浅议天然气管线对接接头的焊接技术

王维鼎

（大庆油田水务工程技术有限公司，黑龙江 大庆163451）

截止2006年，世界油气管道的总长度已超过2.7×106km，并在以每年大约3%的速度增加。与此同时，我国随着国家重点工程“西气东输”项目的实施，天然气管道的建设已经进入蓬勃发展时期。随着天然气管道施工技术的不断提升，天然气管线的建设和运行对焊接质量、焊接效率和焊接技术水平都提出了更高的要求。由于天然气管线输送的介质属于易燃、易爆以及有毒且有腐蚀性，如果管线有质量问题，将会导致火灾爆炸等事故，给国家和人民带来巨大的生命和财产的损失。所以为了保证工程质量、工程安全和经济效益我们必须确保天然气管线材质以及焊接技术的可靠性。天然气管线对接接头的焊接作为天然气工程中重要的步骤，其技术必须有最为严格的要求。必须掌握以下技术。

1 焊接工艺的技术

1.1 定位／组对技术

天然气管线接头的组对定位焊作为焊接质量的重要保证、促使管接头背面成形良好的关键步骤。为了不造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷，必须保证坡口形式、组对间隙、钝边大小合适，组对间隙须均匀，定位时应保证接管的同心度，错边量应<1．5mm。若焊接定位板，应在焊管板角焊缝的同一方向。

1.2 施焊工艺技术

打底焊层的焊接采用单面焊双面成形的操作方法来完成。施焊时，应遵守“中间起弧、右侧息弧”的原则，即：焊条在坡口间隙中心起弧后，迅速横摆至坡口左侧，再摆回坡口的右侧，向上息弧。每完成这一操作过程，间隔的时间大约为1．5S。焊接过程中，以转动管件方式将焊接位置调整到最佳焊接操作状态。施焊时，应使坡口两侧边缘得到充分的熔合。定位焊时的定位方法以及定位板的取下与转动管相同。整个焊接过程为断弧击穿，单面焊双面成形。打底层、填充层、盖面层的焊条角度基本相同，只是电弧长度以及运条方式有所不同，熔池的形状主要由电弧的长短及运条形式来控制。管道的焊接可以分成两个半周来完成，起弧、收弧处均应选在管子的半轴中心的前面。

1.3 打底层技术

打底焊是管件焊接接头质量的关键，其操作难度也不简单。必须注意运条的角度、运条方法和运条速度的均匀性，应注意熔接时接头的方法，才能避免焊接缺陷的产生。焊接时根据坡口角度的大小适当的调整电流的大小。坡口角度大时散热的面积较小，电流就需要适当调小一些，否则容易造成塌陷和反面咬边等焊接缺陷。施焊时，先以长弧将起焊点进行预热，当坡口内出现类似汗珠状的铁水时，迅速压低电弧，先从右侧横摆到左侧，再从左侧迅速摆到右侧，向下灭弧，形成第一个熔池座。再起弧时，为避免在管壁背面产生凹陷，要使电弧对准坡口内角，将焊条尽量往上顶，使电弧完全作用于管壁内。施焊操作应为左右交替断弧焊，先在左侧起弧，当左侧坡口熔合后，立即在左侧向上灭弧，然后，再在右侧起弧，当右侧坡口熔合后，应保持熔孔的大小基本一致(坡口两边各熔化2mm左右)，焊条的倾角与立焊时相似(向下倾斜80度-85度)。换焊条接头时，速度要快，先把电弧拉长，迅速压低电弧进行焊接。当焊条摆到坡口中心时，再将电弧有意识的往里压，并停留2s左右，然后恢复正常的断弧焊接，这样做可以有效的避免管接头内焊缝出现凹坑或接头不良等缺陷。封口接头时特别要注意：要将环缝的起焊处磨成斜坡状，要避免在距封口接头处再出现另外一个接头。由于焊缝的接头处容易产生气孔和夹渣，一般在熔池收弧的后面10mm处引弧，然后拉长电弧预热片刻，运条至接头处，适当增大焊条的角度并压短电弧形成熔池进行正常的焊接。收弧前应增大焊接速度和减小焊条的角度。

1.4 填充焊技术

填充焊时即要保证打底焊不被烧穿，又要保证有一定的熔深，一般弧长控制在2mm～3mm，焊速须保持均匀，以便良好的熔合坡口的两侧。焊条角度与打底焊时相同，热填充焊时应适当减小焊条的角度并做直线往复运条，防止烧穿，层与层间隔时间一般不超过3min，最后一次填充焊时，立焊段应与母材齐平。施焊前，先将打底层焊渣清理干净，施焊时以两侧稍慢，中间稍快的原则进行运条摆动，这种方法能使填充层的焊道平坦，坡口两侧不出现深沟(夹角)，防止层间夹渣等缺陷。施焊电弧要短，焊条摆动要均匀，以提高熔池的温度，并使前一层焊道上的残渣、气孔有重新熔化的机会，以避免夹渣、气孔等缺陷的产生。为有利于表层的焊接，须使填充层焊道的上表面低于管子表面0．5 mm～1．5 mm，并保留坡口轮廓。

1.5 盖面焊的操作方法

为了填充和美观焊缝外形，必须在其表面施焊，因此盖面焊的作为也尤为重要。一般选用直线或直线往复方式的运条方法，为了减小焊条的角度，须适当提高电弧电压，使熔滴呈喷射状过渡。盖面焊时焊缝接头容易产生气孔，应在收弧熔池前方10mm左右处重新引弧，然后拉长电弧到接头处预热1s～2s，压低电弧做轻微摆动形成熔池进行焊接。施焊操作与填充层的操作基本相同。焊条的摆动要均匀、焊缝成形才能更加美观，盖面焊道两侧应超过坡口边缘2mm，焊缝余高为2mm左右。

1.6 封底层的焊接技术

为了能使管内焊缝宽窄高低一致、成形美观、圆滑过渡，因此须将管内焊道重新熔化，进行封底焊，这样还可以清除管内焊道上的凹痕、焊瘤、缩孔等缺陷。

2 施焊注意事项

为了保证管子内部成形质量，打底焊时熔孔的大小必须得到控制，过大易造成焊瘤；过小易形成未焊透等缺陷，熔孔的直径大小也就是组对间隙+3mm为宜。打底焊时，息弧时的焊条位置绝不允许选在坡口中心的间隙处，应选择在坡口的任意一侧，这样才能避免根部出现缩孔。为使表面圆滑过渡、成形美观，应选用适当的焊接速度(填充层高的地方，焊接速度稍快，填充层低的地方，焊接速度应稍慢一些)。管线焊接完后，按规定进行X光探伤检验、压力试验、焊口防腐处理等系列检验。

3 焊接质量控制

3.1 审核

为了保证工程的质量与安全，施工前应进行一些列的审核，施工单位应依据设计图纸以及有关的施工规范及现行的标准，制订出最为安全、最为有效的天然气管线施工操作方案。

3.2 焊接检验

通过焊前检查，过程检查，焊后检验，焊接记录检查，施工单位应提供合格的焊接工艺评定，以满足实际现场的安装需要。

4 总结

为了迎合国家“西气东输”重点工程的建设，天然气管道施工技术必须加强，随之而来的应加强焊接技术。天然气管线对接接头的焊接作为其中最为重要的环节必须做到技术过硬，须掌握定位／组队、施焊工艺、打底层、填充焊、盖面焊、封底层这一些列的技术与方法；以做到保证工程质量、工程安全，最终给国家财产和人民的生命和财产做出重大保障。

[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)

[2]徐英浩.焊接技术在管道施工中的应用[J].民营科技，2008(4)

[3]王普生.天然气管线对接接头的焊接[J].大型铸锻件，2009（6）