摘 要:下向焊接技術作為一種高效焊接工藝,符合長距離大管徑金屬管道的焊接需要,為長距離輸送管道的建設做出了突出貢獻,現已發展成為一門比較成熟的工藝。目前天然氣管道焊接采用的焊接工藝主要是下向焊接,這一工藝可顯著提升焊接質量與焊接速度,保證天然氣管道的工程質量,受到了業主和施工監督部門的一致好評,取得了良好的經濟和社會效益。文章將具體介紹該工藝的操作技術及特點和缺陷,然后探討下向焊接工藝在天然氣管道中的應用及注意問題,最后綜述彌補缺陷的方法。
關鍵詞:下向焊接;天然氣管道;應用
下向焊接工藝容易掌握,與上向焊接工藝相比操作難度較小,它適合長輸野外管道的大規模應用,未來將會有廣闊的發展前景.城市天然氣管道特點主要是作業點多、操作線路長、操作點移動頻繁、焊接設備性能要求高、焊接質量高,下向焊的優點突出,適合城市的天然氣管道建設。它的焊縫缺陷少,焊縫成形美觀,而且焊縫寬度小于上向焊接,焊接應力大,質量有保障。下面將綜述焊接工藝的相關內容,并具體討論下向焊接工藝在天然氣管道中的應用、注意問題和工藝施工要求,完善下向施工工藝。
1 下向焊接工藝的特點、質量控制要點和缺陷的防治
1.1 下向焊接工藝的優點
與上向焊接工藝和立焊以及管道全位置焊接相比,下向焊接工藝是自上而下焊接的一種焊接工藝,焊接設備采用手工電弧焊,焊接的主要優點:
1.1.1 工藝參數采用小縫隙、大鈍邊,焊接縫隙比上向焊接工藝小,焊接質量高,焊接應力大,焊接速度高,生產效率高,可以獲取相對更高的經濟效益和社會效益。
1.1.2 該工藝采用向下焊接專用焊條,它由獨特藥皮配方制成,優點是電弧吹力大,燃燒穩定,焊接時飛濺小,焊條融化速度快,熔敷效率高,能夠保護電弧和熔池。
1.1.3 焊接填充時,用相同長度的焊條焊接時,上向焊接的焊縫熔敷率地,焊接長度短于下向焊接,而且下向焊接的焊接速度高于上向焊接。
1.1.4 下向焊接的操作難度較小,焊道厚度一般為2毫米,焊縫缺陷小,能夠保證施工質量。
1.1.5 下向焊的焊條一般選擇纖維素焊條,纖維素焊條焊接后產生的渣少,連續焊可制成良好的單面焊雙面成形焊縫。
1.1.6 下向焊的抗風能力強,更適合野外長輸管道施工。
1.1.7 下向焊焊接電流小于上向焊,焊接焊接速度快,焊接質量好。
1.2 下向焊接工藝的類型
下向焊經過長期的發展,主要形成了復合型下向焊、混合型手工下向焊兩種典型工藝類型,下面將展開介紹這兩種下向焊接以及各自的控制要點。
1.2.1 復合型下向焊
復合型下向焊是指對根層、熱焊層、填充曾和蓋面層分別采用不同焊接方式的焊接工藝,對于根層和熱焊層,主要采用下向焊,對于填充曾和蓋面層,主要是采用上向焊,該類型主要應用于壁度較厚的管道,前面已經講過,下向焊接技術主要運用于壁厚較大管道,如果焊接層數太多,下向焊的焊接速度快,所以綜合兩者采用復合型焊接方式來互相取長補短,以最大限度發揮它們各自的優勢。
1.2.2 混合型下向焊接
焊接焊條主要選用纖維素焊條,低氫型焊條與纖維素焊條相比,前者所形成的焊條的含氫與含氧量均低,相同條件下,它的焊接韌性好,但是速度慢。混合型下向焊接綜合了兩者的優點,又彌補了兩者的不足,應用前景廣闊。
2 下向焊接工藝在天然氣管道應用中的注意問題
下向焊接工藝適用于低合金高強度鋼類管道,該工藝在長輸野外管道建設中已占據突出地位,在城市的天然氣管道中的應用比例相當大,在此,詳細分析該工藝在天然氣管道建設中應該注意的問題,在以后的發展過程中要盡力避免,促使該工藝更加完善,使得城市天然氣管道建設更加安全可靠,以期獲得良好評價和可觀效益。
2.1 選擇合理焊條和焊機
纖維素型工藝焊條在多次工藝性實驗中性能顯著,纖維素型焊條中含有大量的有機物造氣劑,在焊接是過程中會分解出大量的一氧化碳和二氧化碳,有效保護了電弧和熔池,少量熔渣會殘留覆蓋在熔池表面,保護焊縫金屬。而且電弧吹力大,熔渣少,有簡答熔透能力,被廣泛應用于環境較差的野外作業。焊機一般選用IGBT逆變式ZX7系列直流逆變下向焊接專用焊機,它有一系列的獨特功能:熱起弧、焊條防沾、電弧推力調節等,能夠有效協助完成環境較差的野外施工作業。
2.2 依據合理的焊接順序操作
管道下向焊接宜采用流水作業,焊接小直徑與大直徑的工作人員的數量與格子分工是有差別的。焊接小直徑時,一般安排兩名焊接工,自上而下開焊;較大直徑時,一名焊工自頂部開焊,另一名在指定位置處開焊,當直徑大于700時,安排三名焊工同時開焊,節省根部焊接時間,保持焊接層間溫度。
2.3 嚴格參照焊接操作順序和工藝參數
在焊接前應先進行焊接工藝評定,通過測試和試驗確定焊接工藝參數,這是非常重要的一步。得出纖維素型焊條和低氫型焊條的焊接參數,并嚴格執行。根焊、填充焊、蓋面焊各自的層內焊道數、焊條直徑、焊接電流、焊層厚度、焊接速度等要經過試驗和測試準確得出來,只有落實好了這些詳細細節才能保證焊接質量。
2.4 焊前預熱
對焊接區域進行預熱是保證整個施工過程安全的非常重要的一步,焊接區域經過預熱后,打底焊不會粘條,焊接電流穩定,焊接坡口融合較好。根據所選材料和評定工藝來確定是否需要預熱,并在預熱過程中對溫度進行測量控制。
3 結束語
下向焊接工藝適合長輸野外管道施工,有廣闊發展前景。該工藝容易掌握,適宜在天然氣長輸管道中應用,并且我國推行了許多鼓勵使用天然氣的政策,有利于推動提升下向焊接技術在天然氣應用領域的運用水平,從而獲得最可觀的經濟效益和社會效益。同時,要堅持改進下向焊接工藝在天然氣應用中的缺陷,做好野外惡劣環境的防風措施,對工作人員做好上崗前的技術培訓,以保障焊接的主觀力量到位。避免缺陷,抓住質量控制的要點,保證施工工程的質量。
參考文獻
[1]李憲政.管道下向焊接技術以及焊機特點[J].化工施工技術,2002(4).
[2]張大剛.下向焊接技術在城市燃氣管網施工中的應用[C].第十一次全國焊接會議論文集,2005.
[3]馬占超,劉先瓊.管道下向焊接技術在城市天然氣管網中的運用[C].湖北省暨武漢焊接學會成立二十五周年2005焊接學術年會文集,2005.
作者簡介:侯俊(1978,10-),男,遼寧鐵嶺人,助理工程師,畢業于河北石油職業技術學院,本科,主要從事天然氣管道維搶修。