程 , 都必须认真掌握管线建设 中的理论与实际课 题 , 才能为管线建设事业的可持续发展多做贡献 。