天然氣管道施工焊接技術的探討

唐家旭（中石化勝利油建工程有限公司； 山東 東營 257000）

天然氣管道施工焊接技術的探討

唐家旭（中石化勝利油建工程有限公司； 山東 東營 257000）

眾所周知，天然氣管道的焊接關系到安全問題，一旦焊接工作沒有做好，或者是技術不到位，那么必然會導致氣體泄漏，在造成資源浪費的同時還會帶來巨大的安全隱患。所以說，天然氣管道的施工焊接至關重要，為此，必須提高焊接技術，合理的選擇焊接技術與工藝。

天然氣管道施工；焊接技術；探討

0　引言

管道施工焊接技術在天然氣管道施工中必不可少，為確保管道運輸過程中的安全性，文章針對天然氣施工中的焊接技術進行了探討，將手工焊、半自動焊以及自動焊接技術分別進行了分析和介紹。

1　手工焊

手工焊是我國使用比較普遍的一種焊接工藝，它與傳統的焊接工藝相比具有焊接縫隙小，鈍邊大，小破口角度的優點，焊接的速度也相對較快，焊接出來的產品質量有所保障，并且能夠在自然環境中使用，可以抵御強風的襲擊，因此受到了業內人士的廣泛歡迎和關注。

1.1纖維素下向焊

這種焊接技術的優勢具體表現為能夠在很多領域適用，尤其是混合焊接工藝的根焊中，具有非常強大的蓉透能力，對于金屬縫隙填充效果良好，在進行管材焊接的時候，對口間隙的要求也不高，焊接之后的背面成形效果非常好，氣孔少，敏感性低，在焊接中高質量焊接幾率高。是目前國內外都非常推崇的焊接技術種類。現階段，X70之下的薄壁大口徑管道焊接中最為適用，但是這種技術也并非沒有缺點，其缺點就是焊條熔敷金屬擴散的氫含量較高，在焊接的過程中，需要特別注意預熱溫度以及層溫之間溫度的掌控，這樣才能夠有效保障冷裂縫的出現。

1.2低氫下向焊

進行低氫下向焊的時候，最為突出的優勢就是工藝在抗冷裂縫以及沖擊韌性方面與纖維素向下焊相比，在焊條方面以及焊接縫方面的質量非常好，這種方法比較適合在焊接縫較重的部件上，然而其方法的缺點也是有的，那就就是工藝溶化速度過慢，人們對于它的控制難度比較大，適用性不是很強，基本只能在填充蓋面的焊接中。

2　半自動焊

我國20世紀中后葉就從美國引入了自保護的半自動化焊接工藝及其設備，然后又陸續在其他國家，如蘇丹、突尼斯等國家中進行實踐，半自動焊是目前天然氣管道施工中最關鍵的焊接方法之一。那么半自動焊與手工下向焊相比來說，具有勞動強度小，成本低、效率高、質量好的優點，同時這種焊接工藝也非常容易掌握，但是，缺點就是在根焊中使用的時候，對于焊接縫的質量不能夠有效保障，所以說只能夠在管道填充以及蓋面焊接中使用，現階段，我國天然氣管道焊接中的半自動焊接主要有以下幾種：

2.1CO2活性氣體保護焊

CO2也就是人們常說的二氧化碳氣體，二氧化碳活性氣體保護焊是一種造價不高、但是效果明顯、焊接質量比較高的技術。但是二氧化碳氣體焊接是無法控制焊接過程中飛濺大、控制溶深以及成形的問題，現階段自動焊的根焊基本所采用的STT的半自動焊，是通過精確的基值以及峰值電流和電壓控制，這樣就使得熔滴過渡問題以及大口徑管道根部焊接單面焊接成雙面的問題，并且還能夠在全位置的單面焊接雙面成型的打底焊中，STT型CO2半自動下向焊技術工藝電弧燃燒穩定、飛濺極少、根焊焊道成型好、焊縫接頭少、焊絲熔敷率高（可達95%以上）、焊縫含氫量低、低溫沖擊韌性好、焊接速度快。但此工藝施焊風速不能大于2m/s，現場焊接需要有防風措施。

2.2自保護藥芯焊絲半自動焊

我國在20世紀開始進行自保護藥芯的焊接絲半自動焊，這種技術需要在管狀焊絲內部進行焊接藥物填充，而不必使用氣體進行填充，使用管狀焊絲中的含金元素以及焊接藥品就可實現焊接，在我國的冶金行業中，能夠實現對熔池的保護，同時還可將熔池中氮對其的破壞，這樣的焊接效果更加好。自保護藥芯焊絲半自動焊接工藝具有優勢非常明顯，具體表現為工藝良好，電弧非常穩定，熔敷的效果高而且成形良好，具有非常優良的適應性，并且成本相對較低，另外，焊接效果好，進行焊接施工的工人比較容易掌握，這種方法也具有一些缺陷，所以這種方法只能夠在填充和蓋面中使用。

3　自動焊

所謂自動焊，就是指人們借助一定的機械來實現自動化操作的焊接方式。管道自動化焊接技術的優勢可想而知，其工作效率以及工作質量必然比人工焊接高出很多，并且在焊接過程中受外部因素影響較小，這種焊接技術在口徑大，管壁厚的焊接中非常適用。其缺點就是費用高，維修以及養護都相對困難，由于這些問題的存在，導致自動焊技術的使用范圍有了一定的局限性，目前我國的自動焊接技術有所發展，常用的技術主要有以下幾種：

3.1實芯焊絲氣體保護自動焊接

實芯焊絲氣體保護自動焊是熔化氣體保護焊的一種，其焊接工藝對焊工要求較低，在國外廣泛應用于大口徑、大壁厚的管道焊接領域。但實芯焊絲氣體保護自動焊接技術在野外作業時，要有防風棚，且由于管道環縫為全位置焊接，對焊接裝備及控制系統要求較高。

3.2藥芯焊絲自動焊接

藥芯焊絲自動焊接又有兩種，分別為藥芯焊絲自保焊以及藥芯焊絲氣保焊。這種技術的關鍵部分就在于藥芯，藥芯的材料基本由礦物質、鈦合金以及透氣劑等成份構成，這種技術的工作原理實際上與氣體保護焊有很多相同之處，兩者相比較來說，前者的熔敷速度比較快，并且成本低，焊接韌性相對較高，同時具有良好的適應性。

3.3電阻閃光對焊

這種焊接技術基本是在低電壓以及強電流交流電的作用下進行，兩個管端會在短時間內達到較高的溫度，這個時候金屬會被蒸發掉，采用外加項鍛壓使融化的兩端焊接起來，這種技術優勢就是工藝高，效果好，接頭質量也很高，并且成本低，能夠在很多地方使用。由于各種原因，閃光對焊的推廣和應用受到很大的限制，還未在天然氣管道施工焊接中普及。

總而言之，我國電焊行業的發展歷史已經非常久遠，在這個漫長的演變過程中，我國的電焊技術不斷完善，其工藝越來越精湛，并且成本普遍降低，效果也越來越好，從上述三種焊接技術的分析來看，每一種技術都有優勢也存在缺點，合理運用才是關鍵。

4　結語

現階段我國所使用的焊接技術，基本就是文章所介紹的幾種，這些技術各有各的優勢，同時也都存在一定的局限性，這就要求施工人員要從天然氣管道工程的實際情況出發，選擇適當的焊接技術，并嚴格的按照施工工藝和流程進行，這樣才能夠確保管道焊接的效果。

［1］張登琿.略談城市天然氣管道的設計［J］.科技資訊，2012，（14）.

［2］呂忠良.居民小區室外天然氣管道設計的探討［J］.科技致富向導，2011，（06）.

［3］趙之華，張燁.天然氣管道陽極地床設計及施工中的注意事項［J］.科技資訊，2013，（08）.

［4］楊祖佩，高愛茹.我國天然氣管道的現狀與發展［J］.城市燃氣，2002，（12）.