刘鑫
中国石油管道局工程有限公司第六工程公司 天津市 300280
摘要：长输油气管道的各种焊接方法及应用对于保证管道运输油气的质量和效率具有巨大功劳。近年来,我国在长输管道焊接.上的方法、应用水平不断提高，应用了不少成熟的工艺技术,本文对这些施工工艺进行了简单的分析。
关键词：长输管道焊接工艺手工电弧焊半自动下向焊自动焊
引言
长输管道焊接的技术方法及应用相对复杂，存在很多的技术要求和施工条件要求。在焊接的施工中还要根据管材的材质和管材的规格选用合适的焊接方法。要保证焊接后的长输管道质量好、再现性能好,就一-定要保证焊接施工工艺到位和在施工过程中应用正确。
一、长输管道现场施工条件对焊接要求
1.流动性施工对焊接质量的影响。长输管道施工中的作业点随施工进度而不断的发生变化，所以对保证焊接质量相对增加了难度。
2.长输管道现场施工地形、地貌对焊接质量有影响。长输管道都会遇到多种地形地貌,其差异导致接管焊縫位置多样化，接口组对条件较差、焊缝间隙不易控制，强制组对会产生较大约東应力等都对焊接质量有直接影响，所以要因地制宜,选择不同的焊接方法来满足工程需要。
3.气候环境对焊接质量影响。风、雨、温度,湿度等自然环境也对焊接质量产生一定影响。
4.全位置焊接工况条件较多,施工场地狭窄，妨碍焊接操作的障碍物较多.往往给施焊带来不便。
5.机械化的焊接方法在现场适用性较差，先进的焊接技术在现场应用的限制因素较多。
二、手工电弧焊工艺
根据焊接方向和采用的焊条不同，管道手工电弧焊接主要分为高纤维素焊条下向焊、低氢焊条下向焊、低氢焊条上向焊、组合焊接四种方法。
1.高纤维素焊条下向焊
纤维素下向焊接是目前国内长输管道普遍采用的一种焊接工艺方法，适宜于钢级在X60以下,直径大于254 mm.厚壁为7~16 mm钢管的焊接。优点是大电流,高焊速,根焊速度可达20-50cm/min,焊接效率高。缺点是纤维素焊条的溶解氢含量高达30~40 mL/100 g.焊缝的低温韧性和抗裂性不如低氢焊条。若焊接高强度钢管并且在寒冷地区进行焊接作业，要采取必要的焊前预热和层间加热措施，以防止产生焊接裂纹。
2.低氢焊条下向焊
低氢焊条^下向焊采用低氢型焊条药皮，焊缝熔合金属含氢量低,小于5mL/100g,焊缝具有优良的低温韧性和抗断裂性能，主要应用于硫化氢腐蚀较严重的管道或在寒冷环境中运行的管道上。此方法焊接速度与纤维素焊条速度相当,缺点是焊接速度明显低于纤维素焊条,对根焊时的焊口组对和坡口尺寸要求高，容易出现未焊透、未融合和内咬边等根部缺陷。因此,这种焊接方法在长输油气管道中一般不单独采用。
3.低氢焊条上向焊
低氢焊条上向焊主要应用于小口径管道的焊接，具有优良的抗冷裂性能，以及在接头尺寸不规格出现大错边情况下仍具有良好的X射线合格率，主要应用于工艺厂站内的一些重要管件和接头上。该方法的焊接效率低于高纤维索焊条下向焊和低氢焊条下向焊。
4.组合焊
采用不同的焊接方法來共同完成一道环焊缝，以获得最佳焊接效果,称作组合焊,主要有三种形式。
一是根焊和热焊采用纤维素焊条下向焊,填充、盖帽采用上向焊。
在壁厚为7~16mm管子的焊接中,下向焊最具有竞争力。当管壁太厚时,焊接层数也相应增加,焊接燃弧时间因素对整个焊接时间的影响降低了,其高效性优点也就丧失了。因此,对于壁厚超过16mm的管道，常采用下向焊和上向焊两种方法的组合焊接方式。
二是根焊采用上向焊,填充和盖帽采用下向焊。对于根焊,下向焊要求的坡口精度要高于上向焊。在一些连头对死口焊接中,推荐使用上向焊打底根焊,下向焊填充、蓋帽。
三是纤维索煤条下向根焊、热焊，其余焊道采用低氢下向焊。纤维素的根焊速度快,对于组对质量要求低,非常适宜机械化流水线焊接作业,填充、盖面采用低氢下向焊,不但速度快,层间清渣容易,盖面成型美观，而且焊縫具有优良的低温韧性和抗裂性能,尤其适用于钢级在X56以上的输气管道。
三、半自动下向焊工艺
1.药芯焊丝自保护半自动下向焊药芯焊丝自保护半自动焊特别适用于户外有风场合，靠药芯高温分解释放出的大量气体对电弧和熔池进行保护，同时有少量熔渣对熔池和凝固焊缝金属进行保护的一种高效优质焊接方法。药芯焊丝的连续作业方式可减少焊接接头数目,提高焊缝质量和劳动生产率,药芯焊丝工艺性能优良、电弧稳定、成形美观,适合全位置管道焊接,通过选择一定牌号的药芯焊丝含有的合适过渡元素,力学冲击韧性可得到极大提高。适宜野外作业,但该方法在打底焊时,焊根较易出现未熔合的缺陷,为此要严格.按工艺规范参数施焊。
2.CO2活性气体保护半自动下向烊
CO2气体保护焊是一种廉价、高效、优质的焊接方法。传统短路过渡CO2焊不能从根本上解决焊接飞溅大、控制熔深与成形的矛盾。在逆变焊机高速可控性基础上,采用波形控制技术的STT(Surface Tension Transfer)型CO2半自动焊机,熔滴过渡由液体表面张力完成,电流电压波形可控。
可用于全位置单面焊双面成形的打底焊，但现场焊接需要.防风措施。STT型CO2半自动焊以其优异的性能拓宽了CO2半自动焊在长输管道施工中的应用领域。中国石油天然气管道局曾在苏丹Muglad石油开发项目中首次使用了STT型C02半自动下向焊技术进行管道打底焊接，在陕京管线复线京- -石管线工程中也使用了STT型CO2半自动下向焊法。STT型C02半自动焊与药芯焊丝自保护半自动焊是目前国内常用半自动下向焊方法。
四、自动焊的工艺
自动焊的焊接工艺最大的突破是在坡口的设计上。生产商根据自动焊机自身的特点，在确保接头性能和节省焊材这两大原则的情况下对管材的坡口进行了最好的设计。
1.对口器上的内焊机封底与外部的自动焊机填充盖面结合的工艺
内焊机上一般都装有在管口周围均匀分布的4-6个焊炬,在无间隙对口之后,每个焊炬可同时进行焊接,封底速度大大提升了,且具备内焊道成型较美观的优点。但是缺点是设备结构复杂、施工过程中施工设备故障较多,不仅需要配备充足的设备备件和高专业水平的维修技术人员，而且为了保证管道作业的连.续性、避免因内焊出现故障而导致整个机组停止施工,往往需要.内焊机有一个或两个备用设备。备用焊机是最好的方案,但是焊机价格成本较高。
2.带内衬垫对口器外部管道自动焊工艺
这种工艺的根焊、填充盖面采用的是单焊炬或者是效率较高的双焊炬自动焊机都可以,这种工艺的有点表现在以下方面:设备简单、易于操作.较低故障效率高,设备成本较低、适用的管径范围广泛等优点。在国外该工艺已在很多管道上得到应用，最为广泛的是海洋管逍上应用。
结束语
目前长输管道焊接方法相当广阚，国内除了西气东输的大工程,像中俄输油管道、西部成品油管道，西南成品油管道都在运行和发展，这些大工程对于管道焊接技术要求提出更高的要求，我们有理由对于长输管道的焊接方法的美好前景进行自豪的展望，也相信新的更好的焊接技术会应运而生,给管道施工提供强有力的技术支持，更好的加快长输管道焊接生产朝着高效率、高质量高速度低成本的方向发展。
参考文献
[川]李胃.天然气长输管道常用焊接方法对比分析[].油气田地面工程.2010(10)
[2]廖庆喜,王发选，管遒焊接质量控制方案[].油气田地面工程.2007(04)