【摘 要】 近年來(lái)輸氣管線(xiàn)的建設(shè)、投運(yùn)量大幅增長(zhǎng)，老舊輸氣管線(xiàn)的安全隱患問(wèn)題現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁，進(jìn)行整改的需求加大，輸氣管線(xiàn)停氣聯(lián)頭是安全隱患整改施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而焊接質(zhì)量是停氣聯(lián)頭施工的重要指標(biāo)，現(xiàn)就輸氣管線(xiàn)停氣聯(lián)頭中焊接受某些不利因數(shù)影響下，淺談纖維素焊條在停氣聯(lián)頭中根焊上的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】 停氣聯(lián)頭 ?纖維素焊條 ?根焊

輸氣管道停氣聯(lián)頭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)停氣聯(lián)頭），是指輸送介質(zhì)為天然氣的在役管道遇特殊情況需停止輸送，并在空載狀態(tài)下，用盡可能短的時(shí)間完成局部管道設(shè)施更換的施工作業(yè)。常規(guī)狀態(tài)下，停氣聯(lián)頭焊接工序會(huì)受管內(nèi)殘余氣流、對(duì)口間隙不均勻、壁厚不同、管口橢圓度等一些對(duì)焊接不利因數(shù)的影響，因此，焊縫的根焊層最為關(guān)鍵，既要保證焊透，又不得燒穿，它還是以后各層焊道焊接的基礎(chǔ)，是停氣聯(lián)頭中焊接難度最大的一層焊道，因此控制根焊質(zhì)量是停氣聯(lián)頭中保證焊接質(zhì)量的重要保障。隨著纖維素焊條在長(zhǎng)輸管道焊接中的不斷推廣及應(yīng)用，其優(yōu)良的焊接性、實(shí)用性、易操作性得到一致的認(rèn)可，其焊接合格率按目前實(shí)際使用的焊口統(tǒng)計(jì)，達(dá)到了98%以上，通過(guò)多次在停氣聯(lián)頭根焊中的使用，證明其良好的適應(yīng)性能滿(mǎn)足停氣聯(lián)頭中焊接質(zhì)量的要求，因其高效率的焊接速度保證了縮短施工時(shí)間的需求。

1 輸氣管線(xiàn)停氣聯(lián)頭中影響焊接的不利因素

（1）停氣聯(lián)頭中由于新、舊管線(xiàn)的管材規(guī)格、型號(hào)不同，造成管壁錯(cuò)邊量較大、對(duì)口間隙不均勻等現(xiàn)象，在根焊過(guò)程中易產(chǎn)生未焊透、未熔合、裂紋等焊接缺陷。

（2）根焊受氣流影響較大。原管線(xiàn)中的天然氣或置換的氮?dú)馀c空氣的密度不一樣，同段管線(xiàn)多處施工點(diǎn)相對(duì)高度差較大以及切斷閥關(guān)閉不嚴(yán)，根焊位置會(huì)因正壓或負(fù)壓狀況而產(chǎn)生氣體紊流。嚴(yán)重時(shí)，管內(nèi)存在殘余天然氣無(wú)法完全排空，會(huì)產(chǎn)生起火或打炮（指負(fù)壓狀況下外界空氣進(jìn)入管內(nèi)與天然氣混合爆炸）現(xiàn)象。從而導(dǎo)致根焊困難，易產(chǎn)生氣孔，夾渣等焊接缺陷。

（3）原天然氣管線(xiàn)經(jīng)過(guò)漏磁智能檢測(cè)或其它因數(shù)導(dǎo)致管線(xiàn)自身被磁化，造成焊接時(shí)出現(xiàn)電弧磁偏吹現(xiàn)象。嚴(yán)重影響根焊質(zhì)量，易產(chǎn)生未熔合、氣孔、夾渣等焊接缺陷。

（4）原天然氣管線(xiàn)長(zhǎng)期受H2S腐蝕，在設(shè)備、管線(xiàn)上出現(xiàn)局部的腐蝕、穿孔、裂紋、管壁厚度減薄、坑（點(diǎn)）蝕嚴(yán)重等現(xiàn)象。

2 纖維素焊條特點(diǎn)

（1）適用于直徑大于200mm以上的管道，焊接速度快，生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量高。

（2）纖維素焊條藥皮中含有30%-50%的有機(jī)物，具有很強(qiáng)的造氣功能。焊接時(shí)產(chǎn)生大量的CO和CO2氣體，在保護(hù)電弧和熔池金屬的同時(shí)，增強(qiáng)了電弧吹力，保證熔滴在全位置焊接時(shí)向熔池的穩(wěn)定過(guò)渡，并阻止鐵水和熔渣下淌，同時(shí)有較大的熔透能力。其抗風(fēng)性能較強(qiáng)，4、5級(jí)風(fēng)以下，不用保護(hù)也可施焊，所以其電弧具有吹力大、挺度高、熔透性好的焊接特性。

（3）對(duì)管道的對(duì)口間隙要求不很?chē)?yán)格，焊接的焊縫根部成形飽滿(mǎn)，容易獲得理想的背面成型，氣孔敏感性小，還有較強(qiáng)的抗銹能力和抗潮性，只要包裝良好，焊前一般不需烘烤，特別適于野外作業(yè)。

（4）焊接過(guò)程熔池清晰，便于全位置操作，其操作技術(shù)單一，焊工易于掌握，容易獲得高質(zhì)量的焊縫，是比較理想的根焊材料。

（5）熔敷金屬的含氫量比較高，焊縫金屬脫硫效果差，焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。

3 焊接工藝

3.1 焊接材料

輸氣管線(xiàn)停氣聯(lián)頭中，我們使用的焊材一般選用伯樂(lè)管道專(zhuān)用纖維素焊條E6010，其化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表1。

3.2 焊前準(zhǔn)備

將管子內(nèi)外坡口邊緣兩側(cè)20—25mm范圍內(nèi)的油污、銹、水和其它污物徹底清除干凈，用角向砂輪機(jī)打磨出金屬光澤。消除坡口內(nèi)外兩側(cè)埋弧焊縫余高20mm以上。原管線(xiàn)內(nèi)管壁受腐蝕地方一定要先用丙酮清洗、打磨、加熱去氫等處理，消除焊縫產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷傾向。

3.3 坡口技術(shù)參數(shù)（圖1）

注：（1）坡口面角度22°—25°，對(duì)口間隙2±0.5mm鈍邊1±0.5mm。

（2）修磨時(shí)坡口面一定要平整，否則容易產(chǎn)生未焊透等焊接缺陷。

（3）組對(duì)錯(cuò)邊量應(yīng)小于1.6mm，組對(duì)間隙、鈍邊應(yīng)根據(jù)錯(cuò)邊量大小適量調(diào)整。錯(cuò)邊量大時(shí)適當(dāng)增加間隙、減小鈍邊。

3.4 焊接工藝參數(shù)（以φ426×7的管道為例）（表2）

4 焊接操作

（1）采用水平固定手工電弧向下焊，管口組對(duì)情況較好、管徑較大時(shí)可采用兩人對(duì)稱(chēng)同時(shí)施焊，若管口組對(duì)情況較差，可根據(jù)焊縫收縮情況來(lái)確定焊接順序。

（2）如果管壁較厚、材質(zhì)冷裂傾向大或者氣溫較低，焊前必須按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱。焊條引弧應(yīng)從坡口內(nèi)引弧，不可以在母材表面上引弧，若管線(xiàn)帶磁可以采用引弧板上引弧再帶入坡口間隙。定位焊縫應(yīng)分布均勻，長(zhǎng)度要大于100mm，保證焊透，無(wú)焊瘤，熔合良好，無(wú)焊接缺陷，并要求定位焊縫接頭兩端用角向砂輪機(jī)修磨成圓滑的U形，便于接好接頭。

（3）焊接時(shí)應(yīng)盡量從平焊位或間隙較窄處開(kāi)始，平焊位應(yīng)超過(guò)12點(diǎn)處約10mm，焊條要求和管道軸線(xiàn)成90度夾角，并指向軸心，焊條與工件表面夾角隨著焊接位置的變化而不斷改變。焊條一般不作擺動(dòng)，盡量保證每次引燃后一次焊完。運(yùn)條時(shí)電弧應(yīng)在熔孔中，熔孔保持在焊條直徑大小或控制在每側(cè)坡口鈍邊熔化1-1.5mm左右為宜，速度要均勻、仰位焊接時(shí)，電弧應(yīng)頂著鐵水，不至于產(chǎn)生內(nèi)凹缺陷。當(dāng)間隙過(guò)大或下拉過(guò)快、熔池溫度過(guò)高時(shí)可用往返運(yùn)條或息弧焊操作。通過(guò)調(diào)整焊條角度、焊接速度等參數(shù)來(lái)控制熔池溫度和熔孔大小，消除部分焊接缺陷。焊接過(guò)程要注意是否有電弧擊穿管坡口鈍邊所發(fā)出的“撲、撲”聲，來(lái)判斷焊縫背面成形情況。在保證管內(nèi)成形良好的基礎(chǔ)上，盡量加快焊接速度，以防焊道溫度過(guò)高產(chǎn)生塌陷。接頭時(shí)，焊條運(yùn)行到弧坑邊緣根部時(shí)，要將電弧盡量壓低，稍停一會(huì)兒，隨后恢復(fù)正常運(yùn)條，焊條運(yùn)行到定位焊交接處，焊條向里壓，稍停后向前走，收弧時(shí)不能瞬間拉斷電弧，應(yīng)加快速度下移，并逐步拉長(zhǎng)電弧，直至電弧熄滅，避免形成大的收弧坑。焊縫完成總長(zhǎng)度一半后才可撤除外對(duì)口器，且焊縫厚度不能太薄，防止裂紋產(chǎn)生。

（4）注意若焊接過(guò)程中出現(xiàn)管壁帶弱磁、坡口間隙或鈍邊不一致，可以利用纖維素焊條吹力強(qiáng)、挺度高、熔透性好的焊接特性，適當(dāng)增加焊機(jī)推力電流輸出，使熔滴過(guò)渡時(shí)有足夠大的過(guò)渡推力，能有效減小磁場(chǎng)、氣流對(duì)焊接過(guò)程的不利影響。通過(guò)調(diào)整焊條與管道夾角角度以及保持短弧，可以使焊條電弧正常穿透坡口鈍邊，否則易發(fā)生內(nèi)咬邊、未焊透等焊接缺陷。此外，受氣流影響時(shí)，除盡量壓低電弧，還要求根焊最后焊接位置要合理-正壓選擇在上爬坡-平焊位置，負(fù)壓選擇在立焊位置。否則易造成內(nèi)凹、焊瘤、未熔合等焊接缺陷。

5 結(jié)論與建議

（1）纖維素焊條在停氣聯(lián)頭具有良好的焊接性能，尤其是電弧挺度強(qiáng)，具有一定的抗磁、抗氣流等焊接特性是其它焊接方法不具備的。

（2）纖維素焊條焊接速度快，生產(chǎn)效率高，與藥芯半自動(dòng)填蓋或低氫焊條填蓋相結(jié)合，同其它焊接方法相比能縮短焊接時(shí)間20%以上。符合停氣聯(lián)頭要求速度快、質(zhì)量好的特點(diǎn)。

通過(guò)近幾年輸氣處停氣聯(lián)頭中多次使用纖維素焊條，其一次合格率達(dá)到98%以上，證明可提高生產(chǎn)效率，提高焊接質(zhì)量。應(yīng)在天然氣管道停氣聯(lián)頭中推廣應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：張金平（1971—），男，江蘇淮陰人，高級(jí)技師，大專(zhuān)，專(zhuān)業(yè)：電焊工，工種：電焊工。