如何进行长输管线对接接头野外施工中的SMAW+FCAW焊

    我国在长输管线对接接头野外施工中的常规向下立焊工艺，采用纤维素向下立专用焊条封底，药芯焊丝CO，气体保护填充和盖面的焊接工艺。关键是MAG焊设备的适用性以及焊接材料与母材的匹配，对施工质量和进度有显著影响。现以已成功投产的西气东输涩兰宁段953km管线为例予以说明。母材为低碳微合金化控轧空冷贝氏体管线钢X70，其化学成分和力学性能见表3-74和表3-75。值得注意的是其w(S)≤0. 002%的极低含硫量，比号称焊接无裂纹钢CF62含硫量w(S)≤0.020%还要低，故对防止焊接裂纹极为有利。

    表3-74    X70管线钢（板卷）的化学成分（质量分数，%）(≤)

    表3-75    X70管线钢（板卷）的力学性能

    ①涩兰宁线用X70钢板卷定货技术条件规定指标。

   (1)设备选择  ①焊条电弧焊——美国林肯DC-400下降特性电源或类似电源；②半自动焊——美国林肯DC-400平特性电源+LN-23P送丝系统；③自动焊——日本松下KR-350平特性电源+PAW-2000操作系统。

    (2)焊接材料选择  ①封底焊焊条——首选美国林肯FLEETWELD5P+Φ4mm向下立纤维素型焊条（符合AWS A5.1 E6010标准）；②半自动焊填充、盖面——首选美国林肯NR-207 Φ2mm自保护药芯焊丝（符合AWS A5. 29 E71-T8-K6标准）；③自动焊填充、盖面——首选国产锦泰JM-60Φ1. 0mm实芯焊丝（符合AWS A5. 28ER80S-G标准）。

    按AWS标准测定的焊接材料熔敷金属化学成分和力学性能见表3-76。

   (3)坡口形式及预热温度确定  坡口形式见图3-38。经斜Y形坡口焊接裂纹试验，预热温度确定为100℃，坡口两侧各200mm范围内预热到位，层温同。

   (4)焊接参数

   1)立向下根焊：5G位水平固定，内对口器组对。以氧-乙炔焰加热(> 100℃)后焊接1层，焊接参数见表3-77。

   2)立向下半自动焊填充、盖面，焊接参数见表3-78。

   3)立向下自动焊填充、盖面：填充焊保护气体CO2，盖面焊为φ(Ar) 84%+φ(CO2) 16%富氩混合气体，流量均14~16L/min；焊丝伸出长度8~10mm，坡口两侧停留时间各120ms；轨道半径382.5mm；提前和滞后送气均2.5s；填充焊前应打磨根焊表面成浅U形，直流反接，焊接参数见表3-79（填充焊2层，盖面焊1层，表中只列出第1层填充焊参数）。

    图3-38    焊接坡口

    表3-76    熔敷金属化学成分（质量分数，%）和力学性能(≥)

   (5)半自动焊和自动焊填充、盖面焊的比较  两种焊接方法在正确工艺和操作前提下，均能满足验收标准（美国石油学会API 1104和英国BT004）和实际使用要求。前者焊缝含氢量低，低温冲击韧度高，操作较易，焊接生产率较高（熔敷率达2. 04kg/h），但焊接材料价格较高。后者焊接材料价格较低，毋须清渣，焊接生产率高（以涩兰宁段Φ660mm×10. 31mm长输管线对接接头为例，填充2层盖面1层，共约40min，分别比全焊条电弧焊和

CO2半自动焊填充、盖面焊减少30min和20min），但坡口精度要求高。因为使用实芯焊丝，需有合适气保护防护措施，焊工必须会熟练进行笔记本电脑操作，且能在5 min内快速装夹轨道。

    表3-77    焊条电弧焊立向下根焊焊接参数

    表3-78    药芯焊丝CO2气体保护半自动填充和盖面向下立焊焊接参数

    表3-79    药芯焊丝CO2气体保护自动填充和盖面向下立焊焊接参数

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