长输管道焊接技术
一、长输管道焊接技术发展概论
世界上石油、天然气开采的迅猛发展，导致了长管道技术快速发展。经济发达国家正加速发展管道输送，特别是石油产品及油、气管道输送。20世纪70、80年代发展长输管道形成高潮。在经济发展的进程中，像其他发达国家一样，我国管道工业近10年也处于快速发展时期，能源结构以煤为主逐步转向以石油天然气为主，这就促进了快速发展长输管道。西气东输天然气管道是我国输量最大（年输量1203108m3）、距离最长（3900km）、和管壁最大的一条国家级乃至世界级的天然气管道，在我国管道工业的发展史上具有划时代意义。也标志着我国长输管道设计制管施工控制与运行等方面提高到了一个新水平，为今后进一步发展成品油长输管道、天然气管道长输打好基础。
高压输送和高密度输送技术是当今国际大流量输气管道技术的发展趋势，可为大型天然气管道项目带来可观的效益，并将对管道设计和钢管制造、管道施工、管道运行等产生巨大影响。
输气管道能耗大于输油管道的能耗，仅以西气东输管道为例，输送压力p＝10MPa，输送线长度4000km，将天然气输送到终点，已有1/10的能耗在沿途消耗掉了，可见高压输送和高密度输送的重要性和必要性。这就要求发展高强度、高韧性的管线钢。提高输送压力，适当减薄管壁厚度，可以大大减少一次性投资和运行费用。
1. 管材钢级现状与发展趋势
从欧洲钢管公司的供货统计，可以看出近10年来输油管道所用管材以X65钢为多，X60钢次之，X70钢正在逐步增加。不论是欧洲还是北美，目前X80钢处于试用阶段，还没有大范围在管道上使用的记录，见表1。
总计数量33道，用钢量261482t，（管径φ508～1524mm）
（1）国外高钢级管线钢技术的发展
1985年，德国Mannesmann钢管公司研制X80管线钢及直线焊管成功，并铺设了2.4km试验管道。
1993年德国用GRS550钢材（X80）铺设了鲁尔天然气管道，其管1220mm，壁厚18.3mm和19.4mm，全长250km，输送压力10MPa，至今运行正常。
1996年Stalco和Wellend也研制成功X80管线钢和螺旋缝焊管，至1997年加拿大NOVA公司已用X80管线钢铺设了205km管道，大部分用螺旋缝焊管。
加拿大IPSCO公司现在可生产各种规格尺寸的X80钢管，还成功地进行了
X90、X100钢管的试生产，其最终目标是要生产各种尺寸的X100钢管。
（2）管线钢钢级的发展史
美国石油学会（API）于1926年发布API 5L标准，最初只包括A25、A、B 三种钢级，最小屈服值分别为172MPa、207MPa、215MPa。
1947年发布API 5L X标准，增加了X42(σs＝289MPa)、X46(σs＝317MPa)、X52(σs＝358MPa)，σs均为最小屈服值。
1966年开始，先后发布了X56(σs＝386MPa)、X60(σs＝413MPa)、X65(σs ＝448MPa)、X70(σs＝482MPa)。
1972年API发布U80(σs＝551MPa)、U100(σs＝691MPa)，以后又将U80
改成X80，U100改成X100。
粗略统计，全世界2000年之前，X70用量在40％左右，X65、X60均在30％左右，小口径成品油管线也有相当数量用X52钢级，且多为ERW钢管（电阻焊管）。
（3）X80钢级的应用
国际钢铁巨头积极花巨资，研制X80甚至X100，但时至今日，X80只处于管道试验阶段，总长仅400km左右，原因是对采用X80钢级认识还不尽相同。有专家认为，随着操作压力提高，准备工作完善，X80将来必定会获得发展，只是时间问题。
我国冶金行业十余年来为发展管线钢付出了极大辛劳，业绩可喜。目前正在全力攻关X70直缝埋弧焊管，我国制管厂已有能力批量生产
X70螺旋缝焊管。
1998年，在中国石油物资装备总公司的领导下，武汉钢铁公司对X80级管线钢管的开发试制，武钢X80卷板性能满足API 5L对X80级管线钢要求，见表2和表3。
表2 武钢X80卷板性能
注：冲击功（J）：100、104为平均值。
2. 焊接制管工艺（管型）
目前在油气管线上常用的管型有螺旋缝埋弧焊管（SSAW）、直缝埋弧焊管（LSAW）和电阻焊管（ERW），当直径小于或等于152mm时选用无缝钢管。
（1）螺旋埋弧焊管技术
我国早期由前苏联引进的螺旋埋弧焊管技术，随着管道工业的发展，在20世纪60年代末至70年代，我国螺旋焊管厂迅速发展，至今大型螺旋焊管厂已有五六家，加上中小型螺旋焊管厂共有数十家。
我国原油长输管道几乎都是螺旋缝焊管，西气东输的一类地区也选用螺旋缝焊管。螺旋缝焊管缺点是生产中造成产品缺陷的概率高，内应力大，尺寸精度差，在使用中焊缝处开裂。前苏联曾大量采用螺旋缝焊管，管道事故率远高于欧美，前苏联解体前数年曾向日本大量进口直缝埋弧焊管机，并建成若干直缝埋弧焊管工厂。有专家认为，现有螺旋管厂工艺设备认真改造后，其产品质量只要符合管道技术要求，可用于原油管线、输气管线的部分地区。
（2）直缝埋弧焊管技术
德国的有关人士认为，直管在某些使用性能上要优于螺旋缝焊管，其优点是焊缝长度短，钢管成形精度高，推荐在高压输气管道上优先考虑直缝管。这也和德国主要生产直缝埋弧焊管的现实有密切关系。实际上，在高压输气管道上使用何种钢管主要取决于钢管应满足管道技术要求，质量上稳定可靠，经济上合理。加拿大、德国焊管厂对壁厚较大的钢管均采用多丝焊，钢管开X形坡口，最多用5丝焊接。
（3）电阻焊管技术
参阅管道焊接制管。
3. 管道钢管规格（管径和长度）
从表4可见，仅IPSCO公司一家已向油气管道提供了208万吨螺旋缝焊钢管，总计103104km，全部用户均在加拿大和北美地区，近30年来，主要管径为三种规格，即1118mm、1422mm和1219mm，壁厚分别为13.6mm、15.6mm、10.6mm、18.4mm、12.0mm。
（1）大口径管道管径的选择
目前西方国家所建设的天然气管道最大管径48in（1220mm），前苏联、俄国和伊朗的输气管道最大管径采用过56in(1420mm)，若提高输送压力，一般48in
（1220mm）以下管径已可满足输气量要求。直径56～60in（1420～1524mm）的管子多用于输水管道。我国制管厂家及钢管规格：
宝鸡钢管厂 T/S52K φ630mm38mm 沙市钢管厂 X60 φ426mm37mm
胜利钢管厂 X65 φ529mm38mm 辽阳钢管厂 X60 φ529mm38mm
宝山钢铁总厂 X70 φ529mm37mm 西气东输采用钢管 X70 φ965mm3
1016mm
（2）大口径管道钢管长度的选择
正在建设的Alliance管道长24m，鲁尔天然气管道长18m（X80），欧洲目前建设的管道长均用18m，俄国以前管长一般采用12.7m，目前创建的从西伯利亚到德国的管道采用18m长管道。
二、前苏联长输管道焊接
1. 焊前准备及对接口组装
（1）管道对接坡口形式及用途
由制造厂运往管线工地的所有管子都开有手工电弧焊适用的坡口。图1(a)所示的坡口，适用于管壁厚度4mm的任何直径的管子。图1(b)所示的复合式坡口，适用于厚度为16mm的大直径管。图1(c)所示的不带坡口的端面加工的管子，适用于壁厚7.5～11mm，直径529～1020mm的管子。焊接方法为双面埋弧自动焊。图1(d)所示的双面埋弧自动焊坡口壁厚大于11～18mm，直径529～820mm。图1(e)所示的双面埋弧自动焊坡口，适用于直径1020～1420mm，壁厚大于11～21mm。图1（f）所示的双面埋弧自动焊坡口，适用于直径1020～21420mm，壁厚大于11～21mm的管子。图1（g)、（h）所示的特殊坡口，适用于CO
2
保护气体自动焊接管子的非旋转对接。按“全苏管道干线铺设科学研究所”的工艺焊接时采用图1(g)所示坡口，按“KPOY3”公司的工艺焊接时采用图1(h)所示坡口。
（2）管端清洁
①距管端1000mm以内应特别清洁，不允许有融化的雪、放出的水汽、污泥、脂肪等杂物。
②距管端10～20mm范围内，内外表面及坡口，用角向砂轮机清除铁锈、氧化皮，直到露出金属光泽，若管端有沥清或其他涂料，必须用汽油或特殊溶剂洗掉（部位是至少离管端40～50mm）。
（3）管子对接口的焊前组对工作
①此工序决定焊接的质量，可用对管器（有液压、气动或机械驱动），直径大于或等于529mm的管子，用内对管器；直径小于529mm的管子，用外对管器。
②意大利生产的气动内对管器（ILC814.40），适用于1016～1066mm管径。在进行根部焊缝或初焊缝焊接时，向管线的两个接口对齐并卡紧。
③组装坡口间隙见表5。
焊材类型直径/㎜
管子壁厚/㎜
＜88～10＞11
手工电弧焊碱性焊条纤维素药皮焊条
2～3.2
3.2～
4.0
2 1
1.5 0.5
1.5 1 1.5 1
气体保护半自动焊焊丝 1.2～1.6 1.5±0.5 1.5 1.5 2 1
气体保护自动焊焊丝0.8～1.20 0.5
气体保护药芯焊丝
自动焊和半自动焊
1.6～
2.0 2 1 2 1 2 1
双面埋弧自动焊焊丝3～50 10.10.1
④管子错边量。组装后管子坡口边缘的错边量不应超过壁厚的20％，手工
电弧焊和埋弧自动焊不大于3mm，CO
2
气体保护焊时不得大于2mm。当两管子壁厚不等且相差1.5δ时对厚壁管子削斜过渡（标准15°）。
（4）焊前管子对接口的预热及焊接接头热处理
①管道焊接基础知识中可以看出，焊接热循环是最重要的参数，用什么办法控制它呢？预热是最重要的工艺操作措施之一。焊接接头的组织和性能在很大程度上决定于工件在800～500℃温度区间的冷却速度。碳当量大于或等于0.45的低合金钢，会有显著形成冷裂纹淬火组织的危险。冷却速度与管壁厚度、周围环境温度、风力大小、焊接熔池体积和温度以及焊接线能量（焊接电流、电压、焊接速度）有密切的关系。对于540MPa的新管材用钢在焊接时必须采取预热措施，焊接线能量q＝IU/υ，焊接速度越高，q越小，这一点在用纤维素型焊条焊接根部焊道时特别重要。因为用纤维素型焊条焊接时，焊接速度是用碱性焊条焊接时的2倍，并因焊缝金属中氢含量增加而使生成冷裂纹的倾向性增大。预热可促使氢扩散（当使用纤维素型焊条焊接时），有时预热也要视焊接方法而定，埋弧自动焊用大的线能量进行焊接时，接头的冷却速度足够低，不推荐预热。
②预热方法。可用外加热器或内加热器实施预热，可以放在已组对的对接口上，也可以安置在准备组对的单根管子的顶端；也可以采用IICK环形火焰加热，见图2（技术参数见表6），也可采用中频感应加热。
指标
预热器适用管子直径/㎜142012201020
名义热功率/kJ2h-1967000883000707000
名义气体消耗量/m32h-110.59.67.7
一个对接口气体加热数222喷嘴数目222016一个对接口气体消耗量/m3 1.050.960.77
③热处理。热处理应尽可能在焊后立刻进行，热处理前禁止经受冲击载荷，热处理总次数不得超过3次，否则接头报废。管道接头用IITO型电炉，用
NiCr-NiAl热电偶控制温度。当用感应加热器和柔性指状加热器加热时，必须将接口与加热器一起用石棉保温，其总厚度不小于40～50mm，以焊缝为中心，两边各400mm，热处理时采取措施防止变形。经常需要在没有任何仪器和特别测温笔的情况下粗略地测量温度，可以用松木刨花或者肥皂，接触加热的工件，看刨花或肥皂的变色，判别金属温度，见表7。
2. 管子焊接站的焊接工作
（1）管子焊接站
有半机械化管子焊接站，需要完成管子焊前准备、组对、预热，手工电弧焊根焊，埋弧自动焊填充盖面焊。也有机械化管子焊接站，设备较齐，加工范围较广。
（2）埋弧自动焊特点
①在熔剂层下燃烧的电弧具有高功率（电流密度比手工电弧焊高3～4倍），电弧功率有效利用系数90％～99％，当手工焊用厚药皮焊条焊接时仅70％～85％，埋弧焊没有金属飞溅，手工焊接时，飞溅损失10％～15％。管道对接口用埋弧自动焊，管道必须旋转，焊丝、熔剂往电弧处送进以及在焊接过程焊接机头与工件之间相对移动均为机械化，这就提高了生产效率。埋弧焊的突出优点是焊接接头质量好，熔池受到可靠保护，焊接质量稳定。同时有害气体比手工焊少，焊工疲劳程度较轻，不受弧光辐射。
②各参数关系。
a. 熔深。决定于一系列焊接规范参数，主要决定于电弧电流。焊接过程的稳定性越高，焊缝表面鱼鳞纹越细和沿焊缝轴线的熔合线的轮廓越平滑。
b. 过热。电弧功率越高，金属过热越严重，则熔池长度和体积越大。埋弧焊机操作特性：焊缝可位于水平面或与水平面成倾角不大于10°的倾斜面。因此管道干线的埋弧焊只能在平焊或接近平焊位置进行，也就是只能在管道旋转状态下才能进行埋弧自动焊。这在生产车间、焊接站焊接是合适的。
c. 埋弧焊可用交流或直流电焊接，用直流电焊接过程稳定，接头质量较好，因此在前苏联和其他国家，管道对接埋弧焊均采用直流电。
（3）管道对接中应用埋弧自动焊
在半机械化管子焊接站，将单根长12m的管子用流水作业法，将其接长为24m或36m可以大大提高管子铺设速度，焊接管子直径273～1420mm以及2529～1420mm，壁厚8mm，更能充分显示出埋弧自动焊的优越性。当焊接273～425mm，壁厚小于8mm管段时，在经济上或工艺上不合理。因而在每一个具体地点——在施工现场与在工厂中实行埋弧自动焊时对比，在工艺和技术上有着很大的区别，制定施工方案时，进行特殊的技术经济论证。
在管子焊接站进行焊接时，典型的特点是：焊缝根部底层焊道必须用手工电弧焊根焊，焊接坡口中其他几层金属的填充由埋弧自动焊完成（管道必须在滚轮架上旋转）。
（4）根部焊缝用手工电弧焊时的埋弧自动焊工艺
①如图1所示坡口，可在半机械化管子焊接站完成管子旋转对接口的焊接工作，焊缝的根部焊接用手工电弧焊进行。埋弧自动焊层数取决于管子的壁厚（见表8），由管子内部进行焊缝根部封底自动焊规范见表9。
②当进行管子埋弧自动焊时，焊丝由管子的天顶部位向与管子旋转方向相反的方向移一段距离，以免液态金属和熔融焊剂流失。对壁厚大于或等于16.5mm，直径1020～1420mm，用低合金高强度钢制造的管子的焊接应保证有足够的熔深，焊缝有余高，并且没有应力集中源。为此目的由管子内部进行的焊缝根部封底焊可用手工电弧焊，也可用埋弧自动焊。在用手工封底焊时，接口以普通的间隙组对，在由外面焊完根部焊道后立即进行封底焊。当封底焊在对接口坡口填满后才进行时，焊口以普通焊口组对，在焊根部焊道后，用自动埋弧焊封底焊，并且仅当焊完盖面焊道后方进行，这样的封底焊缝保证焊缝根部完全熔合，并排除了第一层焊道与根部焊道之间的不熔合。
③焊口在未被封底焊的状态下保持的时间长短十分重要。若根部焊道焊完后，马上进行封底焊，时间间隔不应大于40min；若在外部各层焊道焊完后实行封底焊，时间间隔不大于1.5h。
④电流极性。在工业生产中一般埋弧自动焊采用反极性电流（反接极）。因为工厂中常应用“双面焊和熔剂垫焊”进行焊接，一般不开坡口或开小坡口，力求达到最大熔深，当带有为手工电弧焊开的坡口的管子，采用埋弧自动焊时，可以减小熔深（因为有坡口），加大填充金属，直流正极性焊接能达到此目标。（其熔深比用反极性电流焊的熔深减小2～3mm）。极性不同，若要获得同样的熔深，则直流正接要比反接极时提高电流约100A。
⑤夹渣。夹渣经常产生在根部焊道和第一层填充焊道之间，同时在复杂坡口的条件下，夹渣一般产生在大致相当于管子壁厚中间部位，该处是坡口角度发生变化区域，在此部位的水平线上用直流正极性焊出的焊缝大致比用直流反极性电流焊接得到的焊缝宽1.5倍。
⑥效率。在用正极性电流焊接时，焊丝的熔化率比用反极性电流焊接时高30％～40％（与特定的焊接材料有关），用同一规范参数焊接时，用正极性电流比用反极性电流熔深要小，而坡口区的填充要多，熔深减小，势必增大焊接电流。
⑦线能量。焊接接头的性能在很大程度上决定于焊接线能量，若改变焊接速度，改变线能量，焊缝形状会改变。当用大于50kJ/cm线能量进行焊接时，熔池体积上升，熔渣流失，液体金属流失，破坏电弧燃烧，焊缝成形变坏。同时可以经常看到熔池激烈沸腾、气孔、夹渣。线能量小于21kJ/cm时根部焊道与埋弧焊道第一层间出现不熔合危险，产生夹渣、咬边。现场最佳的焊接规范38～
41kJ/cm会有困难，一般在管线现场线能量29～33kJ/cm。
⑧对接焊坡口填充过程的生产率取决于焊接线能量q，若按υ改变q，则对焊接坡口填充时间t没有影响。焊接过程的效率在电弧线能量不变，同时电流和电压上升条件下，效率也能提高，但是电流上升会引起h上升，并加重根部烧穿危险，在增大电流条件下，可加大焊丝直径，h下降。因为在此情况下减小了电弧斑点处的电流密度以及输向工件的热流被分散。见图3。
⑨焊丝直径。管道埋弧焊对接环缝常用焊丝直径为3mm，可将I增加到800～900A而没有烧穿危险。υ≥45～50m/h，甚至在同时提高焊接速度的条件下要继续加大电流，实际上是不可能的。增加焊丝直径可以增加电流负载，但随着直径继续增加，熔化速度变慢，当直径从3mm增加到4mm时，为了达到同样的焊丝熔化速度，必须使I上升至1000～1050A。当用直径为4mm焊丝时，I上升到
3. 双面埋弧自动焊工艺
要提高埋弧自动焊焊接口的效率，可以采用大钝边坡口，减少填充金属体积。双面埋弧焊在管子焊接站制造管段时，实行机械化和强化焊接规范参数，使焊接效率提高1.5～2倍。
外部焊缝的层数取决于管子壁厚（见表10），各种不同直径管子的双面埋弧自动焊接规范参数见表11。
①允许外部焊层减少一些。
焊接规范参数极限，会引起不良后果。当焊外层焊道时，增加电流可能烧穿，同时也引起焊接熔池变长，又限制焊速增加，焊缝余高起差。焊接内焊缝时，增加电流导致线能量增加，金属晶粒长大和焊缝形状系数变坏；若减少电流可能引起气孔和未焊透；增加电弧电压可能出现咬边、余高过大，焊缝和基体金属连接不好，并在这些部位生成夹渣；增加焊接速度产生咬边，焊缝余高过大，焊接速度太小，焊缝余高增大，焊缝变宽。
优质焊接接头，进行双面焊接时要得到优质的焊接接头，除符合焊接规范外，还应考虑外部焊道和内部焊道之间的时间间隔。在气温高于0℃时，此间隔不大于1h；气温低于0℃时，不应超过30min。
4. 在线路工地上管道手工电弧焊的设备及技术工艺
（1）手工电弧焊设备
手工电弧焊用的变压器和焊接整流器主要用于管子焊接站。自行式焊接机组是由柴油机或汽油机带动的焊接电源装在带轮盘上。手工电弧焊用焊接机组有如下几种。
ACДⅡ-500Γ/B，焊接工位数2，发动机功率44kW，空载电压不大于55V，电流调节范围60～300A，外形尺寸6.1m32.35m32.82m，质量4500kg。
AДД-502-Y-2，焊接工位数2，发动机功率37kW，陡降外特性，电流调节范围120～500A，电流调节定子绕组变阻器，外形尺寸6.1m32.35m32.67m，质量3400kg。
自行式焊接装置技术特性举例CДY-2B如下。
焊接工位数2，焊接站用拖拉机类型T100M，驱动发动机Д108，发动机功率80kW，压缩机类型C0-7A交流发电机功率5.5kW，外形尺寸
5.23m×2.40m×3.04m，质量3500kg。
（2）手工电弧焊技术工艺
①焊接工艺取决于管道的材质、直径和壁厚，管子的壁厚决定着焊接坡口和层数，见表12。
管子壁厚/㎜＜1010～1515～2020～25
用纤维素焊条焊接时焊缝层数3456注：当管子壁厚超过25mm时，每超过2～2.5mm，焊接层数增加1层。以上数据对图1(a)、(b)所示焊接坡口有效，当坡口改变，熔敷金属体积发生变化，层数也随之而变。
②手工电弧焊焊管最重要的是根焊，必须可靠地熔透且内表面有1～3mm
余高，且平滑有细鱼鳞纹。根焊打底焊的表面，最好呈凹面，有利于下一层焊道的焊接。若具有外凸形状，焊缝的焊趾部位可能形成夹渣，一般应用手动砂轮机或风铲将凸形铲成具有凹面形状。另外必须注意的是，发现气孔等缺陷及时用风铲清除，做好每一层的清渣。在每班工作的结尾，应尽可能把焊口完全填满。
③注意焊口的焊接顺序。在大口径管子焊接时，焊工人数可达4人，一般为2人，当焊2层时，焊工中有1人从管子底部沿着管子的周长以钟表6－3－12点，另1人由9－12点向顶部焊完后，再返回6－9点进行焊接，其接头离开顶点50～100mm。见图5。
④用直流反极性或正极性电流焊接，焊接电源空载电压不小于75V，当用直径3.2mm焊条焊接时，焊接电流值不超过110～120A，当用直径4mm焊条在平焊和半立焊位置焊接时，焊接电流为120～160A；在其余位置焊接时焊接电流为
100～140A。同时推荐焊接电流下限值用在焊接坡口间隙最大时，上限值用在焊接坡口间隙最小时，若坡口超过规定值，最合理的是采用直流正极性电流进行焊接，焊接速度应当保持16～22m/h。
大理石、萤石药皮焊条焊接时电流见表13。
焊条直径/㎜
焊接空间位置/A
平焊立焊半仰焊和仰焊
3.0、3.25100130100～13090～110
4.0170～200160～180150～180
5.0220～260180～200
注：直流电、反极性。
在焊接中，焊工应通过用坡口烧穿焊法，形成的工艺窗口一直注视着坡口的熔化，在焊接时把焊条倾斜角由40°变成90°，焊工保持着所需要的窗口。
在根部焊缝完毕后，在5min内马上进行热焊道焊接。采用直流反极性空载电压55V，焊接速度18～20m/h，在焊这一层焊缝时，剧烈纵向摆动，幅度10～20mm，推荐的电流值见表14。
焊条直径/㎜
焊接空间位置/A
平焊立焊半仰焊和仰焊
4 5150～180
190～220
150～170
160～180
140～170
－
填充焊缝用直径5mm焊条，盖面焊缝用直径6mm焊条，焊完热焊道后的第一层填充焊缝不用摆动焊条，而以后各焊层焊条均需进行横向摆动。
专用纤维素焊条由2名焊工焊接时，对接焊口焊接方向（按钟表字盘）为12－3－6点和12－9－6点，见图6。
在前苏联，综合焊接方案较为流行，即：根部焊缝和热焊缝由上向下焊，填充焊层和盖面焊层由下向上焊。
（3）管道气体保持自动焊
熔化极保护气体焊，早在20世纪60年代，在世界性实践中，前苏联首先研制出焊道非旋转对接口焊接，采用CO
2
气体保护焊，用于焊接直径529～1020mm、壁8～11mm的管道，接着在前苏联及其他国家进一步改进设备和工艺，在吸收国
外积累起来的经验基础上，我国也研制出了管道干线CO
2
气体保护焊用完善的设备和工艺。
① CO
2
气体保护自动焊设备用于直径为1220～1420mm的管子焊成连续管线，由以下部件组成。
a. CⅡK机床（坡口加工机）它悬挂在铺管机的悬臂上，由铺管机发电机供电，管内焊接装置有：用于组对和进行根部焊道的自动焊对中机构（管子组对）、焊机位置对准机构（使焊接机头的焊丝以±0.5mm的精度对准接口的轴线）。
b. 自动焊机头内部装有焊丝送进机构，带气体喷嘴的导电嘴。
c.小车布置在对管器的尾部，小车本身是一个带轮子的框架，在上面装有储能驱动装置，底架气动传动制动机构以及液压传动对管器和保护气体气瓶。
d. 防护栅是由管子制成的栅栏状结构，以便在支撑座上固定电动和液压设备，并保护对中机构不受管子冲击。
e. 托杆在由分段的管子组成的对管器托杆中布置电缆导线，托杆有快速接头以便管内焊接装置和布置在托杆端部的控制盘上接电缆。
f. 管外焊接装置沿着焊接坡口，在管子外壁装有导轨，焊接小车就卡装在导轨上，左右各一部，小车上装有焊接机头、校正器、带焊丝的焊丝盒和控制盘，焊接机头按用途分有：焊接根部焊缝用、焊接填充层用、焊接盖面焊缝用。管外用BДΓ-301型焊接整流器。
g. 管内焊接装置供电机组安装在TT-4型拖拉机底盘上，该拖拉机备有液压传动超生臂，并带有遮蔽焊工工作地点的帐篷，供电机组由半有功率50kW的驱动发电机、两台BДY504型焊接整流器、两个气瓶台、发电机控制板和电气设备箱的机身框架组成。服务机组由拖拉机拖动，机组的机架上装有电站和由内燃机驱动的压缩机、轻型起重吊车、水箱和供水泵、气瓶台。
②管道气体保护焊工艺
熔化极气体保护焊焊接管道的关键是“根焊”。根部焊缝的焊
a. 根焊。CO
2
接，对于不带间隙的接口，可用4～6个焊接机头，从管子内部焊根部焊层。为了改善根部焊缝的形成条件，对接口所开的坡口不大，焊接时不进行横向摆动，
气体。焊接规范见表15。
保护气体采用混合气体，25％Ar 75％CO
2
b. 热焊道。根焊完毕后，立即在外部焊“热焊道”，此层的焊接速度应当与根部焊缝接近，两层焊缝结束之间的间隔最短。热焊道不进行横向摆动，当管子壁很厚时，为了避免焊丝伸出过长，导电嘴伸入坡口之中。热焊道的参数见表14，由上向下进行CO
气体保护焊。
2
c. 填充焊、盖面焊。焊丝要进行横向摆动，焊接参数见表15。为了稳定熔化坡口的侧面边缘，摆动幅度不应小于坡口宽度，若焊缝的高度大大超过弧长，则摆动幅度应超过在前一层焊缝的表面坡口的宽度。另一重要参数是摆动频率，频率过快将破坏电弧燃烧的稳定性，频率过低焊缝成形不佳。焊缝填充焊层的数目取决于管子的壁厚，并且也取决于坡口的焊接规范。
d. 用X60钢制成直径1420mm壁厚16.5mm和19.5mm的管子，焊出的焊接接头力学性能见表16，若用Ceq＝0.4％的钢制成的管子时，为防止在盖面焊缝的热影响区中产生淬火现象，最好采用220～250℃温度预热。
注：分母为平均值。
三、德国、加拿大天然气输送管道的施工技术
1. 大口径钢管弯管的制作
弯度小于15°～20°，可在现场冷弯，弯度大于15°～20°，需在制造厂用感应加热方法热弯成形。
钢管采用现场冷弯的优点是成本低，就地冷弯可节约从工厂到施工现场的运输费，可用已经过防腐的管道直接制作，冷弯管没有热加工过程，避免了力学性能降低。
若采用调质钢热弯管，在与直管段焊接时，因材料不同，其焊接工艺需另行设计，热弯管需要在热弯后再进行防腐。
2. X80管道的试压
加拿大在对X80管道进行水压强度试验时，试验压力为工作压力的1.25～1.5倍，稳压时间不少于4h。
德国鲁尔管道在对X80管道进行水压强度试验时，要求试验压力达到管材的最小屈服强度，认为提高压力可以充分发现管道存在的缺陷，从而提高管道运行时的安全性，但对此德国的一些研究机构有不同看法。
（1）手工电弧焊
德国鲁尔管道X80钢管现场手工电弧焊焊接时，采用纤维素焊条（根焊、热焊）、碱性焊条（填充料，盖面焊）。
（2）自动气体保护焊
施工中只要条件具备，管道长度在25km以上，尽量采用自动气体保护焊，可以提高焊接速度，保证焊接质量、降低施工费用。德国鲁尔管道X80钢管自动气体保护焊的焊接工艺见表17。
高钢板钢管现场环焊缝的焊接工艺，通过试验确定。
焊接前的预热温度，应根据管材的力学性能、化学成分及碳当量等因素经试验确定，一般在80～200℃之间。施工时使用测温笔控制焊接前钢管实际温度。
3. 焊缝检测
当环缝用手工焊时，仍需进行手工超声波检测和X射线检验。
加拿大和德国当用自动气体保护焊焊接环缝时，焊缝无损检验均使用自动超声波探伤仪，不再采用X射线检验和X光拍片，提高了检验速度，降低了检验成本，提高了检验质量。管道环缝用超声波自动检验代替X射线检验的好处：
①无辐射伤害；
②生产效率高，据Weldsonix介绍，直径1067mm钢管扫描仅为45s，全部检验时间小于2min。
③检测数据数字化处理，可以测出缺陷尺寸和位置深度；
④实时了解检验结果，便于及时控制焊缝质量；
⑤无需在管内放置检测设备，允许在管内留有其他设备；
⑥各种环境均可使用。
四、我国长输管道焊接工程
1. 概况
西气东输工程是横贯我国东西部地区，从新疆，经过九个省、市自治区到达上海市西部白鹤镇，全长3900km，管径965～1016mm，管壁厚分别为17.5mm、21mm和26.2mm，钢级X70，输气压力10MPa，年输气量1203108m3石油天然气。这是我国迄今为止规模最大的长输管道工程。该工程采用API Spee 5L X70级钢管，一级地区采用螺旋缝埋弧焊钢管，壁厚为14.6mm，二、三、四级地区使用直缝埋弧焊钢管（VOE JCOE钢管），壁厚为17.5mm、21mm和26.2mm。
我国在过去长输管道的施工实践中，积累了一定经验，例如1999建设施工的大港－永清输气管道，采用钢级X60，规格ф770mm37.9mm，长103km，采用英国NOREAST外焊机进行焊接，X射线探伤拍片一次合格率97.8％，在2000年涩宁兰输气管道钢级X70试验段长4.12km（ф660mm310.3mm）中采用全自动焊技术，X射线探伤拍片一次合格率97％。另外在河南的义马管线上应用了管道研究院开发的管道全位置自动外焊机APW-Ⅱ，使得西气东输管道工程具备了采用全自动焊接技术的条件。
根据西气东输工程长距离、大管、大壁厚等施工特点，若单靠国内传统的焊条电弧焊和近几年应用成熟的自保护药芯焊丝半自动焊，工人劳动强度大，生产效率低，施工进度很慢。适应西气东输长输管线施工需要，必须采用全自动焊技术，科研部门和施工单位在前几年就对管道全自动焊接进行了积极探索和研究。
西气东输工程长输管道，有2700km，处于平原、戈壁和沙漠地带，地势开阔平坦，适宜应用自动焊机组进行大流水作业。
鉴于上述原因，西气东输工程管道焊接确定采用全自动、半自动为主，手工电弧焊为辅的焊接方法。
1)焊接工艺
（1）焊接方法
西气东输工程中采用的自动气体保护焊方法以根焊部位不同分类，主要有以下两种。
①内焊机管内根焊自动气体保护焊在管外填充盖面焊。
②半自动气体保护焊根自动气体保护焊在管外填充盖面焊。按照设备的配套使用，现场应用有如下几种（下面所列焊接设备均为气体保护焊机）。
a. STT半自动根焊 APW-Ⅱ自动焊。
共焊接X70钢（ф1016mm314.6mm）焊口890道；（ф1016mm317.5）焊口362道，合计4.104km，焊接一次拍片合格率95％。
STT——美国林肯公司的STT逆变电源，配用STTR-10送丝机。
APW-Ⅱ——国产全位置管道自动焊机，以直流脉宽调速为基础，主要适用于大、中口径管道外环缝热焊道、填充焊道、盖面焊道的焊接，焊丝直径0.9mm、1.0mm、1.2mm。设备包括焊接电源（IGBT500A）、控制箱、焊接小车、操作盒、
）。
轨道五部分，混合气体（80％Ar 20％CO
2
b. PWT-CWS.02NRT外自动根焊 PAW自动外焊机填充、盖面焊（用于焊接壁厚14.6mm、17.5mm管道）。
PWT-CWS.02NRT焊机是意大利PWT公司生产的一种由计算机实施控制的
MIG/MAG焊接系统，它的特点是：对焊接熔池可控性调节，有效保证焊接质量；同时完成根焊和填充、盖面焊，既克服内焊机受管径限制的弱点，又克服了半自动焊打底和手工焊打底的固有缺陷，适于管径大于406.4mm（16in）的各种壁厚管道的焊接；与STT半自动根焊和手工焊相比，其在焊接速度、焊接质量、降低焊工劳动强度方面具有明显的优势。PWT-CWS.02NRT由一台23400内燃弧焊发电机、两个焊机电流控制单元、两个焊接小车控制单元、两台焊接小车、两套焊枪冷却系统、一个焊接编程器、一大焊接保护气配比混合单元、焊接防风棚和一条轨道组成。该机计算机控制管道自动焊机技术特点：采用行走电机、送丝电机、摆动电机、焊枪横向调节电机、焊枪对中和纵向调节电机来控制焊接小车的焊接；计算机通过重力角度传感器控制管道环缝各点位置的工艺参数，该机还可通过焊机自带软件实现焊接工艺参数和焊接线能量计算。
c. NOREAST内焊机根焊 PAW2000外焊机填充、盖面焊。
内焊机根焊采用的设备为英国NOREAST公司的IWM40-42型焊机；PAW2000
是国产自动外焊机，焊接钢管规格为ф1016mm314.6mm，坡口X形，焊接速度40～50道吊胃口/日，最高60道口/日，ATU探伤一次合格率98％～99％，共焊了160km。
d. STT半自动根焊 PAW2000外焊机填充、盖面焊。
焊接钢管规格ф1016mm317.5mm，坡口V形，在前40km中，日焊接20～25道口，最高30道口/日，焊接一次拍片合格率93％，焊接速度较慢，主要是使用本法时间较短，磨合不够。另外是管壁较厚，采用V形坡口焊缝填充金属量大，也影响焊接速度，后来改成复合坡口。
e. STT半自动根焊 NOREAST外焊机自动焊（用于14.6mm、17.5mm管壁的管道）。
f. PWT-CWS.02NRT自动焊根 NOREAST自动外焊机填充、盖面焊（用于14.6mm、
17.5mm壁厚管道），PWT-CWS.02NRT焊机是意大利PWT公司生产，由微机控制的管道全位置气体保护自动焊机。
（2）工艺装备及辅助设施
在野外作业，现场焊接，必须配备如下设施及工艺装备。
①吊管机（兼作发电设备）。
②防风棚。气体保护焊允许施焊的环境风速不大于2m/s，当风速大于2m/s 时，必须采取有效的防风措施，因此防风棚是否可靠直接关系到焊接质量。国内外采用的防风措施一般为吊装式防风棚。前几年国内几条管线用的是简易防风棚，不能折叠，没有底板，在地势不平处，棚壁底部与地面接触不严密，极易透风，影响气体保护效果，严重影响焊接质量。车外采用的防风棚带有底板并可折叠，防风效果好，当管道组装完毕，扣上防风棚，打开底板，焊工站在底板上焊接，形成一个独立的密封整体，不受地面起伏不平的影响，效果较好。
③坡口机（管端开坡口用）。
④中频感应加热器，烤炬预热器（预热用）。
⑤组对器、对管器（定位对接管子用）。
⑥焊缝探伤仪。
⑦测温仪，氧气、乙炔、氩气、
CO2气瓶。
（3）焊接管材钢级及规格
焊接钢管符合“API Spec 5L X70”标准，直径ф1016mm314.6mm，ф1016mm 317.5mm，分别符合《西气东输工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》
（Q/SYXQ14-2002）和《西气东输工程用直缝埋弧焊管技术条件》
（Q/SYXQ15-2002），国内供货的钢管厂家有宝鸡、华北、沙市、辽阳、珠江钢管厂等多家单位，其中华北的巨龙和珠钢钢管厂主要提供直缝埋弧焊钢管，生产钢管用X70卷板，部分实现国产化（产地宝钢和武钢），X70化学成分、力学性能参见管道金属材料。
（4）焊接材料（见表18）
（5）焊接坡口
采用复合坡口比传统的V形坡口好，可减少焊丝填充量，提高焊接速度。内焊机根焊，钝边高0.9～1.0mm，对口间隙0mm，见图7(a)，外根焊（STT），钝边高度1.6mm±0.4mm，对口间隙2～3mm，见图7(b)。
（6）焊接参数
可以采用大电流高速焊接，西气东输全自动焊接参数见表19。
位置焊丝牌号焊丝直径
/㎜
极性
焊接电流
/A
电弧电压
/V
焊接速度
/cm2min-1
送丝速度
/cm2min-1
STT根焊ER70S-G0.9DC-350～420①16～2516～25120～180内根焊ER70S-G 1.2DC 180～22019～211501000
热焊
ER80S-G 1.0DC 245～26024～251001200
填充焊DC 170～21019～2130820盖面焊DC 160～20018～2021800
①峰值350～420A，基值55～85A。
（7）加强管口组对
由于国产螺旋缝埋弧焊钢管在生产过程中不扩径，管端圆度较差，周长偏差较大，为保证组对质量（管子接口对齐），对口前必须进行级配选管，控制其周长偏差在5mm以内，严格控制错边量，管口组对前，将管内脏物和杂物彻底清除干净，管口清理及组对焊接间隔时间不宜超过2h，以免二次清口。
（8）提前进行管口预热
X70为低合金高强度钢，含碳量0.05％，由于含有合金元素，有一定淬硬倾向和冷裂纹敏感性。按照规范要求，焊前必须对管口端部进行预热，预热温度不小于100℃，预热范围为坡口两侧各75mm以内，现场预热一般采用中频感应加热器或用烤炬火焰（即氧－乙炔焰）预热，在环境温度为20℃左右，用烤炬预热到100～120℃，需要3～5min。
在环境温度较低情况下，为减少预热时间，提高根焊速度，管口在组对前就预热到100℃左右，组对完成后，稍加热就可达到预热温度。
（9）根焊要领
根焊质量至关重要，采用内焊机根焊、焊道较薄，仅2mm左右，而主管重达4.2t，在外应力或载荷作用下，可能在根部出现裂纹，因此根焊后不能搬走内焊机，必须等热焊后再搬，下面着重介绍现场应用实例。
3) STT半自动根焊＋APW-Ⅱ自动焊工艺现场应用
辽河油建二公司在西气东输管道工程第17标段的管道焊接中，成功地采用了STT半自动根焊＋APW-Ⅱ自动焊工艺，其焊接X70钢ф1016mm焊口1252道，焊接一次合格率95％，同时在300道实验口焊接施工中创下了X射线、超声波检测连续百道口100％合格的施工纪录。
该公司从1999年下半年就已开始进行管道全位置自动焊的试验和培训工作，并于2002年7月组建全自动焊机组进行焊管。
①管口组对使用一台意大利生产的气动对口器（ILC814.40），适用于1016～1066mm管径在进行根部焊缝或初焊缝焊接时，将管线的两个接口对齐并卡紧。
②用中频感应加热或火焰加热器对管口进行预热。
③根焊一组两名焊工。采用STT半自动根焊，应用STT－Ⅱ表面张力过渡电源，配用STTR-10送丝机，共两套100％CO
1.2mm实芯焊丝（锦泰JM-58）下向焊，电源及送丝机安装在防风棚内，棚外每侧放2瓶保护气体瓶，2
两台STT电源合用一台80kW电站（即18t吊管机）。
④填充、盖面焊5组10名焊工，组对管口后，将根焊防风棚吊入，进行管口预热并根焊，两名焊工，一名在0点位置反方向，另一名在3点位置同时对称施焊，由两名焊工（两台焊机）完成全自动填充、盖面焊，为减少焊接接头，每层焊接时，一台焊机从0点先行起弧焊接，当焊到2－3点位置时，另一台焊机在0点反方向起弧焊接。
⑤焊接层数及道数。管壁厚14.6mm，根焊1道，填充单道焊3道，盖面焊1道，共5道；管壁厚17.5mm，根焊1道，填充单道焊4道，盖面焊1道，共6道。
⑥焊接规范。预热温度大于或等于100℃，预热方法为环形火焰加热，层间温度大于或等于80℃，根焊与热焊间隔小于或等于20min,焊接极性DC正极，其他工艺参数见表20。
4) PWT外自动根焊工艺
辽河油田建二公司引进意大利PWT公司生产的PWT-CWS.02NRT管道全位置气体保护自动焊机，通过培训学习和实践，在西气东输管道10标B段施工，采用该套焊接系统进行根焊，配用国产APW-Ⅱ型外自动填充、盖面焊机进行外焊，取得了良好的应用效果。通过使用，该套焊接系统有以下特点。
（1）根焊速度远远快于STT根焊
目前国内根焊技术大体上分为以下四种：
①内自动根焊；
② STT外自动根焊；
③ PWT外自动根焊；
④ STT半自动根焊。
PWT外自动根焊是这些根焊方法中最有应用前景的，其最大优点是克服了内自动根焊仅适用于固定管径的缺点，PWT外自动根焊只要更换焊接机头的轨道，就可以适用于不同管径的根焊，而且根焊速度远远快于STT根焊。
（2）PWT根焊的工艺特点
①采用专用复合坡口（见图8），比V形坡口省工省料。
②组对无间隙，减少了组对调节间隙的时间，极大地提高了组对速度。
③焊接过程中，焊工可根据坡口组对情况，对焊接参数微调，以达到最好的焊接效果。
④焊接参数可以通过编程器对管道半圆从0－6点按每15°作为一个扇区（共12等分）进行设定，根据不同的焊接位置设定不同的参数，来控制焊接小车动作，以达到理想的焊接效果。注重钝边、R2.4弧、R3.2弧以及坡口角度和加工精度。
⑤施焊前必须检验坡口的组对情况，若坡口错边量较大，应将外侧的钝边打薄，处理后枪位置也相应变化，稍微向带有钝边的一侧移动。
⑥ PWT根焊采用单面焊双面成形工艺，对坡口加工精度要求很高，必须符合工艺要求。
⑦对焊工技术素质及经验要求比较高，PWT焊工必须焊接300道以上合格道口才算成熟。
⑧采用PWT根焊，尽量采用直缝管；若用螺旋管，一定要做好管口级配工作，周长差控制在2mm以内，只有这样，才能保证填充、盖面焊焊接质量。在应用PWT焊接过程中，充分显示出优质、高效、劳动强度低的特点，已显示出良好的应用前景，在将来大口径管道建设中，必将发挥前所未有的作用，全面提升我国管道焊接技术水平。
2. 药芯焊丝半自动焊焊长输油管
药芯焊丝已在我国造船工业、冶金工程建设、机械制造业、电力和石化等工业建设中得到广泛应用。我国中油管道一公司在东）营）－临（邑）线输油管道改造工程、西北石油管道（库善段）工程、苏丹管道工程中大规模采用全位置自保护药芯焊丝半自动焊接，取得了明显的经济效益和社会效益。
1) 自保护药芯焊丝
）气体保护焊有其独特的优越性，成本仅为手工电弧焊的50％，二氧化碳（CO
2
因此日益广泛使用，但由于其允许施焊的环境风速不大于
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2m/s，不适宜于野外现场作业。后来就研制管状焊丝，内部填灌焊药，称为药芯焊丝，焊接时不必用
保护气体，利用管状焊丝中所含合金元素及焊药在冶金过程中保护熔池，清除从空气中进入熔池内的和氮的不良影响，从而获得合格焊缝。自保护药芯焊丝的熔敷效率比焊条电弧焊高2～4倍，野外施焊的灵活性和抗风能力明显优于CO2焊，一般可在四级风下施焊，由于不带CO2供气管，焊炬比较轻便。
CO
气体保护焊的生产效率高、熔深大、飞溅小等优点，自保护药芯焊均
2
具备。生产成本也只有手工电弧焊的一半。自保护药芯焊的缺点是焊接时烟尘量大，因此一般多用于露天施工。
2) 焊接工艺
东（营）－临（邑）线输油管改造工程中，管道材质X60，规格ф529mm 37mm，其化学成分：0.08％C、0.198％Si、1.174％Mn。采用焊丝牌号LF-A101，焊条牌号E6010、E8010-G，普通纤维素下向焊条；焊接接头采用对接，V形坡口，角度60°±5°，间隙2.0mm±0.5mm，钝边1.5mm0±0.5mm；采用内对口器进行管道组对，焊前用火焰进行预热，预热温度120℃，在坡口两侧各50mm预热。焊接接头焊道共4层（根焊、热焊、填充焊、盖面焊），每层焊道需2名焊工，采用下向焊焊接方式。根焊与热焊时间不超过5min，内对口器在全部根焊完成后撤除，工艺参数见表21。
3. 上向与下向复合焊接工艺焊接长输大直径厚壁水管
下向焊工艺特点是高效优质，在大口径长输管道焊接中应用日益广泛，但是对于管壁较厚的管道，单一的下向焊工艺并不能充分发挥其优势，这时若采用上向焊与下向焊复合焊接工艺，可充分发挥其优点，取得较好的效果。
石油管道第二工程公司（江苏省徐州市）在承建江苏某市工业园区输水管线工程时，所用钢管直径400mm，壁厚14mm，材质Q235A，实践表明，若采用单一的下向焊工艺，一道焊口需7～8层，而采用复合工艺，只需4～5层，每道焊口可节约施工时间约30min。所以在此工程中该公司采用下向焊工艺，而对填充焊层与盖焊焊层采用上向焊工艺。
（1）焊接材料
根焊、热焊采用纤维素下向焊条E6010；填充焊、盖面焊采用钛型药皮焊条E4303；焊条化学成分和力学性能见表22。
目录 一、工程概况 (1) 二、施工部署 (1) 三、施工准备 (1) 1、作业准备 (1) 2、生产准备 (1) 四、施工方法 (1) （一）总体施工顺序 (1) （二）施工方法 (1) 1、管道吊装 (1) 2、管道焊接 (2) 3、焊接检验 (4) 4、管道内外防腐 (4) 5、水压试验 (4) 五、质量保证措施 (6) 六、安全与文明施工 (7) 七、雨季施工保证措施 (7) 八、环境保证措施 (8)
本工程工程范围XXXXXX。位于XXXXXXXX的影响，需从上水管道下方顶管穿越，管道长度XXXXX米。 二、施工部署 本段顶管长度XXXX米，钢管分别由顶管2管口焊接并向中心拐点运输，管径为DNXXX钢管，运输方式采用自制小车经拐点处利用倒链向内拉，外部利用吊车 三、施工准备 1、作业准备 （1）项目部组织技术人员认真熟悉图纸，做好技术交底工作。 制定科学的焊接进度。 （2）顶管验收完毕合格。 （3）管道内清理干净无杂物。 2、生产准备 （1）临时用电：采用120KW发电机1台，能够满足施工正常用电。 （2）临时道路：现有顶管施工时修建的临时道路一条， 四、施工方法 （一）总体施工顺序 管道吊装→管道焊接→探伤检测→管道运输→管口防腐 （二）施工方法 1、管道吊装 （1）合理配备吊运设备，保证管材及时运至沟槽附近，吊车采用25T汽车吊进行吊运。管道吊运下沟时采用软带进行下管，下管过程中管壁不得与沟 壁碰撞，管下禁止站人。
（3）管口连接处设置工作坑，工作坑尺寸为深0.8米，宽1米，长度1.5米。 （4）严格控制管道的偏差，使其中心线和高程偏差达到设计要求。 2、管道焊接 （1）管道连接时不得用强力对口、加热管子、加偏垫或多层垫等方法来消除接 口端面的空隙、偏差、错口或不同心等缺陷。 （2）钢管对口间隙应为3.0~4.0mm，局部间隙超过5mm时，其长度不得大于焊 缝全长的15%，对口间隙达不到标准时要用砂轮修磨，修磨后的坡口尺寸应满足 规范要求。 （3）管口错口允许偏差不大于2mm应优先保证管子内边对齐。 （4）管道的现场接口均须采用多层焊接方法，正面焊缝（管外壁）和背面焊缝 （管内壁）层数见下表：
长输管道焊接耗材用量计算 【摘要】对长输管道气体保护金属粉芯焊丝半自动焊和自保护药芯焊丝半自动焊的焊接材料用量进行了计算，提出了焊材用量计算的修正公式的，并将计算结果与工程实际用量进行了对比，两者基本吻合。 【关键词】长输管道；焊接耗材；理论计算值；实际用量 【Abstract】For the combination welding processes of semi-automatic GMAW and FCAW-S which used in in the pipeline construction. The related welding consumables has been Calculated according to the revised formula，and then compared with the actual consumption；the value proved that the formula is very accurate. 【Key words】long-distance pipeline；welding consumables；calculation value；actual value 前言 随着焊接技术的发展，越来越多的新焊接工艺被开发出来，对于长输管道工程施工行业，项目施工中所用的焊接工艺也随着科学技术的发展而不断革新。例如打底焊接工艺，从最开始的氩弧焊打底焊接，随后出现纤维素焊条下向焊，
再到目前使用的半自动熔化极气体保护焊，以及全自动熔化极气体保护焊工艺。可以说技术的革新在不断的改变施工方案的选择，设备变得的更易操作性，焊工的劳动强度逐渐降低，环境保护更优良。 本文以RMD金属粉芯焊丝打底+自保护药芯焊丝半自动焊工艺为例，讨论长输管道施工中焊材消耗量理论计算公式，以及对比与焊接施工中实际消耗量的差异。从而为广大长输管道从业人员提供一个较准确的关于此焊接工艺的焊 材消耗量理论计算公式，用于投标预算及采购参考。 一、金属粉芯焊丝与自保护药芯焊丝的简介 金属粉型药芯焊丝（E70C-6M，?1.0mm）被评价为“代替实芯焊丝的焊接材料”，它既有渣量少的实心焊丝的长处，又兼备高熔敷速度，电弧柔软，焊接工艺性能好等熔渣型药芯焊丝的优点。由于金属粉芯焊丝是由薄钢带包裹粉剂组成，电流主要从钢带通过，其电流密度大，融化速度快，同时焊芯中含有大量的铁粉，铁合金和金属粉，非金属矿物含量少，因此它比实心焊丝和熔渣型药芯焊丝具有更高的熔敷速度。 自保护药芯焊丝（E71T8Ni1-J，? 2.0mm），熔渣具有快凝特性，全位置焊接性好，尤其适合立向下焊。焊接工艺性好，电弧稳定，熔透能力强，脱渣性好，飞溅小。低温冲击韧性特别高且稳定。特别适合于X70钢及以下钢管的填充盖
管道焊接技术标准 金属管道种类繁多、数量大 ,使用工况千差万别。我国不同行业采用不同的应用标准体系 ,标准之间差别很大。当然 ,由于金属管道的工况 ,如温度、压力、介质、环境等不同 ,标准有差距是客观存在的。例如 ,电力电站管道高压、高温、蒸汽介质居多；石化、石油管道受压、腐蚀介质居多；化工行业管道还有剧毒介质（如氯气）；机械行业压力容器 ,按使用情况及工况分成低压、中压、高压、超高压 ,按容器类别分成第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器。船舶管道有高压的蒸汽管道、主机冷却的海水管道（承压及受腐蚀）、污水管道（承压及受高温）、燃油输送管道、压缩空气管道等 ,在不同的工况条件下运行。以下择要介绍一些基本标准。 一、压力管道分类 1. 压力管道的定义 压力管道是指在生产、生活中使用的可能引爆或中毒等危险性较大的特种设备及管道。 ①输送GB5044①《职业性接触毒物性危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道。 ②输送GB5016②《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道。 ③最高工作压力不小于0.1MPa（表压 ,下同） ,输送介质为气（汽）体及液化气体的管道。 ④最高工作压力不小于0.1MPa ,输送介质为可燃、易焊、有毒以及有腐蚀性或高温工作温度不小于标准沸点的液体管道。 ⑤上述四项规定管道的附属设施（弯头、大小头、三能、管帽、加强管接头、异径短管、管箍、仪表管、嘴、漏斗、快速接头等管件；法兰、垫片、螺栓、螺母、限流孔板、盲板、法兰盖等连接件；各类阀门、过滤器、流水器、视镜等管道设备 ,还包括管道支架以及安装在压力管道上的其他设施）。 ① GB5044分为四级（与99容规相同）：极度危害（1级）＜0.1mg/m3；高度危害（2级）0.1～1mg/m3；中度危害（3级）1.0～10mg/m3；轻度危害（4级）＞10mg/m3。 ② GB5016标准对可燃气体火灾危险性分甲、乙两类 ,甲类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不大于10％（体积） ,乙类气体为可燃气体与空气混合物的爆炸下限不小于10％（体积）。 GB5016标准对液态烃、可燃液体的火灾危险性按如下分类： 甲A类 15℃的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体； 甲B类甲A类以外的可燃液体 ,闪点小于28℃；
For personal use only in study and research; not for commercial use 管道全自动焊接工法 天津大港油田集团工程建设有限责任公司 近几年，长输管道市场明显地向着高压力、大口径、厚壁厚的趋势发展。目前中国石油行业大多数施工单位采用全自动焊接的方式从事长输管道施工。 目前中国石油行业各施工单位都在管道焊接装备、施工能力等方面取得长足的进步，陆续装备了自动焊接机组，进入了大口径管道施工市场。 近年来，成品油管线工程及各种天然气支线工程建设累计将有数万公里正在施工。在未来的几年里，石油天然气管输管道工程施工市场容量巨大，给大港油田集团工程建设公司带来了更大的商机，市场发展前景看好。 通过近几年的研究，从室内试验到现场实践，进行了全自动焊接设备优化配置及各项资源的优化配置，合理调整了工艺参数，并针对不同地形地貌制定了适宜性的施工方案和施工组织方式，目前已形成了一套行之有效的施工工法——大口径长输管道全自动焊接工法，并在全公司范围内推广应用，达到了预期的研究效果，取得了良好的经济效益和社会效益。 一、工法特点 1．全自动焊接采用药心焊丝和气体保护，可以获得优良的焊接质量。该焊接工艺以其小电流、低电压、细直径实心焊丝、短路过渡为主要特点，下向焊时熔池体积小、 气可实现全焊接及抗锈低氢的内在优势，特别适合于填充焊，盖面焊时Ar气体和CO 2 体的保护作用使其焊缝表面成型规则、饱满，且与母材过渡圆滑。 2．全自动焊接合格率高，焊接参数调定之后，即可实现自动化作业，减少人为操作因素对焊接质量的影响，提高焊口一次合格率。 3．全自动焊接参数调定后能进行连续性作业，提高了生产效率，与其他焊接方法比较，减少了频繁更换焊条、焊丝产生的材料浪费，降低施工成本。同时全自动化焊接作业也降低了工人的劳动强度，但对工人的自身素质和操作能力有更高的要求。 4．全自动焊接工艺对管道组对坡口质量和坡口型式要求严格，需要配套的坡口整
编号：FA（赤）J480-焊-002 国电赤峰 30·52 煤制尿素项目 A标段气化备煤、B标段净化空分 工艺管道焊接方案 编制: 审核： 批准： 标准化员： 中国化学工程第十一建设有限公司 国电赤峰工程项目经理部 2010年6月
目录 1.编制说明 (2) 2.编制依据 (2) 3.工程概况 (2) 4.通用要求 (2) 5.焊接工艺 (5) 6.焊缝检验及返修 (7) 7.焊接质量保证措施 (9) 8.焊接施工安全风险意识识别 (12) 9.焊接文明施工措施 (12)
1.编制说明 本方案仅适用于国电赤峰3052煤制尿素项目A标段气化备煤、B标段净化空分工艺管道碳钢、合金钢和不锈钢焊接施工作业。合金钢热处理方案及空分装置铝镁合金焊接方案详见专业方案。 在焊接过程中，将以焊接工艺卡的形式对本方案进行进一步细化，下发作业班组并进行技术交底，针对性指导现场焊接施工。 2.编制依据 1）评定合格的焊接工艺评定报告 2）赛鼎工程有限公司设计的技术文件及施工图纸 3）GB50236-2009 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 4）GB50235-1997 工业金属管道工程施工及验收规范 3.工程概况 本工程管道除空分装置冷箱外涉及以下材质：碳钢（20#、L245、Q235A）、低温钢（A333 Gr.6、A671 CC.60）、不锈钢（304、304L、316、1Cr18Ni9Ti）、铬钼合金钢（15CrMoG、12Cr1MoV）等。总焊接量约为25万DIN，分布于空分装置、低温甲醇洗、煤气水分离。变换煤气冷却、酚回收各工段。 4.通用要求 4.1.现场管线材质选用及焊材烘干一览表 钢号焊条牌号焊丝烘干温度(℃) 恒温时间（分）碳钢管(20#、L245、Q235A）J426 J427 H08Mn2SiA 350～400 60 低温管（A333 Gr.6、A671 CC.60）W707 TGS-1N 350～400 60 15CrMoG R307 H13CrMoA 350～400 60 铬钼合金钢管 12Cr1MoVG R317 H08CrMoVA 350～400 60
管道焊接常用标准 金属管道种类繁多、数量大，使用工况千差万别。我国不同行业采用不同的应用标准体系，标准之间差别很大。当然，由于金属管道的工况，如温度、压力、介质、环境等不同，标 准有差距是客观存在的。例如，电力电站管道高压、高温、蒸汽介质居多；石化、石油管道受压、腐蚀介质居多；化工行业管道还有剧毒介质（如氯气）；机械行业压力容器，按使 用情况及工况分成低压、中压、高压、超高压，按容器类别分成第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器。船舶管道有高压的蒸汽管道、主机冷却的海水管道（承压及受 腐蚀）、污水管道（承压及受高温）、燃油输送管道、压缩空气管道等，在不同的工况条件下运行。以下择要介绍一些基本标准。 一、压力管道分类 1. 压力管道的定义 压力管道是指在生产、生活中使用的可能引爆或中毒等危险性较大的特种设备及管道。 ① 输送GB5044① 《职业性接触毒物性危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道。 ② 输送GB5016②《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道。 ③ 最高工作压力不小于（表压，下同），输送介质为气（汽）体及液化气体的管道。 ④最高工作压力不小于，输送介质为可燃、易焊、有毒以及有腐蚀性或高温工作温度不小于标 准沸点的液体管道。 ⑤ 上述四项规定管道的附属设施（弯头、大小头、三能、管帽、加强管接头、异径短管、管箍、仪表管、嘴、漏斗、快速接头等管件；法兰、垫片、螺栓、螺母、限流孔板、盲板、法 兰盖等连接件；各类阀门、过滤器、流水器、视镜等管道设备，还包括管道支架以及安装在压力管道上的其他设施）。 ① GB5044分为四级（与99容规相同）：极度危害（1级）
管道全自动焊接技术及工艺控制 管道全位置自动焊接就是指在管道相对固定的情况下，焊接小车带动焊枪沿轨道围绕管壁运动，从而实现自动焊接。一般而言，全位置自动焊接装置由焊接小车、行走轨道、自动控制系统等部分组成。研制全位置自动焊接装置的目的就是为了提高焊接质量和劳动生产率、减轻工人的劳动强度。 一、焊接小车 焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。焊接小车应具有外形美观、体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。送丝机构必须确保送丝速度准确稳定，具有较小的转动惯量，动态性能较好，同时应具有足够的驱动转矩。而焊枪摆动调节机构应具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。 二、焊接轨道 轨道是装卡在管子上供焊接小车行走和定位的专用机构，其的结构直接影响到焊接小车行走的平稳度和位置度，也就影响到焊接质量。轨道应满足下列条件：装拆方便、易于定位；结构合理、重量较轻；有一定的强度和硬度，耐磨、耐腐蚀。轨道分为柔性轨道和刚性轨道两种。所谓刚性轨道就是指轨道的本体刚度较大、不易变形，而柔性轨道则是相对刚性轨道而言。两种类型的轨道各自有各自的特点。刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接小车行走平稳，焊接时焊枪径向调整较小，但重量较大、装拆不方便。而柔性轨道装拆方便、重量较
精心整理 目录 1、编制说明.............................................................2 2、工程概况.............................................................2 3、工程主要实物量.......................................................3 4、施工组织.............................................................4 567891011121314151.编制说明 1.1目的和范围 为保证焊接这一特殊工序的全过程能得到有效的控制和顺利实施，确保管道焊接的质量和施工进度，特编制管道焊接方案用以指导现场的焊接工作。本方案的实用范围：榆横煤化工项目一期（Ⅰ）工程1290b 全厂工艺及供热外管安装工程管道的焊接施工。 1.2编制依据
2. 、 置空气、化学污水、脱盐水、C4燃料气、燃料油、火炬气、烃类凝液、己烯-1、氢气、高压氮气、热水回水、热水供水、仪表空气、异戊烷、低低压过热蒸汽、低压氮气、低压过热蒸汽、混合C4、粗甲醇、甲醇、MTBE、回用水补水、32%烧碱、聚合级乙烯气、聚合级乙烯、聚合级丙烯气体、聚合级丙烯、安全阀放空介质、98%硫酸、蒸汽冷凝液、净化水、急冷水等。 2.2施工范围和内容 我施工单位承接的是全厂系统工程全厂工艺及供热外管安装工程B标段的工艺管道的焊接工作，主要有5号、6号、8号、9号、10号、16号、17号、18号、19号、27号、28号、34号、 35号、36号管廊上管道焊接的工作。主要集中在榆横煤化学工业园西北处。本次焊接工程主要是
安全管理编号：YTO-FS-PD388 长输管道施工的焊接安全技术措施研 究通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
长输管道施工的焊接安全技术措施 研究通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 第一章前言 随着我国社会经济的全球化发展和能源消耗的日益增长，油气及其他介质的长距离输送已经广泛地用于各类行业之中，通过对管道施工过程中所存在的不安全因素及其相应的技术措施进行研究，我们可以充分了解到施工建设部门在不同长输管线的施工过程中，分别存在哪些技术难关，引进和采用了那些先进的技术措施。以此项研究为理论基础和借鉴经验，有利于提高建设质量水平和安全管理水平，更有利于我国的管道工业进一步与国际接轨并跨入世界先进行列。 第二章长输管道焊接施工的危险因素分析 2.1 长输管道施工的内容及特点 长输管道，又称干线管道，是指产地、储存库、使用单位之间的用于运输商品介质的管道。其将液体、气体或浆体从供应方输送到远方的用户，它不同于企业内部管道，具有管径大、距离长、输量大的特点，有各种配套辅
5、6 工艺管道焊接工艺要求 一、管道焊接施工要求 １、管道切口质量应符合下列规定： ⑴切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、 铁屑等； ⑵切口端面倾斜偏差不应大于管子外径得1%，且不得超过3mm; ⑶有坡口加工要求得,坡口加工形式按焊接方案规定进行. ２、管道预制时应按单线图规定得数量、规格、材质等选配管道组成件，并按单线图标明管道得系统号与按预制顺序标明各组成件得顺序号. ３、管道预制时,自由管段与封闭管段得选择应合理，封闭段必须按现场实测尺寸加工,预制完毕应检查内部洁净度，封闭管口,并按顺序合理堆放。 4、管道对接焊缝位置应符合下列规定: ⑴管道位置距离弯管得弯曲起点不得小于管子外径或不小于１０0mm； ⑵管子两个对接焊缝间得距离不大于5mm、 ⑶支吊架管部位置不得与管子对接焊缝重合，焊缝距离支吊架边缘不得小于50mm； ⑷管子接口应避开疏放水、放空及仪表管得开孔位置，距开孔边缘不应小于5０mm，且不应小于孔径。 5、管道支架得形式、材质、加工尺寸及精度应严格按照相关图集进行制作，滑动支架得工作面应平滑灵活，无卡涩现象。 6、制作合格得支吊架应进行防腐处理，并妥善分类保管.支架生根结构上得孔应采用机械钻孔。 二、管道安装 １、管道安装前应具备下列条件： ⑴与管道有关工程经检验合格，满足安装要求； ⑵管子、管件、管道附件等已检验合格,具有相关证件； ⑶管道组成件及预制件已按设计核对无误，内部已清理干净无杂物。 2、管道安装应按单线图所示,按管道系统号与预制顺序号安装。安装组合件时,组合件应具备足够刚性,吊装后不应产生永久变形,临时固定应牢固可靠。
洁净管道自动焊接技术 摘要：洁净管道自动焊接技术主要应用于电子、医药等行业的洁净厂房内洁净管道的施工。该方法能很好地满足洁净管道对其内、外洁净度以及焊缝内、外表面质量的极高要求，同时也能满足洁净厂房内对施工环境的严格要求。本文着重对该焊接技术的工艺原理、工艺方法、以及洁净管道的特点和施工作业环境等进行论述，以供今后同类施工借鉴。 关键词：洁净管道洁净度作业环境焊接工艺工艺原理 1.前言 我公司于99年初承建了长春TFT－LCD工程（彩色液晶先导工程），并开发了洁净管道自动焊接新技术。通过该工程的施工建设，总结出一整套关于洁净管道焊接的新工艺。目前此项技术填补了整个东北地区在洁净管道施工方面的空白，该技术已达到了国内领先水平。 2.洁净管道简介 2.1.洁净管道的管材特点 洁净度级别高的洁净管道一般选用BA抛光管或EP抛光管，他们的材质为316或316L（优质低碳或超低碳不锈钢）。BA管采用充氩气加热处理而成，EP管采用电解研磨方式加工而成。EP管的平面光滑度及平整度优于BA管，其内、外表面极其光亮。以下，我们就EP管和BA管（统称洁净管道）的焊接工艺作详细介绍。 2.2.洁净管道焊接的特殊要求 洁净管道的焊接除了要达到常规工业管道对焊缝的要求外，还要求焊接时管内、外表面不受污染，焊缝内、外表面必须特别光亮，与母材基本一
致。焊缝与母材平滑过渡，内、外余高不可过大，与母材基本平齐。由于洁净管道大多在洁净间内作业，因此切割焊接时必须保证作业环境不受污染，做到无烟、无尘。为此，我们必须选用先进的焊接设备和技术，进行洁净管道的施工。 3.工艺原理 为了满足洁净管道焊接的特殊要求，我公司引进了美国Arc Machines 公司生产的轨道式管道自动焊机，该焊机由M－207A电源、冷却水箱及焊头组成。使用该焊机，管材可以不开坡口，实行无间隙组对，通过母材自溶，形成焊接接头，可以避免管内受到外界污物的侵入。 该焊机实行全电脑控制，程序化操作。编制焊接程序时应根据管材的外径将接头端面划分为若干个扇区，称之为级，如图所示： 图中将接头划分为四个扇区，即分为四级，每个焊接程序最多可以有100级，每个级内都设有脉冲电流峰值、脉冲电流基值、脉冲频率、焊接方向、旋转方式、焊接速度等多种控制参数。可以根据各级所在位置合理地设定相应的焊接参数，使每一小段焊缝都能满足焊接要求，形成动态模式，从
管道焊接施工工艺标准 1.适用范围 本工艺标准适用于工厂管道预制加工和野外现场管道安装工程的焊接施工作业指导。 2.引用标准 2.1《特种设备焊接工艺评定》JB4708-2008 2.2《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97 2.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98 2.4《电力建设施工及技术验收规范》(火力发电厂管道篇)DL5031-1994 2.5《电力建设施工及技术验收规范》（火力发电厂焊接篇）DL5007-1992 2.6《化工金属管道工程施工及验收规范》HG20225-95 2.7《石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501-2001 2.8《西气东输管道工程焊接施工及验收规范》1（2010年6月4日）2.9《石油天然气站内工艺管道焊接工程施工及验收规范》SY0402-2000 2.10《石油和天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-1995 2.11《钢质管道焊接及验收》SY/T 4103-2005 2.12《输油输气管道线路工程施工技术规范》Q/CVNP 59-2001 2.13《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GBJ126-89 2.14《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
2.15《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000 2.16《焊接工艺评定规程》（电力行业）DL/T868-2004 2.17《火力发电厂锅炉压力容器焊接工艺评定规程》（电力行业）SD340-1989 2.18《核电厂相关焊接工艺标准》（ASME ,RCC-M） 2.19《核电厂常规岛焊接工艺评定规程》（核电）DL/T868-2004 2.20《锅炉焊接工艺评定》JB4420-1989 2.21《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录I（锅炉安装施工焊接工艺评定）（1999版） 2.22《石油天然气金属管道焊接工艺评定》SY/T0452-2002 2.23《工业金属管道工程质量检查评定标准》GB50184-93 2.24《锅炉压力容器焊接考试管理规则》（国家质监总疫局2002版） 2.25《承压设备无损检测》JB4730-2005.1，2，3，4，5各分册 3.术语. 3.1焊接电弧焊：指用手工操作电焊条的一种电弧焊焊接方法。管道焊接常用上向焊和下向焊两种。 3.2自动焊：指用焊接机械操作焊丝的一种电弧焊焊接方法。管道焊接常用热丝熔化极氩弧焊、涂层焊丝氩弧焊、药芯焊丝富氩二氧化碳焊混、（半）自动下向焊、二氧化碳（半）自动焊、埋弧自动焊等焊六种。 3.3钨极氩弧焊：指用手工操作焊丝的一种惰性气体保护焊焊接方法。
管道焊接技术方案 4.4.1 焊接程序 管道焊接技术方案 4.4.1 焊接程序 审查图样及设计文件 焊接工艺评定 编制焊接施工方案 现 场 施 焊 焊 接 设备 条 件 环境条件 焊工管理 焊工岗前培训 焊工岗前考试 签发上岗证 记 录 回 收 材料检验与管理 入库储存 进厂复验 焊条烘烤 发放使用 焊缝外观检验 焊缝无损检测 返工 返工 焊前预热 坡口加工与组对 焊后热处理（碳钢） 硬度试验（碳钢） 焊后表面酸洗、钝化（不锈钢）
4.5.2 焊接方法的选用 工艺管线采用手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的方法。 4.5.3 焊接材料的选用 4.5.4 焊接工艺评定
我公司已有焊接工艺评定，并依据焊接工艺评定报告，编制焊接工艺指导书。根据业主、监理要求，在现场焊接施工前，对需要重新组织工艺评定的焊材，由焊接责任工程师组织工艺评定试验，经批准后才可进行施焊。 4.5.5 焊接人员要求 担任本工程焊接任务的焊工必须是经过焊接基本知识和实际操作技能的培训，并取得相应的焊工考试合格项目。 4.5.6 焊接施工环境要求 环境温度低于0℃时，必须采取措施提高环境温度； 手工电弧焊时，风速不得超过8m/s； 手工钨极氩弧焊时，风速不得超过2m/s； 相对湿度不得大于90%；雨、雪天必须停止施焊。 4.5.7 焊接材料的保管 ①焊接材料具有产品质量证明书。并且其检验项目和技术指标必须符合要求。 ②焊接材料必须进行验收。验收合格后，作好标识，入库储存。 ③焊接材料存放于干燥、通风良好、温度大于5℃，且相对湿度小于60%的库房内； ④焊条、焊丝有专人负责保管、烘干和发放，并做好烘干、发放和回收记录，
我国长输管道下向焊接技术的现状及发展趋势 （中原石油勘探局建筑安装工程公司） 摘要: 本文根据我国长输管道建设的发展历程,总结了全纤维素型、混合型、复合型三种手工下向焊接技术及活性气体保护、药芯焊丝自保护两种半自动下向焊接技术和全自动活性气体保护焊与全自动药芯焊丝下向焊接技术的工艺特点及在我国长输管道建设中的应用状况，指出了全自动活性气体保护焊和全自动药芯焊丝下向焊将是我国长输管道下向焊接技术的发展方向。 关键词: 常输管道下向焊接现状发展 1.引言： 随着石油天然气及石油化工工业的发展，以西气东输工程为标志，我国的长输管道建设高峰期已经到来。长输油气管道越来越向大口径、高压力输送方向发展。长输管道下向焊接技术自20世纪60 年代引进中国以来，经过几十年的发展，目前我国已具有成熟的手工下向焊接技术，正在普及半自动气保护焊接技术，全自动气保护焊接技术与下向焊接技术的结合做为长输管道焊接技术发展的趋势将会在全国长输管道建设中大力推广。2．手工下向焊接技术的应用与发展 手工下向焊接技术是自60 年代中期发展起来的，由于与传统的向上焊接相比具有焊缝质量好、电弧吹力强、挺度大、打底焊时可以单面焊双面成型、焊条熔化速度快、熔敷率高等优点，被广泛应用于管道工程建设中。随着输送压力的不断提高，油气管道钢管强度的不断增加，X50、X56、X60、X65 等钢管被广泛采用，手工下向焊接技术也经历了由传统的全纤维素型下向焊一混合型下向焊T复合型下向焊接这一发展进程。 2．1 全纤维素型下向焊接技术 纤维素下向焊条中含有约25—40%的有机物，具有很强的造气功能，在增加保护气的同时增加了电弧吹力，保证了在管接头对接焊缝3—6 点位置向熔池的稳定过渡。焊接时弧压较高，以增加电弧吹力和挺度，阻止铁水和熔渣下淌。该工艺的关键在于根焊时要求单面焊双面成型；仰焊位置时防止熔滴在重力作用下出现背面凹陷及铁水粘连焊条。我国早期的下向焊均是纤维素型。现在，在一些区域性的长输管道建设工程及一些水网地带，自动、半自动焊接机具和设备因环境限制不易进入的地区的长输管道建设工程多采用此工艺，如目前正 在建设中的镇海炼化一杭州康桥成品油管道工程；濮阳--临沂天然气管道工程等 长输管道工程。全纤维素型下向焊接参考工艺见表 1 表1全纤维素型下向焊接参考工艺
检修公司西工业区项目部135MW#2锅炉高温过热器 12Cr1MoVG焊接工艺标准 项目名称：西工业区135MW#2锅炉高温过热器检修焊接 单位：石河子天富水利电力有限责任公司检修安装分公司 工作单位：石河子市国能能源投资有限公司西工区分公司 时间：二零一五年七月 1
小管径斜45°对接气焊工艺（OFW ） ——12Cr1MoV Φ38×5mmV 形坡口对接焊——： 针对西工业区#2锅炉的高温过热器焊接，材料为12Cr1MoVG ，直径 为38mm 、管壁的厚度为5mm ，检修公司采用右焊法进行焊接。 一． 焊前准备 1. 过热器材料：12Cr1MoVG Φ38×5mm; 2. 材料及坡口：锅炉高温过热器管道，60°±5°V 形坡口，钝边 0.5~1mm ，如图1所示; ×4.5 图（1） 3. 焊接位置：45°; 4. 焊接要求：单面焊双面成形； 5. 焊接材料：焊丝H08CrMoVA Φ2.5；（详见表1） 表（1） 6．焊接工具选用 （详见表2）
3 表（2） 7．焊接选用气体：氩气 8．试件清理：清理坡口面及坡口内外面20mm范围内的油污、锈蚀、水分及其它污物，至露出金属光泽；表（2） 9. 装配及点固：装配间隙2.5~3mm、点固在11点钟和2点位置长度为10mm，试件45°固定，由下端6点钟的位置始焊；如图所示（2） 二. 焊接工艺参数 1．层数要求：焊接两层 2．操作方法：采用右焊法焊接 3．焊接火焰：中性焰或轻微碳化焰，目的是防止合金元素的氧化烧损； 4．焊嘴倾角：与试件轴向夹角为80°左右，焊嘴偏向下坡口，因为温度是向上走的；如图所示（1） 5．焊炬倾角：与试件所焊部位的切线方向的夹角为60°左右; 6．焊丝的角度：与试件轴线方向的夹角为90°左右； 7．焊炬与焊丝的夹角一般为30°左右； 图（2）
集中供热工程施工第三标段工程 管道焊接方案 批准人： 审核人： 编制人： 管道焊接方案 1、工程概况及措施编制依据： 工程概况: 本工程为城区集中供热工程施工第三标段，管道直径为DN1400，采用高密
度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件，共约11500米管。灾后重建约1600米。本工程主要是管道口焊接，管道介质为热水，供回水温度分别为130℃、70℃。焊接方法采用氩电联焊或氩弧+二保焊。由于焊接工作量较大，因此必须制定科学合理的焊接技术方案，严格按焊接工艺评定和焊接作业指导书以及焊接规程进行施焊，加大焊接质量管理与奖惩力度，把好焊接质量关。 编制依据： 《城市供热管网工程施工及验收规范》 CJJ28-2014 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50236-2011 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB/T3323-2005 2 、工程所用材料要求： 本工程采用预制直埋保温管，其结构形式为：工作钢管+保温层（聚氨酯）+外套（高密度聚乙烯）。管材、管件必须具有出厂合格证或质量证明书。材质合格证应包括工作管（钢管）的合格证和保温层的合格证。我单位只负责工作钢管的焊接，焊口保温由业主另行委托。本工程钢管材质为Q235B。 焊材的选用： 本工程管道焊接采用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面方法，焊条选用型号为J427，氩弧焊丝采用TIG-J50（Ar、实心）、CO2保护焊ER50-6（CO2、药芯），焊条烘烤温度为350℃,烘烤恒温时间为2小时。烘好后放置在保温桶内随用随取。 3、焊接管理措施： 焊接设备：焊接设备应完好无损，其性能应能满足工程需要，焊接工艺参数调节可靠，电流表、电压表指示准确。 焊接工艺评定：焊接施工前应有相应的焊接工艺评定，焊接工艺评定应覆盖管道的材质、壁厚，并报审监理。工艺评定经批准后才可进行施焊。 施焊前由焊接责任工程师根据焊接工艺评定编制焊接作业指导书。焊工应严格按焊接作业指导书施焊。
管道焊接技术方案 441焊接程序管道焊接技术方案 4.4.1焊接程序
4.5.2焊接方法的选用 工艺管线采用手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的方法。 4.5.4焊接工艺评定 我公司已有焊接工艺评定，并依据焊接工艺评定报告，编制焊接工艺指导书。根据业主、监理要求，在现场焊接施工前，对需要重新组织工艺评定的焊材，由焊接责任工程师组织工艺评定试验，经批准后才可进行施焊。 4.5.5焊接人员要求 担任本工程焊接任务的焊工必须是经过焊接基本知识和实际操作技能的培 训，并取得相应的焊工考试合格项目。 4.5.6焊接施工环境要求 环境温度低于0C时，必须采取措施提高环境温度； 手工电弧焊时，风速不得超过8m/s； 手工钨极氩弧焊时，风速不得超过2m/s； 相对湿度不得大于90%雨、雪天必须停止施焊。 4.5.7焊接材料的保管
①焊接材料具有产品质量证明书。并且其检验项目和技术指标必须符合要求。 ②焊接材料必须进行验收。验收合格后，作好标识，入库储存。 ③焊接材料存放于干燥、通风良好、温度大于5C,且相对湿度小于60% 的库房内； ④焊条、焊丝有专人负责保管、烘干和发放，并做好烘干、发放和回收记录，焊条重复烘干不得超过两次； ⑤焊接所用氩气的纯度不低于99.9%。必须加强外送氩气的检测管理。 4.5.8 下料与坡口加工 为保证施工质量，现场制作坡口均采用机械加工的方法，项目部有专用的管 道切断机(ISD-450)，和管子坡口机(ISY-351-2、ISY-630-2 )，可以满足本工程不同厚壁管道坡口加工的需要。 坡口加工和检验时，要确保其尺寸和质量符合图纸和规范的要求，坡口应平整，无裂纹、分层和夹渣等缺陷。坡口检查合格，焊前还应用砂轮机和丙酮进行清理，去除油污、毛剌、水分、氧化物等，对于不锈钢和镍基合金母材，坡口打磨时要使用专门的砂轮片，为防止飞溅，坡口两侧各100mm范围内涂刷生石灰水，焊后连同药皮一起清理干净。 ①当壁厚w 17mm寸，开“V”坡口 A管道对接接头坡口型式如下图所示； B壁厚不同的管道组对时，当壁厚差大于2mm寸管道坡口形式如下图:
如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！ 奥氏体不锈钢管道焊接工艺规程 1 范围 本标准适用于工业管道、公用管道和发电厂奥氏体不锈钢管道焊接施工。本标准也适用于手工氩弧焊和手工电弧焊作业。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于标准，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB50235—97 《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB/T 983—95 《不锈钢焊条》 DL/T869-2004 《火力发电厂焊接技术规程》 劳人部[1988]1号《锅炉压力容器焊工考试规则》 HYDBP006-2004《压力管道安装工程焊接、热处理过程控制程序》 HYDBP018-2004《压力管道安装工程焊接材料管理程序》 HYDBP013-2004《压力管道安装工程材料设备储存管理程序》 HYDBP012-2004《压力管道安装工程材料设备搬运管理程序》 HYDBP008-2004《压力管道安装工程计量管理手册》 HYDBP007-2004《压力管道安装工程检验和试验控制程序》 HYDBP010-2004《压力管道安装工程不合格品控制程序》 劳动部发[1996]140号《压力管道安全管理与监察规定》 3 先决条件 3.1 环境 3.1.1 施工环境应符合下列要求：
3.1.1.1 风速：手工电弧焊小于8M/S，氩弧焊小于2M/S。 3.1.1.2 焊接电弧在1m范围内的相对湿度小于90%，环境温度大于0℃。 3.1.1.3 非下雨、下雪天气。 3.1.2 当环境条件不符合上述要求时，必须采取挡风、防雨、防寒等有效措施。 3.2 奥氏体不锈钢管道焊接控制流程图 见图1。 图1 奥氏体不锈钢管道焊接控制流程图 3.3 焊接材料 3.3.1 奥氏体不锈钢管道焊接材料的采购和入库（一级库）由公司物资部负责，按《物资采购控制程序》和《焊接材料保管程序》执行。
VCM装置-工艺管道焊接施工方案 1编制说明 本方案针对于新疆圣雄50万吨/年PVC项目（二）-VCM装置工艺管道的焊接。 2编制依据 施工图纸 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2010 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002 《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3525-1999 《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TGS D0001-2009 3工程概况及焊接特点分析 VCM装置工艺管道主要介质包括乙炔、12度冷冻水回水、7度冷冻水上水、除氧剂、任基苯酚、化学污水、冷冻盐水、冷却循环回水、冷却循环上水、脱盐水、盐酸、超低压蒸汽、低压蒸汽、混合气、氮气、稀碱液、工厂空气、氯乙烯、真空气、放空气等多种介质，其中高温、高压、有毒介质管道对焊接的要求较高，应严格按照焊接工艺施工。 20#、20G、Q235B、L245、16Mn是低碳钢，焊接性能较好，但是容易出结晶裂纹、高温液化裂纹、多边化裂纹，其发生部位大多在（焊缝、HAZ区、多层焊层间）、且还会出现内凹、咬边、气孔等缺陷，焊接过程中应严格按照焊接工艺施焊（工艺参数、接头形式、预热、焊接顺序）。 0Cr18Ni9、00Cr17Ni14Mo2是奥氏体不锈钢，碳当量低，焊接性能良好，但是容易出现晶间裂纹和应力腐蚀裂纹（沿晶开裂和穿晶开裂）、气孔、咬边等缺陷。所以在焊接过程中，除应严格按照焊接工艺施焊外，在焊接过程中还应注意对根部和焊缝的保护。在焊后应对焊缝进行钝化处理。 4焊接材料的选择 母材材质焊条焊丝 烘干温度 （℃） 恒温时间 （分） Q235B、20G、L245、20#J426 J427 HO8Mn2SiA350—40060 16Mn J507HO8Mn2SiA350—40060 0Cr18Ni9A102H0Cr21Ni10150—20060 00Cr17Ni14Mo2A022 H00Cr19Ni12 Mo2 150—20060 若以上烘烤温度与焊条生产厂家的烘烤温度不符，要以焊条生产厂家规定的烘烤温度进行烘烤。 5焊接方法的选择 为保证焊接质量和管内清洁，对接焊缝一律采用氩弧焊打底的焊接方法。 管径≤80mm，壁厚≤6mm的对接焊口采用全氩弧焊接；其它对接焊口采用氩弧焊打底、手工电弧焊填充并盖面的氩电联焊的焊接方法, 角焊缝采用手工电弧焊。 6电焊机选择 采用目前国内较先进的、性能稳定、质量可靠、节能型的ZX7-400ST型逆变直流焊机或者硅整流焊机。 7焊材烘烤、发放及使用管理
1 适用范围 本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢、合金钢、低温钢、耐热钢、不锈钢和异种钢等压力管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及其焊后的热处理施工。 2 主要编制依据 2.1 GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 2.2 DL5007-92 《电力建设施工及验收技术规范（焊接篇）》 2.3 SH3501-1997 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》 2.4 GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》 2.5 CJJ28-89 《城市供热管网工程施工及验收规范》 2.6 CJJ33-89 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》 2.7 GB/T5117-1995 《碳钢焊条》 2.8 GB/T5118-1995 《低合金钢焊条》 2.9 GB/T983-1995 《不锈钢焊条》 2.10 YB/T4242-1984 《焊接用不锈钢丝》 2.11 GB1300-77 《焊接用钢丝》 2.12 其他现行有关标准、规范、技术文件。 3 施工准备 3.1 技术准备 3.1.1 压力管道焊接施工前，应依据设计文件及其引用的标准、规范，并依据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）。如果属本公司首次焊接的钢种，则首先要制定焊接工艺评定指导书，然后对该种材料进行工艺评定试验，合格后做出焊接工艺评定报告。 3.1.2 编制的焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）必须针对工程实际，详细写明管道的设计材质、选用的焊接方法、焊接材料、接头型式、具体的焊接施工工艺、焊缝的质量要求、检验要求及焊后热处理工艺（有要求时）等。 3.1.3 压力管道施焊前，根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交底，并做好技术交底记录。 3.1.4 对于高温、高压、剧毒、易燃、易爆的压力管道，在焊接施工前应画出焊口位置示意图，以便在焊接施工中进行质量监控。 3.2 对材料的要求