TT自動焊工藝在某LNG接收站低溫管道焊接施工中的應用探討

王海君

摘 要：TIP TIG焊接工藝是基于一種獨特創新的動態送絲和熱絲全自動送絲TIG焊接系統（Dynamic Hot Wire TIG Automation），完全突破傳統的TIG焊接技術的局限，該技術于2008年獲得荷蘭烏斯勒斯國際焊接技術展覽會金獎，被評價為“焊接技術的重大技術革新”。由于其工藝技術性能的優越性和先進性，已得到國際焊接領域的迅速認可，在歐洲、美國已經成功應用在核電、航空航天、造船、海洋石油、壓力容器等許多領域。本文針對其在某LNG接收站低溫管道焊接施工過程中的應用開展探討。

關鍵詞：TIP TIG自動焊工藝；LNG接收站工藝；管道焊接

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A

一、LNG接收站低溫管道焊接施工概況

LNG低溫管道是可以在管道內承受-196℃的低溫介質的不銹鋼管道，材質為304/304L雙證不銹鋼，目前需要從國外進口，同時滿足304不銹鋼的機械性能和304L不銹鋼的抗腐蝕性能。

某LNG接收站的低溫管道總長度約15000m，焊接當量約72000DIN，主要用于LNG卸料系統、低壓LNG系統、返回氣系統、排盡系統、VENT系統、燃料氣系統、高壓外輸系統等，其焊接施工是接收站工程施工中重要的進度和質量控制點之一，TT焊接工藝在焊接施工過程中的應用，保證了接收站整體施工的進度和質量。

二、與其他焊接工藝和焊接技術進行比較，具有如下優越特性：

1.實現鎢極惰性氣體保護焊（GTAW or TIG）的全自動送絲功能

送絲穩定，送絲速度可調范圍大，適應焊接電流范圍大（5A到500A）；生產效率高，熔敷效率和脈沖MIG焊一樣，在一些狀態下，比脈沖MIG要快20%；對熔池完全控制之下的最高熔敷效率平均達到2.5kg/小時，最高可達到 4.5kg/小時。

2.高質量焊接

與MIG焊接一樣的熔敷效率，卻給出和TIG焊接一樣的高質量焊縫，焊縫的冶金性能和力學性能均表現優良。

3.成本節省

相比一般TIG焊和MIG焊，可大幅節省人工和材料成本。

4.低熱量輸入和最小的焊接沖淡

很小的熱影響區，低熱變形，焊縫表面成型好，不需要進行焊縫表面修復。特種鋼和合金材料中添加的許多微量元素成分在焊接時是不允許過量沖淡和揮耗的，否則，就會降低焊縫必須具有的與母材等同的金屬特性。這就要求焊接工藝的熱出入量盡可能地小，熱影響區也盡可能地小，對微量元素的沖淡、揮耗盡可能小。

5.實現優異的全位置焊接性能。

6.TT焊與常用幾種焊接方法對比見表1。

三、TT焊接工藝在LNG接收站工藝管道焊接施工中的應用

1.經過某LNG焊接人員的多次試驗，TT自動焊工藝-196℃低溫沖擊數值是手工焊的5～6倍，側向膨脹量數值是手工焊的7～8倍；力學性能數值特別突出，而且焊接效率是手工焊的2～3倍，隨著對此設備的熟悉，效率將進一步得以提高。

2.TT焊在某LNG工藝管道焊接實踐中充分體現出焊接工藝參數設置簡單穩定，焊接操控簡便，容易掌握等優勢。一般稍有基礎的焊工經過一周時間的培訓和練習，就可以比較熟練地進行焊接操作。

3.TT焊在某LNG工藝管道焊接中實現了最小6°坡口的窄間隙焊接，大幅度減少焊接填充量，提高焊接生產效率。

4.通過某LNG接收站工藝管道焊接的應用，充分證明了TT專利技術實現了焊絲對熔池的攪拌功能，有效地破壞了金屬熔池及熔滴表面張力、不但大幅度提高熔敷效率，改善金屬的熔敷性能，而且使熔池中產生和裹挾的氣體、雜質容易逃逸，從而保證焊縫具有優良的冶金性能和機械力學性能。

5.某LNG接收站工藝管道焊接應用TT焊接工藝共焊接100余道焊口，焊口規格設計多種不同規格類型，共計拍片700余張，合格率為99.71%。

6.TT焊焊接設備穩定可靠。某LNG接收站地處亞熱帶海洋性氣候區，常受南亞熱帶季候風侵襲，雨水較多，即使在如此惡劣的工況條件下，只要采取移動雨棚等簡單的防護措施，TT焊接設備就可以7×24可靠運行。

7.TT自動焊機約50萬元，預測工作效率相當于手工氬弧的3倍，相當于3個焊工的工作量，按照目前國內焊工的成本核算，一年可節約2×7.5萬=15萬。

8.培訓一個合格的手工焊工需要2～3年時間，培訓成本約15萬/人，培訓一個合格的自動焊操作工需要兩個月時間，培訓成本約3萬/人，培訓成本節約3×15-3=42萬/人。

9.焊接過程中無飛濺、煙塵等雜志，大大改善了人員操作環境。

結論

某LNG接收站對于TT自動焊接工藝的應用是國內第一次將其應用于LNG接收站低溫管道的焊接施工，合格率高達99.71%，既保證了進度和質量，又節省了施工成本，為LNG低溫管道焊接提供了寶貴的實踐經驗。

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