格式RMD氣體保護焊與自保藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)在長輸管道施工中的應(yīng)用

RMD氣體保護焊與自保藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)在長輸管道施工中的應(yīng)用焊管.第32卷第4期.2009年4月?65??管道建設(shè)RMD氣體保護焊與自保藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)在長輸管道施工中的應(yīng)用馮成功，陳龍，朱紹全（中國石油天然氣管道局第二工程分公司，江蘇徐州221008）摘要:以建設(shè)阿聯(lián)酋阿布扎比原油管道工程為例，介紹了RMD氣體保護半自動根焊與自保護藥芯焊絲半自動填充,蓋面焊_y■藝的特點及其焊接工藝.為了適應(yīng)該工程對大管徑，厚壁X65鋼級鋼管的要求，利用先進的RMD根焊技術(shù)完成管道環(huán)縫根部焊接，利用熔敷效率高，全位置成形好和環(huán)境適應(yīng)能力強的自保護藥芯焊絲半自動工藝完成填充，蓋面焊接.此3.藝在焊接操作，焊接質(zhì)量，焊接速度等方面都有無可比擬的優(yōu)越性，因此在大直徑長輸管道施工中逐漸得到廣泛應(yīng)用.關(guān)鍵詞:RMD氣體保護焊;自保藥芯焊絲:X65級鋼管;長輸管道中圖分類號：TG457.6文獻標志碼：B文章編號:1001—3938(2009)04—0065—04ApplicationofSenii-aiitoWeldiiigTecluiologyintheCoiistnictionofLong一distanceTransportingPipeline-RMDGMAWandSelf-shieldedFCAWFENGCheng—gong.CHENLong,ZHUShao—quail(TheNo.2SiibsidiaiyCoiistnictionCoinpaiiyofCliiiiaPetiolemiiPipeliiieBiueau,Xiizhou221008,Jiangsu,China)Abstiact:hUlusaiticle,dieAbiiDhabiCnideOilPipeliiiePrqjectiiiUiiitedAi-abEnuratesistakenasaiiexainpletoiiitioducethenatmeoftheweldiiigpiocedmespecification,wliicliistheassenibleoftootbyRNIDgasslueldsenii一an一toinaticvveldiiigaiidfilliiigsbyself-sliieldedfliix-coredwiiesenii-automaticweldiiigaswellascap.aiidtheprocessit一self±iordeitoadapttheX65giadesteelpipeswitlilaigediaiiieteiaiidwalltliickiiessofADCOPPrqject,thead一vaiicedRNIDwelduigteclniologyisiisedfbirootcuciunferenceweldiiigaiidtheself^slueldedfliix-coredwiresenii-aii-toinatieweldiiigwitliitsliiglifiisionefficiencybetteiall-positioiishapeaiidsoiuidenviroiunentadaptablefbrfillingsaiidcapweldiiig.TliispiocessshowssuchweldiiigisudtlioiitstaiidiiigadvaiitagesiiioperatioiLqualityaiidspeed.Therefbrejtisgraduallyappliediiithelong-distaiicetraiispoitiiigpipeliiiewitlilaigediaineter.Keywords:RNlDgassliieldweldiiig;seif^sliieldedfliix-coredwiie;X65gradesteelpipe;loiig-distancetransportingpipeline0前言隨著我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展，能源需求也在不斷地增長,目前我國大直徑長輸管道建設(shè)已進入了個新的高峰期.特別是近年來,隨著俄羅斯遠東管道工程,西氣東輸二線，澀寧蘭管道復(fù)線工程，中亞管道等幾項國家（國際）重點工程的展開，很大程度上促進了管道焊接技術(shù)新的發(fā)展.采用何種焊接方法直接影響到長輸管道工程的焊接質(zhì)量，施工效率，成本投入等問題.我國長輸管道施工采用的焊接工藝方法已由傳統(tǒng)的手工下向焊工藝，向半自動化，全自動化邁進.但由于國內(nèi)自動焊技術(shù)發(fā)展緩慢且不夠成熟，國外自動焊設(shè)備租賃或購買費用昂貴，所以自保護藥芯焊絲半自動焊得到了廣泛的應(yīng)用.本文詳細介紹了RMD氣體保護半自動根焊與自保護藥芯焊絲半自動填充，蓋面焊組合的工藝特點，焊接工藝及應(yīng)用實例.中國石油天然氣管道局第二工程分公司（以966?焊管2009年4月下簡稱管道二公司）在西氣東輸二線及阿布扎比原油管道等國內(nèi)外重大管道工程中均采用了此種焊接工藝，并對該工藝進行了總結(jié)和完善,取得了良好的社會和經(jīng)濟效益.1工藝特點簡介11RMD氣體保護半自動焊接技術(shù)RMD是一種對焊接短路過度精確控制的焊接技術(shù),在焊接過程也能通過檢測焊絲短路電流發(fā)生時間來及時改變焊接電流和電壓參數(shù)，從而控制多余的電弧熱量,提高電弧推力，能在根部產(chǎn)生高質(zhì)量的熔深,成為一種動態(tài)精確控制技術(shù).RMD焊接技術(shù)能取代傳統(tǒng)的'FIG焊（惰性氣體鴇極保護焊）和纖維素焊條下向焊.RMD氣體保焊技術(shù)對晶粒細化有明顯的作用,具有明顯的優(yōu)越性.圖1RMD氣體保護半自動焊焊縫形貌與傳統(tǒng)的根焊技術(shù)相比,RMD氣體保護半自動焊具有以下優(yōu)點：⑴可以克服根部間隙不均勻，坡口不良，錯邊等焊接不利因素.⑵飛濺極少，且焊后不需要清渣，節(jié)省了層問清理時間.⑶焊縫成形美觀(見圖1),熔合性能好，有效防止未熔合現(xiàn)象，特別是在管圈底部(4點到6點位置)優(yōu)勢非常明顯.(4)根焊時，整個管圈從12點到6點之間的焊接都無須調(diào)整規(guī)范.⑸熱影響區(qū)較小，可有效地減少焊接變形和燒穿.⑹焊接速度快，焊接同一道焊口RMD根焊技術(shù)可節(jié)省一半時間，可大大提高施工效率.⑺采用RMD焊接在根焊過程中產(chǎn)生的接頭少,降低了焊接缺陷出現(xiàn)的幾率，提高了焊接質(zhì)量.(8)電源適應(yīng)性強，操作簡單,焊工易掌握.1.2自保護藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)自保護藥芯焊絲半自動焊在焊接過程中不需耍外加保護氣或焊劑，通過焊絲芯部藥粉中的造渣劑，造氣劑在電弧高溫作用下產(chǎn)生氣，渣對熔滴和熔池進行保護.近年來，自保護藥芯焊絲半自動焊在長輸管道施工中得到了廣泛的應(yīng)用，與手工電弧焊相比，自保護藥芯焊絲半自動焊有以下優(yōu)點：(1)焊絲為連續(xù)送進，焊縫接頭少，可大大減小焊接缺陷產(chǎn)生傾向，且節(jié)省了更換焊條的時間.(2)抗風(fēng)能力強，保護效果好.在風(fēng)速小于Hni/s的情況下，均不需采取任何防護措施，特別適用于野外施工作業(yè).(3)焊層較薄，脫渣性好.只需用電動鋼絲輪進行簡單處理，可以大大減少清渣時問.(4)熔敷速度快，生產(chǎn)效率高，且節(jié)約電能，其耗電量僅為手工電弧焊的1/6左右.(5)焊接工藝性能好.焊縫外觀成形和內(nèi)部質(zhì)量好，抗氣孔能力強,裂紋傾向小.2焊接工藝試驗2.1焊前準備⑴管材阿布扎比原油管道工程采用APISPEC5LX65鋼級直縫焊接鋼管，規(guī)格4,⑵9mmX175mm,其力學(xué)性能及化學(xué)成分見表1和表2.表1管材力學(xué)性能第32卷第4期馮成功等:RMD氣體保護焊與自保藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)在長輸管道施工中的應(yīng)用?67?(2)焊材能見表3.熱焊及填充蓋面均采用好伯特公司生RMD根焊采用伯樂公司生產(chǎn)的BOEHLER產(chǎn)的Fabsliield81NI自保藥芯焊絲(相當(dāng)于AWSSG3-P實芯焊絲(相當(dāng)于AWSA5.18,ER70S—A5.29,E71T8一NiV),Group8,直徑2.0mm,其G),Gtoup5,直徑其化學(xué)成分及力學(xué)性化學(xué)成分及力學(xué)性能見表4.表3BOEHLERSG3—P實芯焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能注:+表示含Ti,但含量非常少，無法計算.表4Fabslueld81Nl自保藥芯焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能(3)焊接電源RN1D根焊采用美國Millei?公司生產(chǎn)的MILL,ERPIPEPRO-450—RFC焊機，配置PipeProl2RCSiiitCase送絲機.填充及蓋面焊采用美國Liiicohi公司生產(chǎn)的DC400型電源，配LN—23P型送絲機.(4)坡口形式試件采用帶鈍邊復(fù)合坡口，使用專用管道坡口機現(xiàn)場加工而成,坡口形式見圖2.圖2帶鈍邊復(fù)合坡口示意圖(5)試件清理管口組對前應(yīng)用鋼絲刷將坡口表面及兩側(cè)20nuii范圍內(nèi)的內(nèi)外壁上的鐵銹，油污，水分及氧化皮清理干凈，直至露出金屬光澤，以減少焊接過程中缺陷的產(chǎn)生.(6)管口組對管口組對使用管道內(nèi)對口器，對口器選用中國石油管道特種施工機具研究所生產(chǎn)的PFM48—56型內(nèi)對口器.按圖2要求，間隙3.0±L0nim,錯邊量不大于3113/13,且應(yīng)沿周長均勻分布.兩管口自身直焊縫應(yīng)錯開間距在2001131F1以上，且將管口10一范圍內(nèi)直焊縫余高打磨至圓滑過度.⑺管口預(yù)熱或應(yīng)力消除管口組對完成后,其兩側(cè)100mm范圍內(nèi)應(yīng)加熱到100oC以上,加熱采用電中頻加熱器或環(huán)形火焰加熱器均可.焊接工藝參數(shù)管壁厚度為17.5mm的焊縫由6層組成根焊層采用RMD氣保護半自動焊，熱焊，填充及蓋面均采用自保護藥芯焊絲半自動焊.各層的焊接工藝參數(shù)見表5.表5焊接工藝參數(shù)968?焊管2009年4月試驗結(jié)果試件的無損檢測均按美國標準進行，試件按API1104標準進行x射線探傷，按ASMEB31.4和ASTMA370規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定進行力學(xué)性能試驗，各項指標全部達到要求，接頭性能良好.操作要點(1)由于管徑大,管壁厚，為避免焊接時因受熱不均勻造成的錯邊量加大等不良現(xiàn)象施焊時每層應(yīng)有2名焊工同時對稱施焊.(2)根焊前，應(yīng)認真檢查保護氣體是否暢通，地線是否連接牢固等注意事項.⑶根焊道厚度保持在41111T1左右，可減少自保護藥芯焊絲半自動熱焊時燒穿產(chǎn)生的可能性.⑷根焊運條方式：12點至1點鐘位置焊槍傾角保持在20.?25.，在坡口處引弧，可采用輕微的半月牙形擺動，應(yīng)保證坡口兩側(cè)熔合良好；1點至5點鐘位置焊槍傾角保持在10?15.為宜，無需擺動，直接拖拽前行;5點至6點鐘位置焊槍基本與管壁垂直，焊槍傾角為0.—5.,6點鐘位置結(jié)束時，應(yīng)在坡口上收弧.焊接過程中，最好不要突然停止，以免產(chǎn)生氣孔.⑸根焊層結(jié)束后無需打磨，即可進行熱焊層的焊接.熱焊時一一般不擺動,只要保證坡口兩側(cè)熔合良好即可.根焊與熱焊的時間間隔不要太長，不應(yīng)大于5ianL層間溫度以不低于100C為宜.(6)填充焊時不能過高，以填充厚度低于母材表面0.5IThn為宜，可根據(jù)坡口情況適當(dāng)擺動,保證坡口兩側(cè)熔合良好,但不能破壞坡口邊緣，有利于蓋面層成形美觀.(7)自保護藥芯焊絲半自動焊時，每層施焊后必須用電動鋼絲刷將焊縫表面的熔渣,飛濺及表面缺陷清理干凈，將焊道打磨成兩邊稍高，中心略低的“凹”形,以減少夾渣等缺陷的產(chǎn)生.(8)焊縫外觀成形要求:焊縫余高0?L6innl,仰焊5?7點鐘位置余高不得超過3mill,且長度不大于50mm，焊縫表面寬度應(yīng)比坡口表面寬度大3.211U11.(9)施焊環(huán)境要求:環(huán)境溫度不低于一5oC,大氣相對濕度不超過90%,RMD氣體保護半自動根焊時必須采取防風(fēng)措施.3工程實例管道二公司針對西氣東輸二線大口徑管線施工需求，在國內(nèi)首次采用了RMD管道根焊與自保護藥芯焊絲半自動焊填充，蓋面技術(shù)的組合,目前已成功焊接30.6km,焊接檢測一次合格率達99.3%.在阿布扎比原油管道工程中也采用該工藝順利完成了焊接工藝評定工作，準備進行301km的管道焊接工作.4結(jié)論RMD氣體保護半自動根焊與自保護藥芯焊絲半自動焊填充蓋面工藝的組合能在最大程度上發(fā)揮上述兩種焊接方法的優(yōu)點:用RMD根焊技術(shù)克服管□問隙不均勻及錯邊等不利因索，保證打底焊道的焊接質(zhì)量，避免根焊清渣，同時發(fā)揮自保護藥芯焊絲半自動焊焊接速度快，質(zhì)量好的優(yōu)點，在焊接質(zhì)量，施工效率和成本投入等方面都具有其無可比擬的優(yōu)越性，因此在今后的長輸管道現(xiàn)場組焊施工中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用.參考文獻：[1]劉明輝，艾云，左治武.藥芯焊絲半自動焊在長輸管道中的應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備,2005(