时间：2023-05-29 18:01:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇管道焊接技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
[关键词]长输管道；自动焊接；焊接质量控制
中图分类号：U169.6 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）30-0040-01
1 引言
我公司于2010年年初中标的沙特阿美东部MANIFA油田海堤管线及井场项目。该项目主要施工内容为在MANIFA油田内的25个海堤井场新建井口装置并铺设一套由各井场连接至油田中心处理装置区的集输系统，项目主体工作量包含有约27KM 36”*1”材质为API 5L X65的原油集输干线，9.3KM 42”*1.25”材质为API 5L X70的注水管线，共计约37KM。
由于厚壁管焊接填充量较大，如果采用传统的半自动焊，人工劳动强度大、焊接质量不稳定、生产效率低。基于以上原因，在中标MANIFA项目后，考察国内外相关技术状态及项目实际，开始筹备采用这种在国际上较先进的STT半自动打底加FCAW-G自动填充盖面焊接技术。
2 设备介绍及焊材选用
2.1 打底使用的半自动焊机
项目采用STT（表面张力过渡技术）半自动焊机进行打底，使用林肯电气公司的STT-II半自动焊机或半自动焊设备，在国内很多项目都在使用，属于成熟工艺及设备，在此不做主要介绍。
2.2 填充盖面使用的自动焊设备
项目采用美国Magnatech（麦格乃特）公司生产的Pipeliner II型自动焊机进行填充盖面，该自动焊机可以用在管对管和管对管件的对接焊道上，可以在平面或者曲面轨迹工件上进行线性焊接，因此来说这套管道自动焊接系统在沙特及国内的大口径、大壁厚的长输管道建设中的应用前景是十分广泛的。
设备可适用范围：
管径：6”～60”
壁厚：无限制
材质范围：所有能够用气保焊或者药芯焊工艺的管材
焊丝直径：可选择0.8/0.9/1.0/1.2mm及其他可得到的焊丝
焊接速度：12～18cm/min
最大摆动幅度：51mm
焊道两端摆弧停留时间：0～1s
中心调整范围：0～51mm
2.3 根焊
焊材选用ESAB公司生产的SFA/AWS 5.28 ER80SNi1实芯焊丝，直径为1.2mm。采用STT半自动气保焊，保护气体为20%CO2+80%Ar混合气，焊接方向为下向焊。
2.4 热焊、填充、盖面
焊材选用EASB公司生产的药芯焊丝SFA/AWS 5.28 E91T1-Ni1M，直径为1.2mm。与实芯焊丝相比，由于它加入了稳弧剂、造渣剂、合金剂等，使焊接工艺得到改善，克服了实芯焊丝飞溅大、成型差的缺点，改善了焊缝机械性能，尤其是冲击韧性。热焊、填充以及盖面焊均采用了MAGNATECH Pipeliner II轨道焊接系统的药芯焊丝自动焊，保护气体为20%CO2+80%Ar混合气，焊接方向为上向焊。
3 质量控制
3.1 焊前
3.1.1 预热
此项目采用环形火焰加热器对管线焊口焊前预热，预热温度至少79℃，为防止预热过程中烧坏焊接防风棚，通常做法是先进性焊口预热，预热到120℃左右后将准备好的防风棚放至焊接位置，尽量减少打底焊前的热量损失。如果条件允许，可采用电磁感应加热会方便很多，温度达到后可立即施焊。
3.1.2 对口
焊口的组对质量同样很大程度上影响焊接质量。由于STT打底焊接对于焊工操作手法要求比较高，要求管工必须很好地控制对口错边量，内外错边量均不得大于3mm，防止出现单边未焊透情况。
3.2 焊中
3.2.1 根焊气孔
由于STT半自动焊和FCAW-G自动焊对风的影响都特别敏感，因此对于环境风速的要求都比较严格，而使用与管线配套的焊接防风棚能有效地在焊接过程中保证环境风速对焊接的要求。而且焊接要用塑料布和透明胶带对管口两端进行严密的封堵。
焊工的操作手法不当，在引弧时极易出现起弧气孔，因为刚刚引弧时焊工不适应管线的突变，起弧后手部不稳，拉起电弧过长而出现气孔，因此焊工在进行引弧时要注意起弧后手部稳定，以免干伸长过长造成空气入侵。
半自动焊对焊工的操作要求也很高，大量的焊丝熔化的铁水由于重力作用迅速下坠，这就要求焊工的动作要跟得上，并且保持焊接连续性的同时适当地拉长干伸长来适当的降低电压以避免气孔的产生。
喷嘴被飞溅堵塞、喷嘴于工件间的距离过大、焊丝距母材过近也易产生气孔。
同时气孔的产生也与管工对口质量有关，因为组队间隙过窄，会因为过大的母材稀释作用而妨碍熔融金属对气体的排出。
3.2.2 余高控制
在5点至7点的仰焊位置容易出现余高过高，这是因为此位置区域是仰焊，焊工在这一空间不同意掌握熔池的变化，宽焊缝、焊枪大摆幅、快摆频使熔池存在时间长且焊枪运动时对熔池有搅拌作用，仰焊位置熔敷金属在重力、电磁力等作用下，进而导致仰焊位置焊缝余高超标。
在3点或者9点位置往往会造成余高不足，是因为大量的焊丝熔化的铁水由于自身重力的作用而迅速下坠，从而使熔敷金属过少而造成余高过低。
要求焊工针对不同位置的焊接特点迅速而有针对性地调节焊接手法或焊接工艺参数。
3.2.3 自动焊夹渣
由于管径大、管顶高，观察熔池有些不便，而且由于药芯焊丝焊按时形成的保护药渣，若焊道清理时清理不到位，就会产生线状夹渣。
自动焊接的工艺参数不得调整过大，否则会使焊道熔深过大，以至于药皮等焊渣没有浮或吹出来而产生夹渣。
要求焊工在焊接过程中要运用正确的焊接参数，注意层间清理。
3.2.4 自动焊咬边
对于不同的管线，要求焊工根据焊接特性对焊机的参数进行调整和匹配。42in（1068mm）与36in（915mm）由于材质发生变化，对管线进行焊接要采取不同的措施：减少焊接电流，减少焊接速度，缩短电弧长度，以避免咬边缺陷。通过这些参数的改变，咬边这一现象得到了控制和改善。
3.3 焊后
焊完焊口后并不代表施工的完成，所焊的产品要成功的通过验收并通过试压吹扫防腐保温后才意味着整个过程的结束。所以在每道焊口焊接完成后焊工们要对其进行自检，然后再由专业焊接检查员进行检查合格后再拆卸轨道、吊装棚子、收拾工具。自动焊不像手把焊设备那么简单灵活，如若返工将是一个极大的浪费，因此焊接后焊口的及时验收也是自动焊接中一个需要严格控制的施工点。外观检查合格后，由业主检查员依据标准要求对焊口进行无损检测。
4 改进提高
该种组合自动焊工艺有焊接速度快、效率高、焊道成型好、焊接合格率高等优点。但是在设备使用及施工组织中同样也有一些总结和提高的地方：
4.1 减少焊接辅助时间
（1）减少管工对口组对时间。
（2）减少轨道安装调试时间。
（3）减少防风棚的搬迁安装时间。
4.2 对于自动焊设备的使用需要更深入了解
（1）对于焊接不同材质及不同管径的焊道采用的不同焊接参数的设置。
（2）对于备用配件及易损件的储备数量需合理评估。
结束语
关键词： 油气输送管道焊接技术焊条电弧焊
中图分类号：P641文献标识码： A
一．引言
一个城市地下管道工程的强弱，直接影响到该城市，各种资源的城市中调配，也直接影响到该城市的发展路线以及发展速度，而管道工程的焊接也就间接地影响了这些方面，只有保证管道焊接工程结束后，这些管道能够完整的符合使用要求并且最大限度的保证管道的正常使用，才能更大限度的加快城市的建设以及发展，因此管道焊接的重要性可想而知。
二．管道焊接的特点
管道作为五大运输方式之一，在担负着把油气资源运送到加工厂或用户的过程中，具有线路长、跨区域范围大的特点，所经山区、平原、丘陵、沙淇和水域等多种地形、地貌，自然条件变化大、施工作业条件差。在野外现场组装焊接中，由于钢管不动，需要全方位焊接。这就要求现场焊接所采用的焊接设备和材料必须满足两个最基本的条件:能够进行全方位焊接；适应环境性强，具有良好的焊接性能。
三. 焊接材料及焊接设备
管道焊接施工中采用的焊接材料有纤维素型焊条、低氢型焊条、自保护药芯焊丝和CO2气保护实芯焊丝。纤维素型下向焊条的药皮中含有30%-50%的有机物，具有极强的造气功能，在保护电弧和熔池的同时增加了电弧吹力，适合于全位置单面焊双面成型。低氢型下向焊条的药皮中含有铁粉，可增加熔敷效率，提高焊接接头力学性能，适用于山区、水网等地形复杂或焊接自动化程度要求不高的场合。自保护药芯焊丝由药芯高温分解释放出的大量气体对电弧及熔池进行保护，同时通过熔渣对熔池及凝固焊缝金属进行保护，是管道施工的一种重要的焊接材料。CO2气保护实芯焊丝主要用于STT半自动焊和全位置自动焊。
过去管道焊接施工中采用的纤维素型焊条和低氢型焊条主要依靠进口，如美国LINCOLN焊材，奥地利BOHLER焊材，瑞典ESAB焊材，日本KOBE焊材，法国SAF焊材，以及美国HOBART焊材等，目前四川大西洋、天津金桥等公司也相继开发了管道下向焊用纤维素型焊条。管道施工中采用的自保护药芯焊丝主要为美国LINCOLN和HOBART的产品。适合的CO2气保护实心焊丝主要来源于台湾锦泰，四川大西洋，法国SAF，日本神钢、助友等焊材生产厂家。
使用一般的直流焊机进行纤维素型焊条焊接，在小电流时易出现断弧、粘条、电弧不稳等问题。低氢型焊条对弧焊设备的要求较低，一般的直流弧焊设备即可满足要求。管道施工中手工电弧焊可供选择的焊机有美国LINCOLN公司的DC-400，美国MILLER公司的XMT-304，北京时代集团公司的ZX7-400B，济南奥太公司的ZX7-400ST等。
四. 焊接技术的有效应用
1. 下向焊条电弧焊的有效应用
中国石油天然气管道三公司在20世纪80年代成功试验了下向焊技术，并随后将下向焊技术应用于西南成品油管线、内蒙达哈线、突尼斯工程前半期、甬沪宁管线、西气东输管线、陕京线、鄯乌线以及中沧输气管线等工程中。将管道水平安置并固定后，利用该技术可以从管道顶部中心开始焊接，然后沿两侧管壁垂直向下焊接，直至管道底部中心，如图1所示。相比于上向焊条，下向焊条的药皮配方比较独特，使其具有较大的电弧吹力和焊接熔深，交快的焊条融化速度，较高的熔敷效率，并且在进行打底焊时，单面焊能够实现双面成型；但还是有着以下几方面的缺点：根焊很难看见熔池，频繁起弧与熄弧，且在起弧点和熄弧点很容易出现未熔合和未焊透等缺点;并在焊接过程中需要频繁的更换焊条，浪费了大量的时间和精力。但与自动焊相比较，弥补了自动焊在野外环境较差的情况下使用复杂的设备和操作不方便的缺点。因而具有焊接质量好且速度快的特点，已经被广泛的使用在焊接工程之中，特别是大直径、管壁薄且管道长的焊接工程应用尤为广泛。
2. 药芯焊丝自保护半自动焊的有效应用
上世纪九十年代初期，由中国石油天然气管道局从美国引进的自保护半自动焊设备和技术，并经过培训后在1995年的突尼斯工程中得到了首次应用，并在随后的库鄯线、兰成渝、涩宁兰、西气东输以及苏丹输油管道等管线工程得到了广泛的应用，以及川气东送和西气东输二线榆济输气管道工程中大量应用了下向焊条电弧焊和药芯焊丝自保护半自动焊等焊接方法。我国当前焊接技术主要是通过纤维素焊条下向焊或者STT进行根焊。此技术主要适用于一些管径粗的油气管道，且管径越粗越能体现半自动焊的应用优点。半自动焊通常借助设备焊接，而设备只起到了供给填充金属的作用，焊接的速度则需要有焊接人员把握。由此可见，半自动焊具有工作效率高、劳动强度低，焊接质量高、综合成本低、熔敷效率高、环境适应性强以及全位置焊接成型好等优点，是我国油气管道工程中焊接应用的主要技术。
3. 全位置自动焊的有效应用
全自动焊技术主要适用于口径大、管壁厚的管道工程中，早在上世纪六十年代，西方国家在管道工程中就应用了自动焊技术。而在我国，只是在西气东输管道工程中才有大规模的应用。该技术主要是在自动焊机头上应用实芯焊丝作为焊接材料，借助二氧化碳气体或者二氧化碳与氩气的混合气体作为保护气体的焊接技术。该技术具有的特点是：能进行大机组的流水作业，焊接质量好且易操作、焊缝成型美观，降低了劳动强度，且焊接施工效率高于半自动焊。但也具有很多不足之处，对管道的坡口和组对质量要求较高，对坡口的型式有着严格的要求，且容易受外界因素的干扰，通常要求风速不大于2m/s，是气体保护焊过程中普遍存在的问题，且边远地区的气源运输及其困难。此外，设备结构较为复杂，自动化程度高、搬移困难、辅助设备多，且在工程施工中的设备故障频发，需要配备各种备用的零部件和技术实力强的维修人员,在设备故障时进行维修。基于以上特点，曾经在西气东输二线工程得到了极为广泛的应用。
五. 选择恰当的焊接方法，提高油气管道焊接质量
坚持综合考虑，统筹兼顾的原则，选用最佳的焊接方法。在选择焊接方法时，首先应考虑的是焊接质量。只有满足质量要求的焊接方法，才是基本符合要求的。因此，应将质量放在选择焊接方法的首要考虑条件。其次，从经济费用方面进行考虑。尽量选择所需造价相对较低的焊接方法。再次从生产效率方面考虑，应选择一种生产效率相对较高的焊接方法。总之，就是应该全面综合的考虑焊接方法是否可行，施工进度是否符合要求。
考虑油气管道的多种因素。如管子直径的大小、管壁的厚度、管子的级别与长度以及施工环境条件等。从管道口径来看，当其超出某一范围时，应该选用半自动焊或自动焊。对于管道口径较大、管壁较厚的管道而言，应该优先选择自动焊的方法。
如果管道用于输送酸性介质或者对焊缝质量有较高的韧性要求，需要对焊接方法进行认真考虑，采取得到允许的焊接工艺。
六．结束语
我国的管道自动焊接技术正处于起步阶段，根部自动焊问题尚未解决，管端坡口整形机等配套设施尚未成熟，这些都限制了自动焊技术的大规模应用。因此，油气输送管道的焊接技术制约着油气管道的质量问题，我们应引进国外先进的科学技术，并结合我国固有的技术，两者融合，研发出适合我国油气输送管道焊接技术的应用，从而更好的为人类社会生产建设做出贡献。
参考文献：
[1]崔勇,张伯莹.油气输送管道焊接技术问题与探讨[J].中国新技术新产品,2011,(12):121-122.
[2]李为卫.油气输送管道用大直径双层埋弧焊管[J].焊管,2009,32(3):27-31.
[3]李晓曦.浅析油气输送管道焊接技术问题[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(16):252.
[4]李谦益.油气输送管道的焊接施工质量控制[J].石油工业技术监督,2005,21(5):119-121.
【关键词】油田输送 长输管道 焊接技术
1 油田长输管道焊接的一些特点
油田长输管道首先必须要使用高级钢材，这样才能够保证管道的质量，而长输管道的焊接方面就必须根据这些钢材的冷冽敏感性来进行作业，所以在焊接过程中，除了运用一些资料还有技术来对管道进行一些判定外，还必须有着十分老道的经验，纸上谈兵并不可取，有实践作业经验才是硬道理，而且长输管道的焊接上面必须要根据管道的质量来选择焊接工艺，在我国的焊接作业就跟上都是流水式的作业过程，这种流水式的焊接作业工艺特点就是在完成前一个焊口之后紧接着对下一个焊口进行作业，对于根焊焊接而言，它的速度直接决定了整个工程的施工速度，所以在实地操作的施工过程中，这是有着十分高的难度的作业，并且具体的工作量也十分的惊人，再加之不同的地区有着不同的地质结构和环境特点，所以施工的过程比较的复杂艰难，因为施工作业必须要适应当地的气孔特征，环境地貌，所以这也就导致了管道焊接施工工艺有着比较多的作业工艺，根据不同的变化还要使用不同的焊接材料等，对于一些在复杂的地形环境里低温的长输管道的焊接，必须要重视，因为低温再加上复杂的地形就导致了焊接的难度系数十分的大，比如说不久前的西气东输工程，就是在寒冷的冬季进行的，在这种恶劣的天下加上比较复杂的地形，这就变成了上面所讲的一种类型，所以要在这种环境中保证长输管道的焊接质量就必须要求管道能够禁得住土壤移动引起的管道变形，这样对于焊接的要求就比较的高，首先焊接的焊头的人性要好，还有就是焊头的强度也要比较的高。这个例子就凸显了必须要因地制宜。复杂的环境对于焊接技术要求更高。
正常的情况下油田油气长输管道都有着比较高的强度和比较好的韧性，而且含碳量也比较的低，洁净度也比较的高，这些特点都有助于焊接作业的实施，在焊接的过程中焊接后冷却速度如果地狱轧制冷却的冷却速度就会产生一种现象，这种现象就是软化，这时候长输管道的强度就会降低，对于这种问题的出现可以使用补强覆盖焊接法，这种方法的作用原理就是通过将盖面焊接的宽度还有余高增加来改变软化现象所造成的管道因软化而引发的变形；低温环境实施焊接技术，必须要注意焊缝的冷却速度，因为在低温的环境里进行焊接，焊缝的冷却速度会增加，这样的话比较容易出现淬硬组织，而且硬度也会增加，冷裂纹敏感性也会加大，所以必须要在防风棚里进行低温下的作业，这样才能保证焊接过程中有着一定程度上的焊接环境。对于些特别的环境中必要时候要使用中频感应加热的预热，这样才能够保证预热的温度，为焊接时提供一定的方便，将焊接的强度增加。
2 长输管道焊接的一般操作规范
对于长输管道的焊接一般有着一下的操作规范，首先在启动焊接设备之前必须要对设备、指示仪表、开关位置、电源极性等进行检查，在正式施工之前必须要在试板上进行实验焊接，通过这个过程来调试工艺参数，不能够在坡口以外的管道表面起弧。对于焊机的底线的放置问题而言，要将底线放在靠近焊缝的地方，而且要使用应用卡具确保底线还有寒风接触的良好，这样就避免的电弧的产生击伤母材。要通过使用足够宽度和足够耐热耐烧的覆盖物覆盖在焊口的两侧来预防焊接飞溅烧伤棺材的防腐层。一般请款下必须使用两名焊口在管口的两侧进行各自的施工。各层的焊道的焊接在热焊之后应保证没有中断，并且在尽可能的情况下极快的完成，而且层间的问题应保持在一百摄氏度到二百摄氏度之间，在进行焊接填充的作业时候，由于增加了坡口的宽度，所以焊丝要通过进行适当的摆动来预防熔池满溢、气孔和夹渣等问题的发生，对于焊接速度的控制要保证跟上熔池的前移。焊接的过程中，焊丝还有焊条的摆动不要过大，针对一些比较宽的焊道要使用多道焊接的方法，如果在焊接的过程中发现有了偏吹、表面气孔等异常的情况现象必须要立刻将焊接作业停止。
3 长输管道焊接的几种常见方法
手工下向焊方法，这种方法已经比较的成熟，而且应用比较的广泛，特点是焊接的速度比较的快，而且根焊的性能也比较的好，通过这种方法形成的焊缝，一般一次就能通过焊缝射线探伤的测试。
混合型下向焊，这种方法是采用纤维素型的焊条打底焊、热焊，然后通过低氢型焊条填充和盖面的作业手法，其特点是在气候环境比较恶劣的地方有着较高的可适用性，而且由于使用了低氢型焊条所以它的抗冷裂纹和抗冲击韧性比较的好，而且溶化的速度相对来说也比较的慢。
复合型下向焊，这种方法是采用根焊层和热焊层向下的焊接方法，然而填充和盖面是采用向上焊的方法。其特点是比较适用与壁厚较大的管道的焊接。
4 结语
长输管道的出现解决了油气运输的问题，为油气资源的分配提供了方便，但是长输管道的焊接却成为了油气运输的重要先决条件，所以一定要注重长输管道的焊接问题，因地制宜，根据不同的环境和复杂的地形还采取不同的方法，通过各种方法的综合运用，相信一定能够解决大部分问题，为油气的运输做出贡献，为经济的发展和方便人民生活做出贡献。
参考文献
[1] 孙宏.两气东输=线管道工程用X80钢级热轧扳卷性能分析[J].压力容器，2009。
关键词:油气管道；焊接技术；特点；焊接方法
我国的油气资源大部分分布在东北和西北地区，而消费市场绝大部分在东南沿海和中南部的大中城市等人口密集地区，这种产销市场的严重分离使油气产品的输送成为油气资源开发和利用的最大障碍。管输是突破这一障碍的最佳手段，与铁路运输相比，管道运输是运量大、安全性更高、更经济的油气产品输送方式，其建设投资为铁路的一半，运输成本更只有三分之一。
1 焊接材料及焊接设备
管道焊接施工中采用的焊接材料有纤维素型焊条、低氢型焊条、自保护药芯焊丝和CO2气保护实芯焊丝。纤维素型下向焊条的药皮中含有30%-50%的有机物，具有极强的造气功能，在保护电弧和熔池的同时增加了电弧吹力，适合于全位置单面焊双面成型。低氢型下向焊条的药皮中含有铁粉，可增加熔敷效率，提高焊接接头力学性能，适用于山区、水网等地形复杂或焊接自动化程度要求不高的场合。自保护药芯焊丝由药芯高温分解释放出的大量气体对电弧及熔池进行保护，同时通过熔渣对熔池及凝固焊缝金属进行保护，是管道施工的一种重要的焊接材料。CO2气保护实芯焊丝主要用于STT半自动焊和全位置自动焊。
过去管道焊接施工中采用的纤维素型焊条和低氢型焊条主要依靠进口，如美国LINCOLN焊材，奥地利BOHLER焊材，瑞典ESAB焊材，日本KOBE焊材，法国SAF焊材，以及美国HOBART焊材等，目前四川大西洋、天津金桥等公司也相继开发了管道下向焊用纤维素型焊条焊条。管道施工中采用的自保护药芯焊丝主要为美国LINCOLN和HOBART的产品。适合的CO2气保护实心焊丝主要来源于台湾锦泰，四川大西洋，法国SAF，日本神钢、助友等焊材生产厂家。
使用一般的直流焊机进行纤维素型焊条焊接，在小电流时易出现断弧、粘条、电弧不稳等问题。低氢型焊条对弧焊设备的要求较低，一般的直流弧焊设备即可满足要求。管道施工中手工电弧焊可供选择的焊机有美国LINCOLN公司的DC-400，美国MILLER公司的XMT-304，北京时代集团公司的ZX7-400B，济南奥太公司的ZX7-400ST等。
2 焊接工艺
2.1 现场焊接的特点。现场焊接时，采用对口器进行管口组对。为了提高效率，一般是在对好的管口下放置基础梁木或土堆，在对前一个对接口进行焊接的同时，开始下一个对接准备工作。这将产生较大的附加应力。同时由于钢管热胀冷缩的影响，在碰死口时最容易因附加应力而出问题。 现场焊接位置为管水平固定或倾斜固定对接，包括平焊、立焊、仰焊、横焊等焊接位置。所以对焊工的操作技术提出了更高、更严的要求。 当今管道工业要求管道有较高的输送压力和较大的管线直径并保证其安全运行。为适应管线钢的高强化、高韧化、管径的大型化和管壁的厚壁化出现了多种焊接方法、焊接材料和焊接工艺。
2.2 管道施工焊接方法。国外管道焊接施工经历了手工焊和自动焊的发展历程。手工焊主要为纤维素焊条下向焊和低氢焊条下向焊。在管道自动焊方面，有前苏联研制的管道闪光对焊机，其在前苏联时期累计焊接大口径管道数万公里。它的显著特点就是效率高，对环境的适应能力很强。美国CRC公司研制的CRC多头气体保护管道自动焊接系统，由管端坡口机、内对口器与内焊机组合系统、外焊机三大部分组成。到目前为止，已在世界范围内累计焊接管道长度超过34000km。法国、前苏联等其他国家也都研究应用了类似的管道内外自动焊技术，此种技术方向已成为当今世界大口径管道自动焊技术主流。
我国钢质管道环缝焊接技术经历了几次大的变革，七十年代采用传统焊接方法，低氢型焊条手工电弧焊上向焊技术，八十年代推广手工电弧焊下向焊技术，为纤维素焊条和低氢型焊条下向焊，九十年代应用自保护药芯焊丝半自动焊技术，到今天开始全面推广全位置自动焊技术。
手工电弧焊包括纤维素焊条和低氢焊条的应用。手工电弧焊上向焊技术是我国以往管道施工中的主要焊接方法，其特点为管口组对间隙较大，焊接过程中采用息弧操作法完成，每层焊层厚度较大，焊接效率低。手工电弧焊下向焊是八十年代从国外引进的焊接技术，其特点为管口组对间隙小，焊接过程中采用大电流、多层、快速焊的操作方法来完成，适合于流水作业，焊接效率较高。由于每层焊层厚度较薄，通过后面焊层对前面焊层的热处理作用可提高环焊接头的韧性。手工电弧焊方法灵活简便、适应性强，其下向焊和上向焊两种方法的有机结合及纤维素焊条良好的根焊适应性在很多场合下仍是自动焊方法所不能代替的。
自保护药芯焊丝半自动焊技术是20世纪90年代开始应用到管道施工中的，主要用来填充和盖面。其特点为熔敷效率高，全位置成形好，环境适应能力强，焊工易于掌握，是目前管道施工的一种重要焊接工艺方法。
随着管道建设用钢管强度等级的提高，管径和壁厚的增大，在管道施工中逐渐开始应用自动焊技术。管道自动焊技术由于焊接效率高，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小等优势，在大口径、厚壁管道建设的应用中具有很大潜力。但我国的管道自动焊接技术正处于起步阶段，根部自动焊问题尚未解决，管端坡口整形机等配套设施尚未成熟，这些都限制了自动焊技术的大规模应用。
目前自动焊根焊主要采用STT半自动焊。STT半自动焊属于CO2气体保护焊，它是通过精确的基值和峰值电流和电压控制，使熔滴过渡更利于成型，焊接过程稳定，解决了飞溅问题和大口径管道根部焊环节单面焊双面成型的难题。
2.3 西气东输管道工程中应用的焊接方法。由于西气东输线路工程用钢管的强度等级较高，管径和壁厚较大，所以线路施工以自动焊和半自动焊为主，手工焊为辅。所涉及的主要焊接方法有熔化极气体保护电弧焊（GTAW）,自保护药芯焊丝电弧焊（FCAW）和手工电弧焊（SMAW）。
自动焊方法包括：①内焊机根部焊+自动外焊机填充、盖面；②STT气保护半自动焊部根焊+自动外焊机填充、盖面；③纤维素焊条手工电弧焊根部焊+外焊机自动焊填充、盖面。这几种焊接方法的区别在于根部焊方法的不同。
针对管道局自动外焊机PAW-2000、英国自动外焊机NOREAST，集团公司工程技术研究院自动外焊机APW-Ⅱ分别进行了焊接工艺性能试验。试验结果表明，对于大口径、厚壁钢管，采用自动焊的方法焊接具有十分明显的优势，劳动强度大大降低，焊接效率显著提高。试验还表明，自动外焊技术对坡口形状及管口组对要求严格，现场施工必须具备内对口器、管端坡口整形机等配套机具。另外，采用手工焊或半自动焊方法进行根部焊时，由于管口组对间隙不同造成坡口形状、尺寸不一致，自动外焊机填充、盖面时就极易形成坡口边缘未熔合，从而制约了自动外焊机优势的发挥。
3 结束语
随着管线钢性能的不断提高，管道建设越来越趋于向长距离，高工作压力，大口径、厚壁化方向发展，这就需要研发高质量的焊接材料和高效率的焊接方法与之匹配，保证环焊接头的强韧性。未来的管道建设，为获得施工的高效率和高质量，将优先考虑熔化极气体保护焊。而自保护药芯焊丝半自动焊与手工电弧焊相结合，由于操作灵活，环境适应性强，一次性投资小，对于大直径、大壁厚钢管是一种好的焊接工艺。
参考文献
关键词:天然气管道；TIG焊；管道焊接；质量；
中图分类号：P755.1 文献标识码：A
一、引言
目前天燃气行业管道的材质一般采用低碳钢，焊接方法通常采用手工电弧焊，这种焊接方法对焊工的技术水平要求较高，焊接好坏取决于焊工经验等人为因素，特别是无损检测的一次合格率偏低，即使是技术水平较高的焊工，一次合格率也只有85%左右。而焊接受热面小径管比较成熟的方法是采用全氩弧焊接或氩弧打底、焊条电弧焊盖面的方法进行焊接。
二、TIG焊的应用及特点
钨极惰性气体保护焊英文简称TIG（TungstenInert GasWelding）焊。它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。其主要优点有焊接电弧为明弧，在焊接过程中易于控制可进行全位置焊接、打底时连弧焊接，没有熔渣，能确保打底质量，外径≤57 mm的管道一次成型，焊接速度快，质量高，钨极不容易熔化，易维持焊接过程的稳定电弧稳定，外观成型漂亮。
三、天然气管道TIG焊焊接工艺
3.1管道结构特点
天然气管道焊接一般采用的是对接的接头形式。如图3-1所示。因为管道结构承受较大的内部压力，因而要求焊接接头具有良好的气密性。因此在焊接施工过程中，在确保结构部件上焊接接头质量的同时，为了满足加工条件，既要提高生产率，又要通过改善制造时的作业环境来增加安全性。
图3-1天然气管道的接头
3.1.1管材成分及力学性能
成分是材料结构和性能的基础，能定量的分析出材料中各个组分的含量，对材料品质用途和选择合适的焊接工艺具有重要意义。管材采用12Cr1MoV钢，其化学成分见表2-1。
表2-112Cr1MoV钢的化学成分（质量分数/%）
C Mn P S Cr Mo V Fe
0.08~0.15 0.4~0.7 0.03 0.03 0.9~1.2 0.25~0.35 0.15~0.3 其余
3.1.2管材焊接性分析
管材焊接性的好坏取决于它的化学成分，影响最大的是碳元素。另外，母材中含有Cr、Mo、V等元素，在提高了钢的蠕变强度和组织稳定性的同时，这些强烈碳化物形成元素又增加了接头过热区产生再生热裂纹的倾向。12Cr1MoV具有更大的淬硬倾向，而使热影响区更易产生冷裂纹。
3.2焊前准备
3.2.1焊接使用材料及工具
根据所分析焊接接头的结构和成分，选择焊接工具和材料，如表3-1所示。
表3-1 使用的材料及工具
工件 12Cr1MoV φ100×6 mm
焊机 时代逆变 WS—350
焊枪 PQ—85/150型空冷焊枪
氩气流量计 AT—15/30
钨棒 铈钨极 φ2.5 mm
焊丝 H08Mn2SiA
氩气 纯度≥99.99%
3.2.2焊前加工清理及焊丝选用原则
(1)坡口形式为：70°V形坡口，对口间隙2~2.5 mm，钝边1~1.5 mm；
(2)焊前清理用角向磨光机将坡口面及坡口两侧10 mm~15 mm范围内打磨至露出金属光泽，用圆锉，砂布清理管内侧锈蚀及毛刺，如有必要可用丙酮清洗坡口表面及焊丝。
(3)从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2SiA焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝H08A较高；焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si＜2对焊缝韧性不利。
3.2.3焊接规范
已经确定了使用的工具及其材料，在焊接前调试好焊接的电流与电压值，匹配好氩气流，并且选择合适的送丝速度，如表3-2所示。
表3-2焊接参数
电流
/A 电压/V 钨极直径/mm 喷嘴直径/mm 氩气流L/min 钨极伸出
度/mm
80~100 15~17 2．5 8~10 5~7 约5~7
3.3焊接工艺
3.3.1定位焊
(1)点焊固定采取三点周向对称点焊固定方法，焊点宜小，先从一端始焊然后过渡到另一端，保证焊点熔透无缺陷。
(2)分半逆向焊接，为减少出现气孔可能性，在起焊的6点位置不设点焊固定点。焊枪与工件及焊丝间相对位置见图3-1所示。
图3-1天然气管道焊接接头剖面图
(3)定位焊缝操作要点：定位焊是焊缝的一部分，必须焊牢，不允许有缺陷。定位焊缝不能太高，以免焊接到定位焊缝处接头困难，如果碰到这种情况，最好将定位焊缝磨低些，两端磨成斜坡，以便焊接时接头容易。如果定位焊缝上发现裂纹，气孔等缺陷，应将其打磨掉重焊，绝不允许用重熔的办法修补。
3.3.2焊接操作工艺要点
打底焊应尽量一气呵成，打底层应有一定厚度，如果δ＞10 mm的管子，其厚度应≥4 mm。
(1)在仰焊位置6点以前的5~8处引弧，焊丝与坡口的钝边保持1~1.5 mm的间距，在平焊时，焊丝与内壁的钝边要平行，保持这样的间距，焊缝背部不会出现凹陷，余高大约0.5~1 mm，始焊时，在对口处形成熔池(不能击穿)将焊丝插入熔池中，借助电弧吹力，使熔滴挤入间隙内并透过，在两侧钝边处（已熔化）搭成“桥”，以该“桥”为基础逐步施焊。引弧部位在焊接方向前10 mm左右，绝不允许在管壁上引弧，引弧后，电弧始终保持在间隙中心；
(2)焊接过程中，由于管子水平固定，随着焊接位置变化，焊工的身体也随之移动，为保持平稳，进行仰位焊接时，可同时伸出手指支撑在管上；
(3)采用“二点法”焊接，控制弧长2~3 mm，对坡口根部两侧同时加热，摆动送丝，使焊丝端头始终处于氩气保护范围内，边熔化边送丝，焊丝不直接插入熔池。而位于熔池前方，焊丝端头应呈圆形，送丝动作干净利落，控制坡口两侧熔透均匀，以保证管内壁成形均匀；
(4)前半圆焊到平焊位置时，将弧坑填满，在12处收弧，以利于后半圆接头。后半圆在焊接前将接头处打磨出斜面至露出金属光泽，从仰焊位置起焊至平焊位置结束；
(5)收弧时．在熄弧前向熔池连送两滴填充金属．将熔池移至坡口一侧收弧。熄弧后将喷嘴罩住熔池，待完全冷却变暗后再移开。
(6)每半圆焊接一次完成，中途不停顿。如中途再度起焊，将端头打磨并使焊缝重叠5~7 mm；
(7)焊接时如发现电弧气氛呈蓝色，或者熔池有发泡现象，立即停下修磨，清除缺陷后继续焊接直至完成；
(8)焊接时要掌握好焊枪角度，送丝到位，力求送丝均匀，才能保证焊缝成型美观，焊第二层时，应注意不得将打底层焊道烧穿，防止焊道下凹或背面剧烈氧化。
3.3.3填丝注意事项
(1)必须等坡口两侧熔化后才能填丝，以免造成熔合不良，填丝时，焊丝应与工件表面夹角成15°左右。填丝要均匀，快慢适当，过快焊缝余量大，过慢则焊缝下凹和咬边，焊丝端应始终处在氩气保护区内。对口间隙大于焊丝直径时，焊丝应跟随电弧同步横向摆动，不得扰动氩气保护层，以防空气侵入。
(2)操作过程中如不慎使钨极与焊丝相碰，发生瞬间短路，将产生很大的飞溅和烟雾，会造成焊缝污染和夹钨，这时应立即停止焊接，用砂轮磨掉被污染处，直至磨出金属光泽。被污染的钨极，应在别处重新引弧熔化掉污染端部或重新磨尖后，方可继续焊接。
3.3.4收弧与接头
(1)收弧不当会影响焊缝质量，使弧坑过深或产生弧坑裂纹，甚至造成返修。收弧时，焊把应由内侧坡口处稍向外拉至电弧熄灭，并要注意控制速度，不能过快，以免产生缩孔。接头处所有焊缝无论有无缺陷都要用手砂轮修磨成斜面，然后在焊接方向的反向10 mm处引弧，将焊把向回移动，直至把原焊缝3~5 mm长度全部熔化，才开始送丝，直到焊完整个焊口。最后收弧时，一般多采用稍拉电弧，重叠焊缝10 mm~20 mm，在重叠部分不加或少加焊丝，速度要快。停弧后，氩气开关应延时10 s左右在关闭，防止金属在高温下继续氧化。
(2)接头时，在熔坑中间或靠后些引弧形成熔池后便可填充焊丝完成接头，“头与头”相接是在焊接水平或斜固定管时，当焊接另一侧的仰焊接头时，只以电弧将接头部位的原起始焊缝端部熔化，形成熔池，便可送丝，完成该处接头。
3.4收尾方法
焊接过程在收尾时，应将熔坑填满，把电弧拉向对口的一侧电弧熄灭，最后收尾时，将始焊侧的焊道端熔化，将已熔金属与新熔化的熔池相碰接，再将新出现的熔池填满连接在一起。如有条件可采用电流衰减法，焊接终止时，停止填丝使焊接电流逐渐减小，从而使熔池体积不断缩小，最后断电，焊枪停止行走。
3.5检验
3.5.1外观检查
1、物理尺寸：焊缝余高、高度差、宽度、宽度差、焊缝成形、焊缝直线度、错边量、角变形、焊脚高。
2、焊接缺陷：气孔、裂纹、未熔合。
3.5.2射线检验
常用的射线有Х射线，射线它适用于2~65 mm厚度的焊件内部的气孔、夹杂物、未焊透、未溶合、裂缝等缺陷。未焊透在胶片上是一条断续或连续的黑直线，照片上的位置多偏离焊缝中心，呈断续的线状，宽度不一致，黑度不均匀。气孔在胶片上的特征是分布不一致，有稠密的、也有稀疏的圆形或椭圆形黑点，其黑度一般是中心处较大而均匀地向边缘减小。夹渣在胶片上多呈现为不同形状的点或条状。裂纹在胶片上一般呈略带曲折的黑色细条纹，有时也呈现直线细纹；轮廓较为分明，两端较为尖细，中部稍宽，有分枝的现象较少见，两端黑度逐渐变浅，最后消失。
3.6常见缺陷及其预防措施
3.6.1裂纹
3.6.1.1、产生原因
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征。
3.6.1.2、预防措施
(1)选择合适牌号的焊丝，采用低硫磷低杂质元素的焊材；
(2)选择合适的焊接规范参数，采用软规范，以较小的焊接电流和尽可能快的焊速进行焊接；
(3)采用软规范，尽量缩短高温停留时间，减少过热和晶粒长大倾向；
(4)选择合理的焊接接头和坡口形式，控制焊缝金属中焊丝对母材所占的比例，即控制熔合比；
(5) 采取合理的焊接顺序焊接，以便减少焊接应力。
3.6.2气孔
3.6.2.1、产生原因
焊接时，熔池中的气体在金属凝固以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中残留下来所形成的孔穴，称为气孔。有时以单个出现，有时以成堆的形式聚集在局部区域，其形状有球形，条虫形等。
3.6.2.2、预防措施
(1)严格焊件坡口表面油、锈、氧化皮和焊丝焊道附近端头部分的清理，尤其注意细管内焊道附近端头部分的清理工作，最后可采用丙酮清洗表面；
(2)提高焊工操作水平，熟练焊接技术，防止焊接时触碰钨极和熔池停留时间过长而送不上丝；
(3)送丝采用“二点法”，送丝过渡熔滴要求快而准，在保证焊缝熔合好的情况下平稳移动，防止熔池过烧、沸腾，焊枪摆动幅度不可过大；
(4)加强硅锰联合脱氧作用，采用脱氧元素含量高的焊丝，尤其是在端头搭接重熔时更应如此；
(5)发现熔池发泡或电弧气氛呈现蓝色即表明已有气孔产生，应立即停下清理打磨后重新施焊；
3.6.3未焊透
2.6.3.1、产生原因
焊接时，母材金属之间应该融合而未焊上的部分称为未焊透。易出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边。
3.6.3.2、预防措施
(1)提高焊工的操作熟练程度，采用合适的焊接规范焊接；
(2)采用合理的焊接接头坡口形式，在便于组对的情况下钝边尽量小，为便于焊接，坡口角度应稍大；
(3)严格检查焊缝组对质量。尤其在小钝边接头情况下，应控制组对错边量
(4)采取合适的钨极尖端形状，修磨的钨极长度，一般为钨极直径的3～5倍，末端的最小直径为钨极直径的1/2~1/5，尖端夹角应采用30°为好；
(5)严格焊前清洗，尤其对管内坡口端部附近的氧化膜应清理干。
四、结论
通过在焊接过程中发现，在不同位置时的热积累效果不同，熔池金属的受力也不同。在调整焊接起焊位置后，焊接成型的区域划分发生了变化。由于起焊时需要的起焊电流较大，焊接接头的起焊位置处，余高一般过高；TIG 焊焊接速度快，电弧稳定，焊接质量高；通过工艺分析，施焊可以采取对坡口形式、焊缝位置、焊接参数、焊接顺序的控制从而能很好地进行焊接，提高了天然气管道的焊接质量。
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关键词：下向焊接；天然气管道；应用
下向焊接工艺容易掌握，与上向焊接工艺相比操作难度较小，它适合长输野外管道的大规模应用，未来将会有广阔的发展前景.城市天然气管道特点主要是作业点多、操作线路长、操作点移动频繁、焊接设备性能要求高、焊接质量高，下向焊的优点突出，适合城市的天然气管道建设。它的焊缝缺陷少，焊缝成形美观，而且焊缝宽度小于上向焊接，焊接应力大，质量有保障。下面将综述焊接工艺的相关内容，并具体讨论下向焊接工艺在天然气管道中的应用、注意问题和工艺施工要求，完善下向施工工艺。
1 下向焊接工艺的特点、质量控制要点和缺陷的防治
1.1 下向焊接工艺的优点
与上向焊接工艺和立焊以及管道全位置焊接相比，下向焊接工艺是自上而下焊接的一种焊接工艺，焊接设备采用手工电弧焊，焊接的主要优点：
1.1.1 工艺参数采用小缝隙、大钝边，焊接缝隙比上向焊接工艺小，焊接质量高，焊接应力大，焊接速度高，生产效率高，可以获取相对更高的经济效益和社会效益。
1.1.2 该工艺采用向下焊接专用焊条，它由独特药皮配方制成，优点是电弧吹力大，燃烧稳定，焊接时飞溅小，焊条融化速度快，熔敷效率高，能够保护电弧和熔池。
1.1.3 焊接填充时，用相同长度的焊条焊接时，上向焊接的焊缝熔敷率地，焊接长度短于下向焊接，而且下向焊接的焊接速度高于上向焊接。
1.1.4 下向焊接的操作难度较小，焊道厚度一般为2毫米，焊缝缺陷小，能够保证施工质量。
1.1.5 下向焊的焊条一般选择纤维素焊条，纤维素焊条焊接后产生的渣少，连续焊可制成良好的单面焊双面成形焊缝。
1.1.6 下向焊的抗风能力强，更适合野外长输管道施工。
1.1.7 下向焊焊接电流小于上向焊，焊接焊接速度快，焊接质量好。
1.2 下向焊接工艺的类型
下向焊经过长期的发展，主要形成了复合型下向焊、混合型手工下向焊两种典型工艺类型，下面将展开介绍这两种下向焊接以及各自的控制要点。
1.2.1 复合型下向焊
复合型下向焊是指对根层、热焊层、填充曾和盖面层分别采用不同焊接方式的焊接工艺，对于根层和热焊层，主要采用下向焊，对于填充曾和盖面层，主要是采用上向焊，该类型主要应用于壁度较厚的管道，前面已经讲过，下向焊接技术主要运用于壁厚较大管道，如果焊接层数太多，下向焊的焊接速度快，所以综合两者采用复合型焊接方式来互相取长补短，以最大限度发挥它们各自的优势。
1.2.2 混合型下向焊接
焊接焊条主要选用纤维素焊条，低氢型焊条与纤维素焊条相比，前者所形成的焊条的含氢与含氧量均低，相同条件下，它的焊接韧性好，但是速度慢。混合型下向焊接综合了两者的优点，又弥补了两者的不足，应用前景广阔。
2 下向焊接工艺在天然气管道应用中的注意问题
下向焊接工艺适用于低合金高强度钢类管道，该工艺在长输野外管道建设中已占据突出地位，在城市的天然气管道中的应用比例相当大，在此，详细分析该工艺在天然气管道建设中应该注意的问题，在以后的发展过程中要尽力避免，促使该工艺更加完善，使得城市天然气管道建设更加安全可靠，以期获得良好评价和可观效益。
2.1 选择合理焊条和焊机
纤维素型工艺焊条在多次工艺性实验中性能显著，纤维素型焊条中含有大量的有机物造气剂，在焊接是过程中会分解出大量的一氧化碳和二氧化碳，有效保护了电弧和熔池，少量熔渣会残留覆盖在熔池表面，保护焊缝金属。而且电弧吹力大，熔渣少，有简答熔透能力，被广泛应用于环境较差的野外作业。焊机一般选用IGBT逆变式ZX7系列直流逆变下向焊接专用焊机，它有一系列的独特功能：热起弧、焊条防沾、电弧推力调节等，能够有效协助完成环境较差的野外施工作业。
2.2 依据合理的焊接顺序操作
管道下向焊接宜采用流水作业，焊接小直径与大直径的工作人员的数量与格子分工是有差别的。焊接小直径时，一般安排两名焊接工，自上而下开焊；较大直径时，一名焊工自顶部开焊，另一名在指定位置处开焊，当直径大于700时，安排三名焊工同时开焊，节省根部焊接时间，保持焊接层间温度。
2.3 严格参照焊接操作顺序和工艺参数
在焊接前应先进行焊接工艺评定，通过测试和试验确定焊接工艺参数，这是非常重要的一步。得出纤维素型焊条和低氢型焊条的焊接参数，并严格执行。根焊、填充焊、盖面焊各自的层内焊道数、焊条直径、焊接电流、焊层厚度、焊接速度等要经过试验和测试准确得出来，只有落实好了这些详细细节才能保证焊接质量。
2.4 焊前预热
对焊接区域进行预热是保证整个施工过程安全的非常重要的一步，焊接区域经过预热后，打底焊不会粘条，焊接电流稳定，焊接坡口融合较好。根据所选材料和评定工艺来确定是否需要预热，并在预热过程中对温度进行测量控制。
3 结束语
下向焊接工艺适合长输野外管道施工，有广阔发展前景。该工艺容易掌握，适宜在天然气长输管道中应用，并且我国推行了许多鼓励使用天然气的政策，有利于推动提升下向焊接技术在天然气应用领域的运用水平，从而获得最可观的经济效益和社会效益。同时，要坚持改进下向焊接工艺在天然气应用中的缺陷，做好野外恶劣环境的防风措施，对工作人员做好上岗前的技术培训，以保障焊接的主观力量到位。避免缺陷，抓住质量控制的要点，保证施工工程的质量。
参考文献
[1]李.管道下向焊接技术以及焊机特点[J].化工施工技术，2002（4）.
[2]张大刚.下向焊接技术在城市燃气管网施工中的应用[C].第十一次全国焊接会议论文集，2005.
[关键词]焊接技术 热力管道 安装
中图分类号：F52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0240-01
引言
随着我们国家的科学技术在不断的发展，焊接技术水平也在不断提高。我们国家的热力管道是输送高温高压水或水蒸汽介质的管道，其管内或管外要承受一定的压力。所以在安装热力管道施工过程中，焊接是主要的控制内容，同时是形成质量的重要工序。所以，在焊接技术在热力管道的安装当中有着严格的要求，一方面焊接接头根部要求安全熔透焊缝，同时管道的耐蚀性和焊缝表面的质量也有相应的焊接标准，另一方面焊缝外观要求平滑、均匀，与母材要过渡圆滑。焊接过程中要严格按照技术要求和焊接工艺施焊，在安装热力系统管道工程中起着重要的作用。所以，我们一定要加强焊接技术的水平与质量，使热力管道的安装工程能够顺利的进行。
1 施工人员的组织
为了确保焊接质量，施工单位需要取得压力管道方面的安装许可证，是自身相应的能力，同时有与安装工作相适应的专业人员。其中，技术人员应经过专业技术培训，取得相应的资格证书；质检人员具备相应的质量管理知识，并取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书；按照《锅炉压力容器压力管道焊接工考试与管理规则》和
《电力焊工技术考核规程》的相关要求，对从事热力管道焊接的焊工进行考核，取得合格证书，方可从事相应的焊接工作；热处理操作人员也应经专业培训考核合格并取得资格证书。
2 焊接设备的选择与管理
2.1 焊接设备的选择
通常情况下，获得优良焊接接头的主要因素就是电弧能够稳定的燃烧。因此，合适的外特性、适当的空载电压、良好的动特性和调节特性等是焊接电源必须要具有的。根据电焊机的主要用途、电源电压、功率以及焊接材料的特性，对电焊电源进行选择。
2.2 焊接设备的管理
通常情况下，氩弧、电弧焊两用的逆变焊机、焊条烘干箱、焊条保温筒和远红外热处理机等共同构成焊接设备。在确定设备的基础上，对其要有妥善的管理和控制，最好有专人维护管理。同时，检查每台设备的性能，在一定程度上确保焊接设备上的电流表、电压表等仪表设备的完好性、准确性、可靠性，另外还要有相应的检验合格标识。
3 焊接材料管理
焊接材料通常情况下是确保热力管道焊接质量的基础和保证。施工单位需要建立和完善材料管理体系，在一定程度上确保材料在规格、材质、型号，以及数量方面符合相应的工程要求。库房内应装设轴流风机保持通风良好，具有保温、除湿的必要条件，温度不低于5℃，湿度不高于60%，并在每天上下午做好库内温湿度记录。根据材料的到货凭证，现场材料员对焊接材料的名称、规格、型号、数量和材质证明等资料进行认真核实，确保资料与实物之间的相互匹配，经检查、验收合格后方可入库、入库后要分类存放，并摆放醒目的标识牌。每批焊材到货后都应由质检员向监理部门报验，监理验收合格（签字）后方可使用。在使用焊条之前，需要对其进行烘焙，并且设专人进行负责，对烘焙的温度和时间进行详细记录，同时填写《焊条烘干与恒温存放记录》。
对于领用的焊条，焊工需要将其放在相应的保温桶内，在一定程度上防止返潮；同一牌号的焊条只能存放同一只桶内，避免错用；对于桶内的焊条来说，其重量不能超过5公斤，存放时间控制在4小时，逾期需要进行重新烘烤，并且重复烘烤的次数控制在两次。
4 组对焊口
加工完成坡口后，坡口表面的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层等都要进行清除，通常情况下，清除范围控制在坡口及两侧母材20mm的区域，同时对凹凸不平的地方进行平整处理。管道焊口组对应在质检员确认坡口形式和清理合格后进行，管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使焊口根部形成良好的关键。因此，组对间隙要均匀，对口间隙最好保持在2mm到3mm之间，定位时应保证坡口内外壁平齐，通常情况下，内壁错口值控制在管道边壁厚度的10%，并且不能大于1mm。组对管件时需要进行牢固地垫置，在焊接过程中，需要采取相应的措施，在一定程度上防止发生变形。
5 焊接过程的质量控制
5.1 焊前技术准备工作
焊接技术人员焊接前，根据施工图纸和现行的规程制度，依据焊接工艺评定，结合施工现场的实际条件，编制热力管道焊接作业指导书。对于承担焊接的焊工，在进行施焊前，需要进行技术交底，交底的内容：焊接方法、材料、工艺参数、焊前预热、层间温度，后热、热处理的温度和时间以及无损检测等。
5.2 热力管道的焊接方法
5.2.1 氩弧焊：壁厚小于等于6mm的管子采用氩弧焊接。氩弧焊也就是所谓的氩气保护焊，通过采用氩弧焊可以获得理想的焊接接头，并且焊缝外表美观，工程质量有保证。
5.2.2 氩电联焊：焊接接头的根部焊道采用氩弧焊，层间填充和盖面采用手工电弧焊。所谓电弧焊就是充分利用焊条与工件间产生的电弧热，进而将金属融化实现连结的方法，电弧焊具有很强的适应性，是管道焊接中的主要方法，通常情况下，可以在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接。
5.3 焊接工艺
5.3.1 打底：氩弧焊打底应由下向上施焊。焊前需要预热的焊口，应提前通知热处理人员做好预热焊口的准备工作，达到预热温度后，方可施焊。施焊时应将焊口周围用帆布挡好，以防刮风影响焊缝质量。点焊起点和收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜坡，以利于焊缝有良好的熔合与过渡。整个根层焊缝必须均匀焊透，不得焊穿，使根部形成焊肉下榻、顶部内陷等缺陷。并对打底焊缝的质量进行及时的检查，同时进行次层焊缝的焊接，进而避免产生裂纹。外径大于194mm的在管道对接接头宜采用双人对称焊。 5.3.2 层间填充：底部焊完后，检查无缺陷应马上进行次层焊接。大径厚壁管的焊接应采取多层多道焊，单层焊道厚度不得大于焊条直径，单焊道的宽度不能超过焊条直径的4倍。施焊中，要特别注意接头和收弧的质量，收弧时要将熔池填满，接头要错开。应逐层检查焊缝质量，发现缺陷必须马上处理。
5.3.3 盖面：为使焊缝外表美观，一般选用直径φ3.2的焊条操作，该层焊缝表面应完整均匀，与管道圆滑过渡，焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm，加强高度为1～3mm，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、飞溅物等，不得有大于0.5mm深度，总长度大于该焊缝总长10%的咬边。
6 焊后检查与检验
每项热力管道焊接完毕后，质检人员应对所有焊缝进行外观检查，并如实记录结果。检查完通知检验人员按比例对焊缝进行无损检测，每位焊工所焊焊缝都应按规定的比例进行抽检。当无损检测发现不合格焊缝时，焊接技术人员要根据返修单上的缺陷位置标出焊缝实际的缺陷位置，向焊工说明缺陷的类型并马上组织返修，合格后做好返修记录。若返修不合格，应由焊接负责人会同有关人员认真分析缺陷形成的原因，制定合理有效的工艺措施，派焊接经验丰富的焊工返修，以确保焊缝焊接质量，避免发生再次返修。因为焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。
7 焊接环境
焊接质量受到工作场地的环境因素的影响和制约。为了保证焊缝获得良好的外观和内在质量，对于施焊环境要求有适宜的温度、湿度与风速，进而确保焊接符合要求的机械性能与金相组织。因此，施焊场所必须具备良好挡风、防潮及保温措施，达不到要求时，不得进行焊接作业。
8 完工后的控制
焊接工作完成后，质检人员要组织相关人员对此项工程进行联合检查，记录好相应的外观检测结果。检查好焊缝外观内容，检验完焊缝内部质量，全面保护焊缝。由工程技术人员绘制热力管道立体施工走向图，并在立体图中标出焊缝、焊口的具置和施焊人员的钢印代号，以作为施工资料移交保存。
【关键词】油气管道；焊接；工艺技术；质量；控制
当今世界，随着经济社会的发展和科学技术的发展，我国化学工业等也出现了空前的发展，作为化工技术之一的油气管道焊接技术也得到了迅速的发展，这就为油气事业发展奠定了坚实的基础，尤其是在我国，由于地区发展的差异性，导致了目前存在油气的分布地区和消费市场出现不均衡的现象，油气矿藏主要在北方地区，而主要的消费市场却是在南部人口相对密集的地区，这就给石油的运输事业造成了很大的挑战。对于运输方式的选择，具有经济、能大量运输且安全的管道运输成了运输方式的首选，而在油气的管道运输时焊接工艺技术也显得尤其重要，据此，中石化综合考虑各方面因素后选择了比较科学合理的油气管道焊接工艺技术及质量控制方法。
一.油气管道焊接工艺技术
1.1油气管道现场焊接施工的特点
目前由于基于环境、油气藏储等特点的综合考虑，油气的开采地点条件都是比较恶劣的，气候条件恶劣、油气所在周围的地理状况不尽人意等。同时，为了提高工作效率，经常在现场采用的是口器进行管口组对，这样的技术对施工的难度增大了很多。而且，许多输送用的管道都存在热胀冷缩的自然现象，这些问题的存在都给油气管道现场焊接施工技术带来了很大的挑战。
2.2、油气管道施工焊接工艺
中石化从建立以来，尝试了很多种油气管道焊接工艺。这些尝试的油气管道焊接工艺一开始主要是以手工焊接为主，它主要包括低氢型焊条手工电弧焊向上焊技术、纤维素焊条和低氢型焊条下向焊技术，这些技术都有其各自的特点。通过随着我国管道焊接工艺的改进和革新而不断地尝试，目前，中石化管道焊接的技术主要是以STT半自动焊接技术为主，同时，使用较多的还有手工下向焊、全自动下向焊和组合焊等多种焊接方法。下面，我们分别对这几种焊接技术进行简单介绍。首先，STT半自动焊接技术，这是一种以CO2为保护气体焊接的技术之一，主要通过控制电流和电压，使熔滴过渡更加容易成型，从而使焊接过程更容易、稳定，也正是其相对简便、容易的优点使得这个技术成为中石化的主要应用技术。其次，手工下向焊接技术，这种焊接方法是通过手动来控制的焊接工艺，根据它焊接的顺序，可以把油气输送管的不同焊接部位称为根焊道、热焊道、填充焊道以及盖帽焊道，这个焊道的间隔时间要求大于6分钟，为了使输送管道的外形更加好看，同时减少表面的粗糙度，这种焊接技术通常应用的是来回摆动的焊接手法。然后，全自动下向焊技术，这个技术主要是通过利用电弧来使相连接部位的焊丝和钢管熔化，从而达到焊接的目的，在这个过程中，不需要人为的进行工具的输送，主要通过自动化的装置来达到这个目的，全自动下向焊接技术目前的应用也是比较广的，因为它的焊接效率比较高、而且其工艺的技术要求相对于其他工艺也较低。最后，组合焊接技术，这是一种融合多种焊接工艺来完成一个管道焊接的焊接技术，这种技术可以集几乎所有焊接技术的优点于一身，但是，相对而言，其工艺的技术要求就比较高，对焊接的条件要求也比较高。总之，各种焊接技术都有其各自的优点，需要采用何种焊接技术，还要根据具体情况综合考虑。
二.油气管道焊接工艺的质量控制
油气管道焊接工艺成功的关键主要还在于其对质量的控制，正所谓质量是所有焊接工艺投入使用的保障，深谙这一道理，中石化在油气管道焊接工艺的质量控制上也采取了相应的措施。
首先，无规矩不成方圆，中石化建立了相对比较完善的油气管道焊接工艺技术的管理制度和施工的操作标准。这些要求和标准的设计是根据具体情况不断在实践中进行总结和改进而得到的相对完善的。同时，相应的规章对所有的工作人员也提出的行为规范的要求，在操作的时候，工作人员必须严格遵守这些。其次，在正式开始施工之前要将所有的准备活动做充分，比如，检查焊接口，并且保证其处于50毫米内的清洁范围；对焊接需要预先加热的材料进行预热处理；还有，对焊接工艺开始需要用到的所有的材料进行检查，材料的型号必须符合质量可靠保障的要求。其次，在油气管道的焊接过程中，工作人员的操作必须严格遵守之前所指定的操作要求，做到细致认真，尽量将操作失误率降低到零，尤其是在焊接过程中对于电流的控制，不能过大也不能过小，否则都会对焊接的成功与否造成很大的影响。另外，在油气管道焊接工艺结束以后，还要对焊接的组队间隙进行检查，着重要检查的就是焊接的间隙大小是否符合要求，间隙过大过小都会影响到焊接工艺的质量，这个缝隙的大小一般要求在1.5毫米以内。
三.总结
基于目前油气需求量的增加及其运输的特殊要求，经济、安全、输送量较大的管道输送技术已成为油气输送的首选运输方式，而在这个运输方式中油气输送管道的焊接工艺发挥着极其重要的作用。中石化也深知管道焊接的重要性，所采用的管道焊接工艺技术都是目前国内运用比较广泛，技术含量比较高的技术，比如组合焊，手工下向焊等焊接技术。同时，为了保证油气管道焊接技术的质量，中石化也做出了比较合理的管理措施，通过制定总体的管理制度，科学地从焊接施工前、焊接施工过程中、焊接施工结束后对焊接施工进行了相应的管理。当然，目前无论是中石化还是全国，对于油气管道焊接工艺技术及其质量控制的方面距离国际水平还有一点的距离，但是，相信在不久的将来，我们一定能走到国际领先水平。
参考文献：
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[3]姬玉媛. 高压天然气管道焊接工艺选择及质量控制[J]. 油气田地面工程，2015，01：62-63.
关键词：自动焊接技术；机械加工；运用
中图分类号：TG409 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01
随着我国经济的快速发展，我国科技发展也十分迅速。在这一过程中人们越来越认识到机械化和自动化生产对提高产品生产率、改善产品质量所起到的重要作用。除此之外，先进高效的生产加工工艺还能降低生产成本。近些年在机械焊接领域，我国致力引进吸收国外先进的焊接工艺及设备。在学习国际先进焊接技术的同时，结合我国实际情况，在机械焊接领域运用了自动焊接技术，这样不仅减少了人工劳力，还可以提高产品的质量，使企业在激烈的竞争中占取有利地位，进而实现经济效益的增长。下文具体阐述自动焊接技术的基本原理以及其在机械加工中的应用。
一、自动焊接技术的基本原理
自动焊接就是实现焊接过程的机械化和自动化，减少人力焊接的操作。我国传统的手动焊接技术是将电弧引燃，借助焊条维持电弧的长度，然后根据机械焊接需要手动进行电弧的移动，完成焊接后将电弧熄灭。自动焊接是将现代电子技术运用于焊接过程中，实现焊接工作自动化。自动焊接技术需要的主要设备就是自动焊接机，其有导轨床体、转动转台、转动机构、气动尾顶滑台机构来进行前后左右、转动，由工件夹紧机构、托料机构完成所需机加工工件的安放于固定，由焊枪夹持机构、焊枪气动调节机构等焊枪相关技术机构来完成焊接装置，最后由气动尾顶与专机电控系统来完成动作指令的发送输出。目前的自动焊接机又加入了数字化技术，可将焊接的动作指令延伸到动作轨迹指令，将焊接的加工技术指令延伸到技术精度指令，将自动焊接技术推向了一个更高的技术平台。
二、自动焊接技术在机械加工中的运用
自动焊接技术与传统的焊接技术相比，具有生产效率高、产品质量高且相对质量稳定、技术水平高、能源消耗低并节省原材料、改善加工环境和降低加工者劳动强度等优点。其在机械加工领域运用越来越广泛。
（一）在球罐加工中的运用
目前国内球罐焊接主要采用球罐药芯焊丝全位置自动焊接技术，这种焊接技术与国内手工电弧焊相比具有熔敷效率高焊接速度快、焊接合格率高、节省人力等优点。
现阶段全位置自动焊接设备由焊接电源、送丝机构、行走机构、摆动机构、焊枪及轨道等六大部分构成。电源型号主要有两种：DC-400和DC-600。球罐的自动焊接要求焊接材料必须具有碱性熔渣的药芯焊丝，目前这种焊丝有自保护焊丝和CO2气体保护焊丝两类。自动保护焊丝的规格通常为Ф2.0mm～Ф2.4mm，气体保护焊丝的规格一般为Ф1.2mm～Ф1.6mm。在球罐自动焊接时要注意破口形势和破口的尺寸，根据要求自动焊接时破口角度采用手工电弧焊时缩小20%～25%，这样其熔敷总量可较手工电弧焊减少20%左右。球罐自动焊接时要保证各焊缝的质量，严格按照工艺参数要求焊接。经过多次论证，球罐自动焊接技术的运用，焊接效率要远远高于人工焊接，以1台1000m3汽油罐为例，5台自动焊接设备同时施工，从开始到达到射线探伤条件需要16天的时间，以相同数量的焊工计算，焊接速度比手工电弧焊提高1倍以上。
（二）在大口径管道焊接中的运用
大口径管道的焊接一直是手工焊接的难点，手工焊接不仅延误工期还不能保证焊接质量。自动化焊接设备大口径管道自动焊接技术的运用，提高了焊接质量，方便现场施工，降低了焊工劳动强度。目前国内使用的大口径管道自动焊接设备主要型号为PIW48管道内环缝自动焊接根机、PAW3000管道自动外焊接机、PAW2000A管道自动焊机热焊。本文以根焊为例说明自动焊接技术在大口径管道焊接中的运用。根焊道的焊接是保证管道的施工速度和管道焊缝质量的关键工序，焊接时采用PIW48管道内环缝自动焊接根机。
由于根机焊接对工人技术要求高，所以操作人员对流程必须十分熟练，否则将影响焊缝成形和焊接速度。焊接前要做一些检查，首先调整内焊机定位机构的3个定位断面，使8个焊炬中心处于同一平面。其次，在气罩内安装铜网，防止焊渣飞溅。最后，管口增设防风措施，防止气孔产生。内焊机采用无间隙根焊，整个过程无需人工调整工艺参数。自动焊焊接工艺中的坡口形状和尺寸十分重要，坡口质量直接影响根焊的焊接质量和施工速度。为了提高焊接的一次焊接合格率，通过对无损检测反馈数据、坡口加工、焊缝外观的检验等信息的跟踪分析，保证坡口形状和坡口尺寸的质量是提高一次焊接合格率的关键，也可以通过调节技术参数，保证焊接的质量。
（三）在铁路货车制造中的应用
传统的人工对铁路货车C70A型敞车车体两端仰角焊接，焊接质量不稳定、焊接效率低、焊接操作人员劳动强度大等不足之处，目前通过自动焊接技术可以解决这些问题。铁路货车C70A型敞车两端的端墙与端梁组对完成后，分别形成一条长度为2700mm的仰角焊缝（工艺要求焊角为4mm）。由于这两条焊缝分别位于长达13.53m的C70A型敞车车体的两端，所以无法使用焊接变位器将这两条仰角焊缝转变为位置适合的平角焊缝。该自动焊接装置必须能全方位转动，所以此自动焊接装置由“焊接运行控制系统”和“焊缝跟踪系统”两部分组成。
焊接运行控制系统采用开环控制，开环控制方式具有系统稳定性好、响应及时的特点，其运行精度可高达0.01mm。“焊缝跟踪系统”采用激光焊缝跟踪器，焊缝的位置特征和几何轮廓经激光焊缝跟踪器摄入并处理，然后送入图像采集卡经过A/D转换后成为8bit数字信号，该数字信号以中断方式送入工业PC的内存。这样可以随时观测焊接情况，针对焊接过程中出现的问题及时调整，保证了焊接质量同时又不耽误工程进度。这种自动焊接装置可以在焊枪角度、焊丝前端与焊缝中心距离等方面保持正确的参数，从而保证焊缝成形质量，使焊接质量摆脱对电焊操作工技术水平及其个人因素的依赖。
三、结语
综上所述，自动焊接技术的运用，使机械加工更加自动化和机械化，不仅提高了生产效率，减少了工人劳动力度，还能保证产品质量的相对稳定，为企业带来长久效益，更为我国的经济发展添砖加瓦。
参考文献：
[1]周林.多功能自动焊接机床控制设计与分析[J].机床电器，2009（03）.
【关键词】 石油管道 安装 技术 质量
1 我国石油管道安装技术现状
随着社会经济的发展，对能源的需求增加，石油石化企业逐步增多，输油、输气等金属管道的需求量也在不断增加。目前石油管道已遍布我国大江南北，为了与石油工业发展相匹配，我国石油管道安装技术也在进行新的突破，为了保证石油管道安装过程符合高标准要求，石油石化企业在不断强化自身的技术要领及技术知识的基础上，积极引进和严格选拔掌握管道输送前沿技术、核心技术的技术人员，即便如此，我们在一些关键安装技术上与国外相比还是存在一些差距，由此来看，我国石油管道安装技术仍需不断创新和发展。
2 石油管道安装技术分析
根据笔者多年的施工经验，石油管道安装施工技术难点主要体现在施工前技术问题、管段制作、焊接技术、防腐技术、质量检验五个方面。
2.1 施工前技术问题
石油管道铺设前，施工单位应根据石油管道的施工路况、环境进行勘察、测量，审查图纸的严密性，规避施工中的各种问题，减少工程建设中的失误，降低施工成本。石油管道安装前，施工单位应对进入现场的施工用料、管道、原件等进行认真核查，及时熟悉图纸，同时根据现场实际情况对图纸进行调整变更，保证施工顺利进行。
2.2 管段制作
第一，管道安装之前需要技术人员对批量管道中的管段进行组对，之后要仔细检查组对的管道是否与管道安装设计图一致，这一过程主要检验技术人员的专业性；
第二，安装人员对管段进行安装测试，将可能存在的问题及安全隐患一一排除，这一过程需要工作人员投入大量的耐心。检查无误后需要填写管段工序质量检验单，填写时需写明管段制作过程；
第三，再次确认管段是否存在安装问题，若不存在任何安全隐患，需向上级监理部门呈交工序质量检验单及管段单线图；
第四，监理部门接收到工序质量检验单及管段单线图之后，对管段进行技术抽查及复核，确保管段符合各项安装技术要求，保证施工工程的质量，批准管段投入施工，施工方方可进行安装。
石油管道都是安装在地下，安装使用之后的问题很难发现与解决，所以在检验管段时，需要进行反复的核对，确保工作中不存在疏忽大意，保证安装工程的施工质量。
2.3 焊接技术
石油管道安装过程中，焊接技术直接影响着管道建设的质量。由于焊接工作非常重要，技术含量非常高，所以焊接过程中难免出现一些技术性的问题。为了减少和避免焊接过程中出现的各种技术问题，相关焊接工作必须按照焊接规范与章程来操作。在焊接工作进行之前，需对照管道单线图中各个焊口的位置及编号，为焊接工作人员提供准确的焊接点。焊接工作结束之后需要相关管理人员对焊接处进行检查与对比，确认无误后请无损检测人员以质量规范来衡量焊接技术是否合格，检查之后对焊接技术进行评价，若不存在任何焊接问题方可投入使用。
若管道焊接工作中存在漏洞或疏忽，可能造成日后使用中的石油泄漏等问题，而石油管道安装在地表以下，不方便维护和检修，所以要保证焊接技术操作的专业性、合理性，否则将会带来不可估量的安全隐患。
2.4 防腐技术
保证管道焊接质量后，对管道进行防腐处理，这样可以达到延长管道使用寿命的目的。现阶段，主要采用环氧煤沥青进行管道防腐。防腐层施工前，根据管道锈蚀情况对钢管道表面的锈渍进行处理，降低表面的粗糙度。除锈后，可均匀地在管道表面涂抹底漆，并采用玻璃丝布缠绕于管道外层，再用漆屏蔽玻璃丝布的网眼，达到防腐的效果。
2.5 管道检测与技术检查
石油管道安装技术非常复杂，从石油管道安装前期测量到后期的正式投入运行，中间一系列的安装程序必须严格按照安装标准进行操作，才能提高管道安装的质量。
加强对建成管道的技术检测，这对于管道的安装技术来说是一种有效的管理与监督。技术检查涉及面要广泛，检查项目要全面，检查过程要认真负责、态度严谨。为了保证管道日后使用过程中的稳定性与安全性，施工中及施工后的技术检查必不可少，其中最主要的是管沟回填、管道防腐补口、管道穿越地下电线、管道、构筑物处的保护处理等。
3 管道安装技术质量控制
石油的生产过程就是输油传输过程，输油过程中管道内石油是高危易爆品，具有较大的安全隐患，这是石油生产、运输过程中人们最重视的问题。因此，石油石化工程质量监督部门必须加强对石油管道安装技术进行质量控制，最主要的是施工前期质量控制。
以施工前期测量放线质量控制进行分析，其中对线路平面、断面图、水准标桩进行测量放线工作要符合技术要求，测量过程中对每一个数据进行详细的记录，之后将这些与施工技术质量要求对照，符合施工要求便可投入操作，在测量过程中只有将每一个项目的数据都进行质量控制，才能保证管道安装技术质量。
以安装过程中焊接技术质量控制进行分析，焊接工作施工之前要针对管道焊接技术建立全面的焊接质量控制体系，组织焊工进行技术培训，保证管道焊接质量，使每一个操作人员的专业性与施工验收规范要求相匹配。焊接技术对于管道质量来说是非常重要的影响因素，所以焊接工作人员的职业素养与技术操守应有严格的规范要求，焊接工作人员应持证上岗，以高标准的技术能力确保管道安装技术质量控制有效性。
4 结语
综上所述，能够看出石油管道安装技术包含大量专业性问题，管道安装工程对施工环境与施工技术都有较为严格的要求。所以需要石油管道安装技术人员在不断强化自身技术技能的基础上，注重培养岗位责任态度，了解并熟知施工图纸、技术规范及技术标准，了解石油管道施工过程中的各个项目动态，在发现问题的第一时间给出解决的方案，保证管道安装技术质量。
参考文献：
[1]王瑞萍，刘虎.石油管道分布式数据仓库建设研究[J].油气工程，2012（5）.
[2]吴洪涛，吴先金.石油管道工程质量问题及解决措施[J].企业家天地（理论版），2012（9）.
【关键词】长输管道 焊接工艺 质量控制
1 影响长输管道焊接的因素
在长输管道焊接施工中，会有各种因素影响着管道焊接的质量，主要有以下几个因素：
（1）气候环境。温度、湿度等环境条件会对焊接的质量产生一定的影响。
（2）流动性施工。在长输管道的焊接施工中，工作地点会随工程的进度不断的发生变化，使得焊接质量难以保证。
（3）地形、地貌。长输管道在铺设施工过程中会遇到各种的地形、地貌，导致焊缝位置变化多端，会对焊接质量产生直接的影响。
（4）施工场地如果比较狭窄，也会使机械化的焊接工艺的适用性差，不能应用先进的焊接技术。
2 长输管道的焊接工艺
焊接的方式主要可以分为手工焊、半自动焊和自动焊三个大类，下面分别阐述：
2.1 手工电弧焊工艺
手工电弧焊工艺根据焊接的方向和使用不同的焊条，可以分为四种：低氢焊条上、下向焊、高纤维素焊条下向焊和组合焊。高纤维素焊条下向焊是我国最普遍和常用的焊接方法，它电流大、焊接速度快（根焊速度达20-50cm/min）、利于野外作业、合格率高，适用于钢级X60以下、口径大于254毫米、厚度在7-16毫米的钢管。低氢焊条下向焊采用低氢型焊条药皮，含氢量小于5mL/100g，相比高纤维焊条焊缝有很好的低温韧性和抗冷裂性，可以应用在低温环境中和H2S含量比较高的腐蚀环境。低氢焊条上向焊主要应用在小管径管道，它抗冷裂能力强，在接头尺寸不规则的情况下焊接仍能有良好的焊接效果。组合不同的焊接方式来完成一道焊接工序，通常能达到不错的效果，这样的组合焊接方式称为组合焊，如根焊用纤维素焊条下向焊，填充、盖帽用上向焊等。
2.2 半自动焊工艺
半自动焊工艺主要包括药芯焊丝自保护半自动焊接技术和CO2气体保护半自动焊接方式。其中第一种工艺能适用于各种位置的焊接，药芯在高温下分解出的大量气体能保护电弧和熔池，所以特别适合于室外有风条件下的作业。CO2气体保护半自动焊接方式成本比较低、焊接效率和质量较高，可应用于全位置单面焊双面成形的打底焊，但是缺点是现场需要有防风设施。
2.3 自动焊接工艺
自动焊的最大优势在于对坡口的设计上，即在保证接头性能和节省焊材的基础上对坡口进行了最优化的设计。主要介绍两种工艺：
2.3.1内焊机封底和外部自动焊机填充盖面
内焊机是我国针对西气东输工程从国外引进的根焊专机，在管口周围一般都有4-6个焊炬，对接之后可以同时进行焊接，大大提高了封底的速度，而且这样封底之后成型很规则。但是设备非常复杂，在施工焊接过程中出现故障的概率很大，这就需要有足够的配套装置和专业的维修保护人员。同时，内焊机适用的管径范围小（只能在沙漠、戈壁发挥性能），因此这种工艺的推广被限制。
2.3.2带内衬垫对口器外部管道自动焊
这种工艺中，单、双焊炬自动焊机都可以应用其中，这类工艺有很多优点：设备简单易操作、故障率低、适用范围广等。在很多管道的施工上得到了应用，特别是海洋管道。
3 长输管道的焊接质量的控制
焊接的质量应该从焊接人员、设备和检验仪器、材料、焊接环境、焊前和焊接检验检测、焊缝返修等多个方面进行控制。
3.1 施工人员的控制
任何的施工工程，人都是施工的主体。对施工进行质量的控制，首先要做好对施工人员的控制，焊接的质量控制也不例外。当前的长输管道的焊接工艺主要还是以手工为主，所以焊接人员的焊接水平和焊接技术就成为影响焊接质量的最重要的因素之一。所以必须对焊接人员进行岗前培训，掌握专业知识和专业技能，通过基本知识和操作技能考核并取得质量技术监督部门的焊工合格证之后，才能在有效期内持证上岗作业。焊接的检验是焊接质量控制的最后一关，也是非常重要的一关，因此对检验人员也要做好严格的岗前培训工作和技能培训，这样才能在质量检验中对焊接质量严格把关，保证施工质量。
3.2 设备和检验仪器的控制
要保证焊接管道用的各种工具的质量，如手弧焊机、氩弧焊机、自动焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置等，设备的性能指数和参数达到标准，这样才能保证设备的焊接能力和焊接质量。
温度湿度仪、电流表、电压表、风速仪、焊口检验尺等检验工具也要检定合格并保证其检验的能力，保证在焊接质量出现问题时能及时、准确的检验出来。
3.3 焊接环境的控制
焊接工作时周围的气候环境是影响焊接质量的一个重要因素。下面的几种自然环境下是不宜进行焊接的：有风天气（气体保护焊：风速大于2m/s；低氢型焊条电弧焊：风速大于5m/s；酸性焊条电弧焊，风速大于8m/s；药芯自保护焊丝半自动焊，风速大于8m/s）情况下不能焊接；雨雪天气；大气湿度达到90%以上；环境温度过低（低于焊接工艺规定的最低焊接温度）。
3.4 材料的控制
长输管道元件，如钢管、焊材、管件等材料，应该于有长输管道元件生产许可证的生产商处采购，管道元件的质量说明书等内容应该清晰、齐全，管道元件的质量要符合施工标准，这是保证焊接质量的重要环节。要坚决禁止不合格、伪劣的产品投入使用。
3.5 焊前和焊接检验检测
要确保管口表面质量、坡口的表面和角度、对口间隙、组对间隙、错边量、坡口尺寸的误差在合理的范围内，并确定是否符合工艺文件的规定。每次焊接完成后，焊工应先自行检测飞溅、熔渣等缺陷病并将之清除，然后交给检验员检验。检验员应该根据相关的检测标准进行检测，监督并检查焊接工艺的施工情况，一旦发现问题应该及时处理，或者向上进行反馈。
4 结束语
目前的长输管道焊接技术应用相当广泛，除了西气东输管道，还有中俄输油管道、西南成品油管道等都在实施过程中。长输管道焊接的施工现场情况复杂，焊缝数量较多，各种不可预期因素都在影响着焊接的质量，这都对管道焊接技术提出了更高的要求。我们只有不断地深入研究焊接技术，创新焊接方法，才能更好的保证长输管道的焊接质量，从而保证其经济利益和社会效益。
参考文献
[1] 李俊超. 关于长输管道焊接工艺研究分析[J].中国新技术新产品，2012（12）
关键词：长输管道；焊接过程；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
0 引言：油气田油气大多采用管道运输，这是一种既安全又经济的输送方式。为了提高运输量，常用办法就是提高输送压力、扩大管道的直径。并且管道的连接完全依靠焊接工艺来完成，因此在要求管材质量的同时，最为关键的就是对焊接质量的控制。
1长输管道的焊接工艺
1.1 传统的长输管道焊接技术工艺
在我国现阶段还明显存有许多传统的焊接技术，比如焊条、电弧焊和氩弧焊。这些方法在现代当下对石油和天然气的需要量增大的情况已经不能满足生产了，那么传统长输管道焊接是怎样的呢？
（1）我国长输管道焊接工艺在二十世纪七、八十年代都普遍传统主要以手工焊为主，一般是上向焊、下向纤维素焊条手工焊，由于这些方法为手工操作，因此效率低，耗时长，且焊接质量也受到了人工技能水平的制约。上向焊在当时抵抗恶劣环境的能力强；可实现大批量流水作业，效率高；采用多层焊接，焊接质量高。这一技术在很大程度上保证了管线焊接质量，但不足的是在焊接的中间过程需要换焊条，这个操作就会耽误时间；工艺上频繁起弧和熄弧，在起弧和熄弧点易产生未焊透、未熔合等缺陷；
（2）传统管道焊接工艺常以手工焊为主，焊接人员利用焊具和焊条对管道接口处进行焊接，这种方法效率极慢而且产生的缺陷较多，速度慢，耗费人力，而且精度和质量均达不到现代化焊接设备的要求，手工焊就不易在现代实用了。
（3）在我国二十世纪初期也使用了碳极电弧焊和气焊，同时代替了不少手工焊，电弧比较稳定，焊接质量进一步提高，使得手工的操作又上升了一个层次。但这种焊接工艺对焊接人员的焊接技术要去相对较高，焊接难度相对较大，所以操作不方便，效率也就不会提高。
（4）激光焊是为了管道在水下焊接的要求而创造的焊接工艺，这种激光焊能适应水下的水压和水流而使焊接顺利进行。但是在激光焊中要求焊件的装配精度较高，并且要求光束在两管道之间的位置不能有明显偏移，所以对控制系统的要求较高。而且激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。
1.2 传统长输管道焊接技术的弊端。
在传统焊接工艺上存在了许多弊端，已经不能满足当下对焊接技术的要求。其中有焊不透、未融合、带有气孔、夹渣等缺陷是常见的问题，此外有裂纹是最严重的缺陷。
1.2.1 管道焊接外部缺陷
外部缺陷可以用人们的肉眼看到管道之间有裂纹的痕迹或是管道缝之间没有融合没有焊透，管道之间有气孔和咬边等。
1.2.2 长输管道内部缺陷
内部缺陷用肉眼是看不出来的，必须得通过x射线或A型超声波来检测，包括内部含有气孔夹渣。是由于在焊接过程中氧化产生的气体来不及排出管体而残留在焊缝内部，所造成看不见的缺陷。
2. 施工人员的控制
人是决定焊接质量第一位的要素。从事压力管道受压元件焊接的焊工,经规定的基本知识和操作技能考试合格后,取得质量技术监督部门颁发的焊工合格证,且在有效期内方能进行相应项目的焊接工作。严禁无证从事焊接作业。施工企业必须与焊工签订劳动合同。
管工要对管口组对质量负责,确保管口表面质量,坡口尺寸,对口间隙,错边量控制在规定的范围内。SY-T4109-2006《石油天然气钢制管道无损检测》是等同采用API有关标准制定的,该标准第一次提出错边未焊透这一新的焊接缺陷概念,并将错边未焊透的长度单独进行焊缝质量评级,而且规定出现错边未焊透的X光底片不能评为Ⅰ级片。此外错边未焊透缺陷的返修是较为困难的。
另外,质检员要起到严格把关的作用。及时发现问题,及时给予纠正,及时反馈质量信息,防止不合格品发生。
焊接机组其他人员都必须围绕保证焊接质量这个中心,尽心、尽责、尽力做好本岗位工作。
3. 焊接设备和检验仪器工具
压力管道焊接所需的自动焊机、手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置等,应具备保证焊接质量的过程能力。
所有指示、测量、检验所使用的仪器、仪表,检验工具,如电流表、电压表、焊口检验尺、温湿度仪、风速仪、红外测温仪等等,都应通过周期检定合格,并在有效期内。
据我们的经验,焊机上电压表、电流表所指示的数值与焊点附近的真实数值是有一定的差距的,主要原因是焊接把线有一定的电阻而造成电压降。要比较准确地掌握焊接电流、电压值,我们的做法是用钳形电流表在焊点附近,对正在工作的焊接把线测量电流、电压数值。这样测量的数值是比较准确的。
4. 材料与焊材的控制
对构成长输管道的钢管、焊材、管件、法兰、阀门等压力管道元件,应采购取得压力管道元件制造许可证的厂家生产的产品,材料或焊材上的标记必须完整、清晰、牢固,质量证明书内容齐全、符合标准要求,质量证明书严禁用抄件,一般应为原件或复印后加盖有经销单位红色检验印章和经办人章的有效复印件,质量证明书上的品种、规格、批号等内容应与实物一致。
压力管道元件(含业主提供的材料)和辅助材料如阴极保护、防腐补口补伤材料等都应经检验合格,由材料质控责任工程师验证后,签署准用意见。我们将材料验证设置为“停点” ,旨在控制未经验证的压力管道元件,严禁紧急放行;经检验不合格的材料,严禁投入使用。
材料存放、保管、吊装、运输等应保证材料不受损伤。
焊材应有专设的库房存放,配备控制温度、湿度的设备和温、湿度测量仪器、仪表,保证存放条件满足工艺文件规定的要求。领用焊条应用焊条保温桶,当班用不完的焊条应回收,回收焊材应按规定经烘干后才能用于管道的焊接。
5. 焊接工艺文件的控制
焊接工艺评定、焊接施工措施方案或焊接作业指导书,是焊接施工必须严格遵守的“法律”文件。
在压力管道安装质保体系诸多控制点中,我们将焊接工艺评定设置为“停点”,不具备焊接工艺评定不得开焊。
焊接工艺评定的内容、数量要能覆盖长输管道线路、联头、返修、不同壁厚及爬坡管段等各种焊接工况。
焊接作业指导书依据焊接工艺评定来制定,焊接作业指导书中的焊接工艺参数应在焊接工艺评定规定的范围内。
焊接作业指导书应由焊接技术人员向焊接施工班组交底,交底的内容包括:焊接工艺参数,工艺流程,质量要求,检验方法,焊接环境要求,施工安全要求等。
6. 焊接环境控制
焊接环境直接影响焊接质量。当施焊环境出现下列任何一种情况,且无有效防护措施时,禁止施焊。
(1)雨雪天气;
(2)大气相对湿度大于90%;
(3)低氢型焊条电弧焊,风速大于5m/s;
(4)酸性焊条电弧焊,风速大于8m/s;
(5)自保护药芯焊丝半自动焊,风速大于8m/s;
(6)气体保护焊,风速大于2m/s;
(7)环境温度低于焊接工艺规程中规定的温度。
7. 焊前及焊接检验检测控制
焊前焊接质检员应检查焊缝坡口表面状况、坡口角度、钝边、组对间隙、错边量等数据应符合工艺文件规定。监督施焊的全过程, 检查焊接工艺的执行情况,发现问题及时处理或向有关人员反馈。每条焊缝焊完后,焊工应按要求将飞溅、熔渣及肉眼可见的缺陷等清除干净,自检合格后,按规定进行焊口标识并做好记录,交焊接质检员确认和专检。焊接质检员对焊工自检合格后的焊缝进行外观检查。需要无损检测的焊缝由焊接质检员根据规定的探伤比例、施焊外观质检情况和焊接作业指导书的规定进行无损检测委托,严禁焊前指定待探的焊口。
对焊接咬边应予重视。焊接咬边将造成应力集中,而成为疲劳裂纹源,使管道早期疲劳断裂失效。目视法测量咬边深度只能由检验者凭经验来进行,对于内咬边的深度,通过X射线透照的方法来进行测量。咬边深度的测定,存在一定的误差。钢制管道焊缝咬边,应尽可能进行补焊、修磨,使焊缝与母材圆滑过渡,消除咬边对焊接接头性能的不利影响。
8. 焊缝返修控制
焊缝同一部位允许的返修次数应严格执行标准规范和设计的规定。返修由焊接工艺人员对需返修的缺陷,分析产生原因并编制返修工艺, 返修工艺应经相关责任工程师审批。
焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。要求焊后热处理的管道焊缝,一般应在热处理前进行返修,如在热处理后返修,补焊后应做必要的热处理。
焊缝返修部位、返修次数、返修情况以及热处理报告应记入返修记录,并进入工程交工资料。
9. 结束语
长输管道焊接的现场情况复杂、施焊环境恶劣、焊缝数量较多,影响焊接质量的因素很多,只要对这些影响因素进行有效的控制,就能保证长输管道焊接质量满足标准规范和设计图纸的要求。我单位近十年来承建的长输管道工程,焊缝探伤一次合格率均在96%以上。
参考文献
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[3] 陈缨.油气田油气长输管道的焊接[J].科技创新导报.2008(30)
