文档介绍：油气钢管焊接知识
随着石油工业的发展,钢管输送油气以其安全经济、专能、高效而飞速发展。长距离、高压力、大口径已经成为陆上油气输送钢管的发展方向,管线用钢X56—X70系列高强钢已广泛用于钢管建设中, X80高级强度管线钢管也处于开发应用阶段,如德国1993年建成一条直径1200mm、126km长的X80管线,1994年加拿大试建一条Φ1200mm\33km,X80管线。由于油气管线飞速建设的需要,钢管焊接工艺、焊接材料、焊接设备等也相应有了很大发展,国内外已具备了不少成熟的钢管施工的焊接设备和焊材,以下为有关国外著名厂家生产的管线焊接用设备和材料的调查情况供参考。
1. 世界油气管线常用的焊接工艺
70、80年代管线的焊接主要以半自动CO2焊和下向纤维素焊条手工焊为主,由于这些方法为手工操作,因此效率低,且焊接质量也受到了工人技能水平的制约,80年代中期,由于电力电子技术和计算机技术的不断发展,焊接设备的控制技术进入智能化时代,因此为钢管焊接自动化新设备、新工艺的成功发展创造了条件,使钢管的焊接质量和焊接效率有了很大提高,如林肯公司开发的STT(The Surface Tension Transfer)CO2气保焊电源技术和设备,以其柔和的电弧,极小的飞溅和极佳的打底焊质量引起了世人的关注,成为钢管焊接,特别是打底焊首选的方法之一。又如MAGNATECH公司生产的钢管全位置自动焊接设备,应用了自适应控制技术,不仅克服了人工操作的水平制约,而且大大提高了焊接效率和质量。
归纳目前钢管焊接的施工工艺主要有下述几种:
立下向纤维素焊条打底焊,CO2气保焊填充面。
由于CO2焊生产率高、成本低,该方法近年来不断得到推广和应用,但对油气钢管焊,要实现全位置焊接必须在较小的电流范围内,用短路过渡形式完成,而短路过渡方式用于打底焊易出现未焊透等缺陷,因此采用立下向纤维素焊条打底实现单面焊,背面成型,然后再用效率高的CO2气保焊填充面,这种工艺应用较普遍。
用纤维素下向焊条手工焊,当有硫化氢腐蚀较严重的管线或在寒冷环境中运行的管线,采用低氢型立下向焊条焊接。
由于手工焊的灵活性以及焊接设备的要求不高等原因,目前室外管线的焊接,手工电弧焊的工作量仍占40—50%,例如近年来我国陕西至北京的管线工程就从伯乐公司购买了各种纤维素焊条1千多吨,预测今后几年我国油气管线的年需焊条量位3000—5000吨,并还有增加的趋势。
自保护药芯焊丝半自动焊
自保护药芯焊丝半自动焊特别适用于户外有风的场合,它不使用CO2靠药芯产生的气体保护,抗风性好,可用于钢管的高熔敷率的全位置焊,目前以林肯公司生产的自保护药芯焊丝为各国所认同,其品牌有:NR-207、NR-204-H、NR-208-H等多种,可适用于X70、X80等钢管的立下向焊。但该方法也存在打底焊时焊根易出现未熔合的缺陷。
高性能焊机的CO2气体保护半自动或全自动焊。
由于对CO2气保焊短路过渡过程控制技术深入研究的结果,目前国外相继生产了对焊接电流和电压波形进行适时控制或对输出特性进行电能控制的高性能电源,前述的美国林肯公司的STT表面张力过渡焊接技术就属于波形控制的范畴。基于焊接设备性能的提高,使得钢管实现半自动及全自动CO2气保焊得以很好实现,这就大大提高了焊接效率和焊