X80钢管道返修焊接工艺

X80管线钢激光-MAG复合横焊打底焊工艺作者：苗春雨焦向东朱加雷李京洋王凯来源：《机械制造文摘·焊接分册》2022年第02期摘要：以X80管線钢为研究对象，借助拉伸、弯曲、硬度等力学性能测试评价激光-MAG 复合横焊打底焊接头的力学性能。

研究了光丝间距对激光-MAG复合横焊焊缝成形的影响。

结果表明，光丝间距为2 mm时获得的焊缝对称性最好，复合热源耦合性能最好，熔池下淌倾向最小。

X80管线钢焊接接头的拉伸、弯曲和显微硬度试验测试结果满足API 5L标准要求。

关键词：激光-MAG复合横焊; 光丝间距; 复合热源; X80管线钢中图分类号： TG 4540前言激光电弧复合焊是新型高能束焊接方法之一，集合了激光焊与电弧焊两种热源的优势，弥补了激光焊能量利用率低、工艺适应性差的缺点[1]，在减小热输入、增加熔深、减小焊接缺陷、节约能源等方面表现出了极大优势[2-3]。

与传统电弧焊相比，激光电弧复合横焊可实现较大板厚的单面焊双面成形，不仅可以综合激光焊和电弧焊两者的优点，还可弥补横焊过程中熔池金属下淌，焊接工序复杂，焊接缺陷多等缺点，有利于增加熔深，提高横焊焊接接头尺寸均匀性、微观组织均匀性，可以大大提高横焊接头质量与性能[4-5]。

激光电弧复合横焊也具有广泛的应用领域，在输油管线、船舶和压力容器等大型厚壁件常常使用横焊的连接形式[6-9]，将激光-电弧复合横焊应用到厚壁件中，在提高焊接速度、焊接质量，减少焊接变形，抑制横焊侧壁未熔合和未焊透等焊接缺陷方面将表现出极大优势[10-12]。

1试验部分1.1试验设备及材料采用IPG公司生产的型号IPG YLS-4000的光纤激光器进行试验，焊机使用唐山松下产业机器有限公司生产的多功能MIG/MAG焊机，型号为YD-500GL5，试验设备和激光-MAG复合横焊原理如图1所示。

选用西气东输工程专用的X80管线钢为试验材料，试件尺寸为400 mm×70 mm×10 mm，坡口角度为上坡口30°，下坡口20°，钝边为4 mm。

X80管线钢低氢焊条根焊技术薛慧;孔繁荣【摘要】目前我国大直径长输管道大部分采用X80管线钢， X80钢根焊道的焊接常采用管道全位置自动焊、 STT和RMD半自动焊、钨极氩弧焊以及焊条电弧焊等工艺。

管道全位置自动焊设备昂贵、适应性差。

STT和RMD半自动焊焊接时灵活性较差，必须严格防风措施。

钨极氩弧焊的抗风能力差且焊接效率太低。

低氢焊条电弧焊虽操作难度大且焊接效率不高，但灵活性强、焊接接头力学性能好且设备简单，适应于返修、连头和不良地段的焊接。

详细介绍了X80管线钢低氢焊条根焊焊道的焊前准备、焊接操作技术及焊接工艺参数。

%At present, X80 pipeline steel mostly was used in large diameter long-distance pipeline in China. In X80 steel root welding, it usually adopts all position automatic welding, STT and RMD semi-automatic welding, tungsten argon arc welding, shielded metal arc welding, etc. The equipment of pipeline all position automatic welding is expensive, poor adaptability;windproof measures must be strictly controlled in STT and RMD semi-automatic welding;The poor ability to resist the wind for tungsten argon arc welding and its welding efficiency is too low. Although high operation difficulty and low welding efficiency for low hydrogen electrode arc welding, but it is with good flexibility and simple equipment, the mechanical properties of welded joint are good, suitable for welding repair, butt welding and welding in bad location. In this article, it detailedly introduced preparation before welding, welding technology and welding parameters for X80 pipeline steel low-hydrogen electrode root welding bead.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P41-43,68)【关键词】焊管;X80;焊接;焊条电弧焊;根焊道;操作要点【作者】薛慧;孔繁荣【作者单位】中国石油天然气管道第二工程公司培训中心，江苏徐州 221008;中国石油天然气管道第二工程公司培训中心，江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TE973.3我国长输管道工程焊接在20世纪80年代以前全部采用焊条电弧上向焊技术。

X 80管线钢焊接工艺参数研究李为卫1,赵新伟1,霍春勇1,冯耀荣1,余大涛1,高惠临2,岳振玉2(1.中国石油天然气集团公司石油管力学与环境行为重点实验室,陕西西安710065;2.西安石油大学,陕西西安710065)摘　要:采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了线能量和预热温度对X 80管线钢焊接热影响区冲击韧度的影响规律,并分析了其原因,从而推荐出最佳焊接工艺参数。

关键词:X 80管线钢;焊接;工艺参数中图分类号:T G 142.41;T G 445 文献标识码:A 文章编号:100123814(2004)0720036202I nvestiga tion for W eld i ng Procedure Param eter of X 80P ipel i ne SteelL IW e i 2w e i 1,ZHAO X in 2w e i 1,HUO C hun 2yong 1,FENG Ya o 2rong 1,Y U D a 2ta o 1,GAO Hu i 2lin 2,Y U E Zhe n 2yu2(1.T he K ey L abora tory f or M echan ica l and E nv ironm en ta l B ehav ior of T ubu la r Good s ,CN PC ,X i ’an 710065,Ch ina ;2.X i ’an P etroleum U n iversity ,X i ’an 710065,Ch ina )Abstract :T he effect ru le of inpu t energy and p reheat temperatu re on i m pact toughness of X 80CGHA Z w as investi 2gated and analysed by ho t si m u lating techno logy ,the m ethod of enginn ing m easu re and the m ethod of m icro scope anal 2yse .T he op ti m um w elding p rocedu re param eter w asrecomm ended .Key words :X 80p i peline steel ;w elding ;p rocedu re param eterΞ　为适应未来长输油气管线大口径、高压输送的发展需要所研制开发出的X 80高性能管线钢[1],通过微合金化、超纯净冶炼和现代控轧控冷技术,其原材料的强韧性已基本得到解决,然而对其焊接工艺包括预热温度、线能量、层间温度以及冷却速度等还没有做足够的试验研究工作,焊接技术相对还不成熟。

第３０卷第２期石油工程建设３ｌ熊林玉，杜则裕，董丽红，李云涛（天津大学材料乖珥学与工程学院焊接壹呵｝室，天津３㈣２）摘要：管道钢是一种微舍金控轧钢，随着石油天然气需求的增长噩油气开发的进展，管道钢正朝着高强度、高韧性的趋势发展。

高强度、长距离、大口径管道已经成为输气管道的发展方向。

文章分析了高强度ｘ８０钢管道的热影响区的软化、焊缝金属与母材的匹配厦产生焊接裂纹的可能性，介绍了管道环缝焊接工艺，还列举了国外ｘ８０铜管道的焊接工程实例。

关键词：ｘ８０铜；高强钢；管道；焊接性；焊接工艺；国外工程中图分类号：ＴＥ９７３．３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—２２０６（２００４）０２—００３１＿０４Ｏ引言随着人们对能源需求的增长，对石油和天然气的需求量将越来越大。

而在发达地区和易开采地区，一般油气资源都已得到充分利用。

为了满足日益增长的需求，油气开发的重点已向边远地区或海洋中转移，这样一来输气条件就变得恶劣了，因此对管道的要求也更加严格。

从经济性的角度出发，需要提高输送能力，因为同样的输送量，提高钢管强度就可以减小其壁厚，从而降低成本。

目前管道的输送压力已从２０世纪５０年代的４．５ＭＰａ提高到现在的１０一１５ＭＰａ，相应的管道级别也已从ｘ４２发展到Ｘ８０甚至ｘｌｏｏ、ｘ１２０。

表ｌ给出了目前国外已建成的ｘ８０输气管道情况。

随着我国管道事业的发展，中俄、中哈管道建设的来』艋，高强度ｘ８０钢管道的使用已经提上日程。

而管道在运行过程中，将承受高压力，沿删舻驴驴《Ｐ妒《口、毋’口、扩‘ｑＰ毋护驴驴驴驴驴＿夕、尹舻舻舻驴舻驴驴舻舻书《口、毋护《ｇ、《ｈ驴《｝妒妒妒驴舻舻驴（３）遇有风沙、雨天或清晨有露水、阴天空各领域，油田从２０世纪９０年代仞开始应用玻璃气湿度过大时应停止施工，以保证层间结合牢固。

钢管道替代钢管道．解决了油田管道的腐蚀问题，（４）在铺装玻璃钢时，不能穿鞋直接踩踏泡效果显著。

玻璃钢与钢材相比质量小（是钢的１／沫板，以免踏坏中间层。

天津大学博士学位论文X80管线钢焊接工艺及可靠性研究姓名：***申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：***20050601盔鲨查羔１兰±：兰堕笙兰表２—７为宝钢研制的Ｘ８０管线钢化学成分Ｔａｂｌｅ２－７ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆＸ８０（ｗｔ％）另外，Ｘ８０钢是高度的“洁净钢”，现代冶金技术的发展已经能够确保杂质元素和气体元素低或超低。

目前国外管线钢的纯净度可达到Ｓ≤５×１０‘４％、Ｐ≤５０×１０４％、Ｎ≤２×１０４％、Ｏ≤１０×１０‘４％、Ｈ≤１×１０‘４％。

２．３Ｘ８０管线钢及其焊接接头的金相组织测试及分析对所研究的Ｘ８０管线钢及其焊接接头（焊接工艺方案：ｓＴＴ半自动焊＋焊条电弧焊）进行了金相组织测试。

由焊缝金属组织图２．１可以看出细长的柱状晶的方向性。

从图２－１还可以看出其组织为：针状铁素体＋粒状贝氏体＋黑色点状珠光体组织＋少量的块状铁素体。

图２—２是熔合线附近的组织。

可以看出熔合区的金相组织主要是粒状贝氏体，（ａ）图２－１焊缝金属组织ＭｉｃｒｏｃｍｃｔｕｒｅｏｆＷｅｌｄＦｉｇ．２－１翌，！兰塑壁垒型垡二立壁坌丝垫生垡堡兰塑型堕塞（ａ）Ｃａ）图２－２熔合线附近组织Ｆｉｇ．２．２ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｕｓｉｏｎＺｏｎｅ图２－３细晶区组织Ｆ蟾．２－３ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｉｎｅＣｒｙｓｔａｌ（ａ）图２－４母材显微组织Ｆｉｇ．２－４ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢａｓｅＭｅｔａｌ２０（ｂ）∞（”尽管熔合医较窄，但其晶粒粗大，组织不均匀，对焊接接头强度、塑性都有很大影响，在许多情况下，该区是产生裂纹和局部脆断的发源地。

焊缝与粗晶区可以看到明显的分界处，即熔合线部位，两部分组织对比鲜明。

粗晶区组织如图２－３为分布很不均匀的粗大的板条状马氏体＋粒状贝氏体。

细晶区组织晶粒细小，有大量的针状铁素体＋片状铁素体＋黑色点状珠光体、＋大量的灰黑色粒状贝氏体。

X80钢的焊接工艺及实验大纲一、X80钢管的焊接性1、主要化学成分百分比以及焊接性的分析： 元素 C Mn S P Si Nb V Ti 成分 0.09 1.85 0.022 0.005 0.42 0.08 0.06 0.025 元素 Al N Cu Cr Mo Ni —— —— 成分 0,06 0.008 0.3 0.45 0.35 0.5 —— ——Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+（Cu+Ni ）/15 =0.43Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B =0.23碳当量处于0.40——0.60之间并且小于0.45所以X80钢焊接性能良好。

并且抗裂性优越所以一般在环境温度为5℃以上时不用焊前加热。

二、焊接工艺流程简介与分析1、焊接方法的选择：采用GMAW 焊接方法，内焊机打底，外焊机热焊、填充盖面，5G 向下焊工艺。

2、焊接电源的选择：目前试焊阶段采用林肯DC ——400或者CH-500 Pro 逆变焊接电源。

3、焊材的选择：ARC-81Ni1M 金属粉芯焊丝，打底焊接用φ1.0mm 焊丝；热焊、填充、盖面用φ1.2mm 焊丝。

注：焊接材料一定经过严格厂家的检测，要符合国际标准。

应该让厂家提供其先关的性能和化学成以及质量分析报告。

4、坡口形式的选择：采用“U ”“V ”复合型坡口焊接。

虽然加工要比V 型坡口难度大，但是出于焊接变形应力、焊材填充量、焊缝内部成型质量方面的考虑我们采用此种坡口。

坡口类型如下 1）、坡口形式一Rfahbd注：d=18.4mm r=3..2mm f=1.5mm —1.8mm a=5℃b=37.5℃ h= 1.3mm —1.5mm坡口分析：此种坡口根部半径为3.2mm 比较大，可在热焊时能够增加焊接的 榕深，保证热焊与跟焊的熔透，但是焊材的填充量可能会稍有点大。

2）、坡口形式二Rfahbd注：d=18.4mm r=2.4mm f=1.5mm —1.8mm a=5℃b=37.5℃ h= 1.3mm —1.5mm坡口分析：此种坡口可减少焊材的填充量，但是根部半径和内坡口角度小，可能会导致跟焊与热焊未熔透。

X80高强钢焊缝返修技术研究摘要：随着国内天然气需求的增长，西气东输二线工程已于2008年初全面开工。

主线路用钢管的强度等级为api5lx80，管外径1219mm，壁厚范围为18.4～33mm，设计压力为12mpa，由于主线路管材为x80钢，其焊缝的返修也是一个值得重视的课题，一次返修合格率将直接影响整个工程的质量和施工进度，本文主要以现场施工经验介绍一下针对现场焊接x80钢出现的缺陷的位置、种类和所采用的返修技术。

关键词：x80高强钢缺陷打磨返修工艺注意事项一、焊接设备、焊接材料1.焊接设备选用dc-500直流逆变弧焊电源。

2.焊接材料根焊采用日本神钢生产e7016（lb-52u）碱性低氢型电焊条，此焊条在使用较小电流焊接时，电弧稳定性非常好，根焊质量高。

填充、盖面采用四川大西洋e5515碱性低氢型电焊条，焊条在使用前要求烘干温度为350℃-400℃，恒温2h，焊条使用时存放于保温桶内做到随用随取。

化学成分见表2。

二、预热1.缺陷清除前的预热在正常情况下返修预热是在焊接缺陷被清除后，焊接前进行。

但由于管线材质强度较高，在缺陷清除前就应该对返修焊缝进行预热，其目的是使返修处焊接接头的塑性、韧性得到改善，能有效防止在缺陷的清除过程中焊缝产生裂纹。

2.焊接前的预热焊前的预热是保证返修质量的重要因素。

预热的目的就是降低冷却速度，避免裂纹、未熔合等缺陷的产生。

预热温度应比正常管口组对提高30℃～50℃。

不论返修焊缝多长，均应将环焊缝全长均匀加热。

三、缺陷打磨1.缺陷打磨前，先将缺陷位置焊缝表面的铁锈等杂物清理干净，对照焊口rt报告确定位置和缺陷类型。

返修焊工在打磨清除缺陷时应随时注意观察，以便及时发现缺陷，确保缺陷被完全清除。

2.当缺陷深度在根部或超过壁厚2/3时，返修处的温度低于焊接工艺要求时，应及时对整个焊口进行加热，防止产生裂纹。

3.焊接返修的坡口形状应符合返修焊接工艺的要求，如需要全壁厚返修时，坡口角度应能使焊条端部达到坡口根部，坡口角度一般为60°～70°，根部间隙为2.5～3.0mm，适当保留钝边1.5～2.0mm。

x80管线钢的工艺流程英文回答：The process for manufacturing x80 pipeline steelinvolves several steps to ensure its quality and durability. Here is a brief overview of the process:1. Raw material selection: The first step is to select high-quality raw materials for the production of x80pipeline steel. This includes choosing the right type of steel, such as low carbon steel or alloy steel, andensuring that it meets the required specifications.2. Steelmaking: The selected raw materials are then melted in a furnace to create molten steel. During this process, impurities are removed, and alloying elements are added to enhance the steel's properties. The molten steelis then poured into molds to form billets or slabs.3. Rolling: The billets or slabs are heated and passedthrough a series of rolling mills to reduce their thickness and shape them into the desired form. This process, known as hot rolling, helps to improve the mechanical properties of the steel and refine its grain structure.4. Heat treatment: After the initial rolling process, the steel undergoes heat treatment to further enhance its strength and toughness. This typically involves heating the steel to a specific temperature and then cooling it rapidly to achieve the desired properties. Common heat treatment methods include quenching and tempering.5. Pipe forming: The heat-treated steel is then shaped into pipes through a process called pipe forming. This can be done using various techniques, such as seamless pipe production or welded pipe production. The pipes are formed to the required dimensions and undergo further processing, such as sizing and straightening, to ensure theiruniformity and quality.6. Inspection and testing: Throughout the manufacturing process, the x80 pipeline steel undergoes rigorousinspection and testing to ensure its compliance with industry standards. This includes checking for dimensional accuracy, mechanical properties, and surface quality. Non-destructive testing methods, such as ultrasonic testing or X-ray inspection, may also be employed to detect any defects or flaws in the steel.7. Coating and finishing: Once the pipes are formed and tested, they are often coated with a protective layer to prevent corrosion and enhance their longevity. Common coating methods include external and internal coating, such as fusion-bonded epoxy coating or polyethylene coating. The pipes may also undergo additional finishing processes, such as threading or beveling, to prepare them for installation.中文回答：制造x80管线钢的工艺流程包括多个步骤，以确保其质量和耐久性。