下向焊焊接工艺在天然气管道建设中的应用

盖 面 焊
层 内焊道数 １ ｌ ～ ２或 ＞ ２
ｌ ｔ 或＞ ２
焊 条直径（ ａ ｒ ｍ） ３ ２ ３ ２ ／ ４ ｏ
３ ２ ／ ４ ０
焊接电流（ Ａ） 焊层厚度（ ｍｍ） 焊接速度（ ｃ ｍ ／ ｍｉ ｎ ） ７ ０ ／ １ ３ ｏ ２ ０ ／ ２ ５ ｌ ｆ ３ ｏ １ ｌ Ｏ ／ １ ６ ５ ２ ０ ／ ２ ５ ２ Ｄ ｔ ５
要求 的焊接 材料 下 向焊 技 术 使用 பைடு நூலகம் 电焊 条主 要为 纤 维 素 型 和
碱 性 低 氢 型 阿 大类 。纤 维 素 型 电焊 条 ｛ ： 垂特 点 是
药 皮 发气 较 早 且 多 ，浸 润性 好 ．根 焊 成 彤 好 ，过
渡 圆指 ，同 时 其 对 ¨间隙 小 ．焊 接 速度 快 ，敢 率 高的优 势也很 突 出 ．焊缝 气孔 也较 少 见。 碱性 低 氢 型下 向焊 电焊 条 目前 隧 还 没 有生
产 ． 国 际 应 用 较 为 普遍 。 浚焊 条 焊 缝 金属 中 含
我 国 第 一 根 采 用 低 氢 下 向焊 技 术 的 管 道 干线 工
程 ，管径 为 ６ ３ ０ ×７ ￣ ７ ２ ０ ×７ ，材 质 为 Ａ ３ Ｆ钢 ，全
氢 量 和 含 氧 量 较低 ．在 相 同 条件 ｒ， 其抗 冷 裂 性 和 韧 性 均 较 纤 维 素焊 条好 ， 并 且焊 缝 金属 具 有 良
好 的 综 台 力学 性 能 但 是 低 氢 型焊 条 的 电弧 畋 力
长 ２ ４ ７ ４ ５ ｋ ｍ，最 大工作 压 力 为 ２ １ ６ ＭＰ ａ 。陕 京 输 气 管道 工程 ，线 路 工程 用钢 管 管材 为 Ａ Ｐ Ｉ Ｓ Ｌ Ｘ６ ０ 级 ，管径 ６ ６ ０ ｍ ｍ，壁 厚 ７ ｌ ～ １ ４ ３ ｍ ｍ；沿 途环 境 比 较恶 劣 ，要求 焊 接 接头 具有 较高 的低 温 冲击 韧 性 ． 通 常 的 全 纤维 素 焊 接 工 艺 难 以满 足 该 要 求 ，经 过 综 合性 能 比较 、 实验 和 焊 接 工 艺 评 定 ，采 用 混 台
焊， 及 半 自动 、 全 自动 气 体保 护 焊 和 自保 护 药
芯焊 丝 自动焊 。我 国国 内 由于钢 管制 造 工 艺 等 原 因 ， 国产 钢管 管 径 误差 较 大 ， 加之 自动焊 焊 接 设 备 和材 料 在 国 内发 展较 慢 ，困此 目前 对 该 类工 程 主要 采用手工下 向焊焊接 工 艺。
早期 建设 的管道 由于 管 径 小 、压 力 低 和 冶金 技 术 的 限制 ， 管 道施 工 现场 长 期 使用 上 向焊 。 随 着管 道工 业 的发 展 ｘ ４ ２ 、ｘ ４ ６ 、ｘ５ ２ 、ｘ５ ６等 材
质 级别 高的管道 被广 泛采用 。在 ６ ０年代 中后 期
为了适 应 该 类钢 种 焊接 的需 要 ，产 生 了下 向焊 焊 接 二 艺 。在 较 长 一段 时 间 内 ，国 内外 采 用 的 主 要 焊 接 工 艺 是纤 维 索 焊 条 或 低 氢 型 焊 条 手 工 向下
始 向下 焊接 一直 到底 部 中心 。
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《 上海煤气 》２ ０ ０ １ 年第 ５期
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的工 艺 。６ Ｏ年 代后 期 ， 该工 艺主 要 使用 纤 维素 焊 条 ，但 是 当用 于大 直 径 、厚 壁管 的焊 接 时 ，其焊 接速 度 反 而 比不上 向上 焊 ，因此 下 向焊 焊 接 方 法 也在 不断发展 和完 善 ，出现 了以下几 种工 艺 。 ３ ｌ 混 合型手 工下 向焊焊 接工 艺 根 据 前述对 焊接材 料 的 分析 ，低氢 型焊 条 由于 焊缝 金 属 中 含氢 量和 含氧 量 较低 ，在 相同 条件 下 ， 其韧 性 较 纤 维素 焊 条 好 但速 度 慢 ， 由此 产 生 了 混合 型手 工 下 向焊 焊 接 工 艺 。该 工 艺是 采用 纤维 素 型焊 条根 焊 、热 焊 和 低 氢 型焊 条填 充 焊 、 盖面
环 境 影响能力 强 。
３ 在长 输管道建 设 中的发展和应 用
下 向 焊 焊 接 工 艺 在 长 输 管 道 建 设 中 不 断 发 展 ，得 到 了广 泛 的 应用 ，现 已成 为 一 门较 为 成 熟
于 压力 钢 管 的焊 接 ，其焊 接 方 法 是 ：在 管 道 水平
放 置 固定 不变 的情 况下 ，焊 接 热 源 从 顶 部 中心 开
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下 向焊焊接工 艺在天然气管道建设 中的应用
上海煤气第二管线工程有限公司 王 晨
摘要 ：介绍 了下 向焊 焊接技术的发展 ．主要叙述 丁该工艺管道建设 中的应用和主要特 点。
关键词 ：下 向焊 纤维素焊条 低氢 型焊条
ｃ ， 以缩短 根焊 时间 ，保 证层 间温 度 ，另外 从不 同 位 置 开焊 ，能有 效 保 证 对 口 间隙 不 会 变化 。针 对
上 海 天 然 气 管 道 主 要 口 径 为 Ｄ￣ ８ ０ ０ 、Ｄ ｅ０ ０、
ｎ ５ ０ ０ ，因此 主要考 虑 ｂ 、ｃ两种顺 序 。
焊 工 甲２ ｌ 焊工 乙 Ｌ
的焊 接 方法 ， 可减 少 层 数 ， 由此 一道 焊 口可节 约
焊接 时 间约 ３ ０ ａｉ ｒ ｎ ，可降低 焊 工的劳动 强度 ．提 高
工 作效率 。圈此 该工程 即采用 了该项 工 艺
４ 下向焊焊接工艺在天然气管道建设应用过程 中 应注意的问题
４ ｌ采用 合理的焊 接工 艺
混台型下向焊焊接工艺
复合型 Ｆ向焊焊接 工艺
１前 言
１ ） 优点 ：
该工 艺采 用 向下 焊 专 用 焊 条 ， 该娄 焊 条 用 独 随着 西 气 东 输项 目实 施 的 步伐 ，上 海 地 区天 然 气 高压 管道 即将 开 始 大 规模 的建 设 。此 娄 高 压 输 送管 道 是 一项 现 场焊 接 安装 工程 ， 主要 采 用 手 工下 向焊 焊接 工 艺 ，而 该 工 艺在 上 海 天 然气 管 道 铺 设 中 尚未大 规模 采用 ， 因此有 必要 对 该 项 技 术 的应用进行 相关探 讨。
２ ） 缺点：
焊 条 价 格 较 高 ： 向下 焊 时蝽 深较 浅 ，焊 道 间 打磨工作量增加。随着管道壁 厚的增加焊道 层数 迅 速增 加 ，焊 接 时 间 延长 和 劳动 强度 加大 。表 ｌ 表 明 了向上焊 与 向下焊 的 比较。 表 ｌ不 同壁 厚钢 管焊接层 数 及道数 的 比较
１ ０ ｏ ／ Ｉ ５ ０ ２ ０ ／ ２ ５
１ ９ ９ ３年建 成投产 的达 连 河 哈尔 滨煤气 管 道是
为配 台西气 东输 项 目的 实施 ， Ｊ 海地 区 即将展 开 大 规 模 的 天 然 气 高 压 管 道 工 程 建 设 。 根 据
Ｓ Ｙ 厂 ｒ ４ ０ ７ ｌ － ９ ３《 管 道下 向焊焊 接工 艺规程 》中规定 ，
高 ； 若停 弧 ．剩 下的 电焊 条 无法 任 用 ， 对焊 接 设 备 和操 作水平 要求较 高 。
４ ３焊接 顺 序
管 道 下 向 焊 宜 采 用 流 水 作 业 ， 小 直 径
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２ ２下 向焊焊接工艺 的特 点 它是 一种 手工 电弧 焊焊 接 工 艺 方法 ．主 要 用
２ ３下 向焊 焊接 工艺 适用范 围 该方 法 适用 于 低 台 金 高强 度 钢的 薄 壁 大直 径 管道 。在 野 外 作 业 时 ，在 达 到 一 定质 量要 求 的 前
提下 ，比手工电弧焊速度快，也 比手工氩弧焊抗
用 于 钢 级 较 高 的管 道 焊 接 在 国 际管 道 建 设 上使 用 较 多 ，美 国、加 拿 大、荷 兰 及瑞 典等 国家在 ８ ０ 年代 后 期 的长输 管道 手 工焊 中广 泛 采 用 ； 在 我 国 也 有 应用 实例 可 以预 见 ，随 着 管 道 工程 对 管 材 提 出更 高 的要 求 ， 高 强度 、 高韧 性 的大 口径 钢 管 应 用 日益广 泛 ，混 合 型下 向悍 焊接 方 法会 逐 步 成 为长输 管道现场 焊 接的 主要方法 ３ ２复台 型下 向焊 焊 接技术 复合 型 下 向焊 是指 对 根 层 与热 焊 层 采用 下 向 焊 、 对填 充层 与 盖 面层 采 用 向上焊 的焊 接 方 法 ， 它主 要 用 于壁 厚 较 大 的 管道 。如 前 所 述 ．壁 厚 较 大 的管 道 ，采 用下 向焊 焊 接 方 法 ，焊 接 层 数 多 ． 反 而 不 能发 挥 其 焊 接速 度 快 的 优 势 ， 因此 考 虑采 用复 合型 的焊 接 方法 ，可发挥 两种 工 艺的优 点 。 ３ ３下 向焊 焊接技 术 中的不 同工艺在 我 国的应 用
型手 工 下 向焊 焊 接 工 艺 ， 获得 了成 功 苏 州工 业 园 区 输 水 管 道 工 程 ， 该 工 程 所 用 的钢 管 规 格 为
及 纤维 素悍 条 大 ，焊接 操 作 ４ 便 ，焊接 速 度慢 。
电焊 条 端 头 必 须肓 引弧 剂 ，出 气孔 的 儿率 还 是 较
输 气管 道 宜 采 用 低 氢 型 向下 焊 条 ．通 过 述 分 析
可 以看 到这 样 从 焊 条 七很 好地 保 证 ＿ 厂 焊 接 质 量，
但 降低 了焊 接 速 度 ，提 高 ｊ ， 工 程 造 价 闲此 建 议 届 时应 根据 所 选 用 的管 村 、壁 厚 、现 场 施 ］ 二 条件 等 因素 ．进行综 台比较 ，采用 合理的 焊接 １艺。 ４ ２应 用下 向焊 工 艺，关键 在 于选用 Ｊ 艺性 能满 足
焊 的焊 接 方 法 ，可 充 分 发挥 两 种 焊 条 的优 点 ，适
ＤＩ ４ ０ ０ ，壁 厚 １ ４ ａｍ。若采 用 单 一的下 向焊方法 ， ｒ