学文网摘 要：随着我国输气工程战略的展开，对于大口径管道的焊接要求越来越高。本文以大口径管道焊接工艺进行研究，综述了现在大口径管道焊接工艺的方法，同时本文以某工程一段管道的焊接为例，对大口径管道焊接的难点以及应用情况进行说明。
关键词：大口径管道；工艺；应用；焊接
一、前言
管道输送广泛的应用于天然气运输，近年来我国已经确立了天然气合作开发的发展战略。因此在这样的环境之下，大口径而且具备承压能力的输气管道的建设成为发展的必须[1]。对此，本文研究了不同的大口径的焊接工艺和研究范围，并且对焊接检查进行探讨，希望为我国的大口径焊接技术提供参考，以此确定合适的焊接工艺、
二、大口径管道焊接工艺
（一）手工焊接工艺
手工焊接工艺的发展时间较长，主要采用电弧焊的方式进行焊接，能够对大口径管道进行焊接。因为手工焊接具有施工方便、适应性良好的特点，因此对于大口径焊接是一种很好的补充。手工焊接中采用纤维素型以及低氢型的焊条，焊接的力学性能较强，能满足大口径焊接的要求。在德国的第一条X80级的大口金管道的加工中，成功试用手工电弧焊完成了焊接工程。在现代焊接工艺中，手工焊接依然具备不可替代的作用。
（二）闪光对焊
闪光对焊是采用闪光焊机、移动式发电站等设备构成的焊接。在焊接的过程中通过大电流的作用，瞬间加压对管道进行焊接。闪光对焊最早是从前苏联发展起来的焊接工艺方法，焊接效率高，对于D820-1420 mm的口径的管道，闪光对焊可以以6-8焊口的速率进行焊接。在闪光对焊的工艺中不用填充金属进行焊接，可以节约焊接成本。
（三）自动焊
自动焊接技术是自动焊机进行大口径焊接的技术。自动焊接技术自从70年代开始使用，现在已经形成了较为成熟的工艺，而且返修率低。以德国WITZ公司生产的自动焊机为例，这种自动焊接机包括外焊机、内焊机以及内对口器。采用自动焊机进行焊接，可以对不同口径的管道进行焊接，同时采用CO2 和Ar2进行焊接保护[2]。这种焊接技术在国外广泛使用，在我国的应用也逐渐增多。自动焊接技术效率快，返修率低，经济型良好。
（四）半自动焊
半自动焊是用于管道焊接中一种常用的方法，在进行焊接的过程中采用CO2保护焊，并且可以根据焊接电源对焊丝的形态进行有效的控制，具备自动焊的效率以及手工焊的自适应的特点，在大口径管道建设中具有广泛的应用前景。在半自动焊接中采用药芯自保护焊，因为药芯的熔化效果好，便于成型，而且半自动焊接的方法简便，便于推广使用。
三、大口径管道焊接工艺实例研究
（一）工程概况
本文对某工程的管道焊接进行实例研究，该工程采用X70钢，管道的直径为1，016 mm，管道压力10 MPa。为了保证管道的焊接效果，该工程主要采用自动焊、半自动焊对管道进行焊接，并且采用手工电弧焊进行辅助施工。应用多种焊接技术的方法，既保证焊接的质量，也能对焊接的效率进行保障，通过对该管道工程的研究，使大口径工程的焊接方法能够适用于施工建设，并且使焊接的劳动成本降低，增强焊接的效率和质量。
（二）焊接技术
1.焊接技术指标
在进行该工程的管道焊接中，管道的管径为1，016 mm，管壁厚度为14.6 mm，要求焊接的速度达到1个焊口/50 分钟。在焊接完成后，要求焊接的反焊率低于2%。对焊接质量的检测主要采用外观质量检测以及X射线无损检测。
2.焊接工艺的选择
在进行焊接的过程中，主要采取自动焊接技术进行焊接，从而保证焊接的速率。同时采用半自动焊接以及手工焊接进行辅助焊接。该管道工程是首次大范围的采用自动焊接技术，对于未来的天然气管道焊接施工技术具有指导性作用。在自动焊接的过程中，需要对焊接的工艺参数、焊接的操作技术以及坡口进行研究。（1）自动焊接机。在焊接中自动焊接机将管口进行12等分，利用感应器来对管口的焊接参数进行管控，从而对焊接机进行实时控制。在自动焊接的过程中，对于焊接工艺的参数设置，是焊接过程中的重要过程。因为国内生产的焊材与国外生产的焊材并不相同，因此在焊接的过程中要对焊材进行实际分析，从而设定恰当的焊接参数。在进行焊接参数的设定中，需要解决以下的问题：（1）对主要的焊接参数进行分别设定，其中自动焊接机中的摆动速度、电弧电压、行走速度等六种焊接参数，需要在分别调试的基础上逐一确定；（2）参数设定的过程中，必须要对自动焊接中质量进行有效的保障，其中对于根焊的厚度偏小、焊道凸起等问题要进行合理的解决，保障焊接速率的基础上具有较好的焊接质量；（3）对于焊接中的焊接程度进行合理的设置，防止出现烧穿或是未焊透的问题。采用在同一个管道中进行焊接的技术，通过多次试验后发现，电弧电压的参数设定与该类问题的影响较为明显。因此必须设定合适的电弧电压。（2）自动焊接的技术研究。在自动焊接中，因为自动焊接机的主要工艺参数已经确定，所以在焊接的过程中不能进行修改。在焊接的过程中，焊工根据实际情况对相应的参数进行微调，以保障焊接的速率以及焊接的质量。在进行焊接施工的过程中，焊工要根据经验对熔池来进行判断，以确保焊接的质量。同时焊接前的坡口检查情况时非常重要，如果坡口的情况出错，会导致焊接的质量下降，影响焊接的质量。（3）自动焊接坡口。在该工程的管道焊接中，坡口的尺寸以及坡口的形状十分重要。因为该自动焊接机采用的无缝隙焊接技术，焊工不能够对参数进行调节，所以在坡口的要求很高。因此在进行焊接试验时，如果出现焊接缺陷时，必须对坡口进行反复的设定确保坡口能够满足焊接的具体要求。坡口对于自动焊接而言非常重要，因此在焊接的过程中一定要对坡口进行有效的设定。
3.应用情况
在该管道的施工过程中采用自动焊接技术，以反复的试验作为研究的基础，确保了焊接工艺成熟有效。在对大口径管道的焊接中，应用自动焊接技术焊缝光滑饱满，合金元素合理，而且焊接的硬度以及相关的金相实验都确保该技术的可行性。最终采用该技术进行管道施工研究，焊接了32.58 km的输气管道，而且检验的合格率达到99%。焊接的速率日均可达60道焊口，满足工艺参数的设定。
4.缺陷检验
大口径管道的缺陷检测是焊接工艺中非常重要的一环，在该管道建设施工中，采用外观检测与无损检测相结合，经过检测，焊接的质量达到标准[3]。
四、结束语
针对大口径管道焊接，具有多种焊接技术。在实际应用中，应该根据工程的实际情况，选择合适的焊接技术。在选用合适的焊接技术的基础上，设定焊接工艺参数，以确保焊接的质量。
参考文献：
[1] 迟红艳，王继春，陈建平. 大口径管道自动焊焊接技术研究高性能焊接设备及材料在石油工程中的应用.2005 （34） 11-14
[2] 张钊，胡定荣大口径长输管道焊口返修方法的应用.甘肃科技.2011 （27） 88-90.
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