下向焊接技術在天然氣管道中的應用

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

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[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。