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张红权 张义斌 袁剑平 全光春
（中原油田建设集团公司, 河南 濮阳 457001）
摘 要：文章论述了中原油田建设集团公司在普光气田进行地面集输工程施工中,以L360MCS（φ508×22.2mm）抗硫管线材质为例,采用了金属粉芯气体保护半自动焊接与日本神钢E7016 焊条手工电弧焊组合焊接的新方法,研究了该组合焊接方法特点和焊接技术.
关键词：金属粉芯；手工电弧焊；焊接工艺参数；根焊焊接技术；填充焊接技术
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）16-0039-02
我国在含硫气田的开发中,已经积累了近四十年的经验,到目前为止虽然在技术上和生产上趋于成熟,然而却没有大规模的开采及投运.普光气田气体地面集输工程所输送的天然气H2S（13%～18%）、CO2（8%～10%）的含量非常高,地面集输工程管道材质及输气管道介质均为国内首例,因此介质条件要求非常苛刻,焊接技术更是普光气田地面集输管道工程施工的关键,直接关系到工程质量、施工效率,施工成本以及管线运行期间的安全可靠性和经济效益,为给以后气田建设管道焊接施工提供依据,就此对L360MCS（φ508×22.2）该管线材质的焊接技术特点和焊接方法做以下介绍.
一、焊接方法
普光地面集输管道工程L360MCS（φ508×22.2）管线焊接施工, 根焊层采用金属粉芯（ 焊丝Metalloy71φ1.2mm）气体保护半自动下向焊接方法.填充、盖面采用焊条（日本神钢E7016焊条）手工电弧焊上向焊接方法.
组合焊的特点：金属粉芯焊丝气体保护焊是在80%的Ar（纯度99.999%）和20%的CO2（纯度99.99%）混合气体的保护作用下进行焊接,其电流密度大,融化速度快,同时焊芯中含有大量的铁粉、铁合金和金属粉,非金属矿物含量很少,它比实芯焊丝和熔渣型药芯焊丝具有更高的熔敷速度,较高的熔敷效率,熔渣量少,焊接飞溅少,焊后无需清理,焊缝成形圆滑平整,提高了抗腐蚀及抗硫硫化氢性能,因此根焊、热焊层均采用金属粉芯焊接.E7016焊条手工电弧焊操作方便,使用灵活,适应性强,焊接质量好.因电弧温度高,焊接速度较快,热影响区小,焊接接头的机械性能较为理想,易于分散应力和控制变形,因此常用于管线填充、盖面层得焊接.
二、焊接材料
金属粉芯焊丝采用郝伯特Metalloy71高强钢药芯海焊E70C-6MH4高强钢焊丝直径为1.2mm（见表1）.焊条采用日本日铁公司生产的神钢 E7016焊条（见表2）.
三、焊接工艺参数
1.组对焊口参数.
接头型式：V型对接接头；
坡口角度60±2.5°；
钝边：0mm；
对口间隙3.0～4.5mm；
2.金属粉芯焊丝焊焊参数.
注：DC-为焊丝接正极,DC为焊丝接负极；摆幅以焊缝技术熔敷到焊道边缘为准
3.E7016焊条焊接参数.
四、焊缝焊接技术要求
(一)根焊、热焊的焊接技术
由于根焊、热焊使用的金属粉芯焊丝外加保护气体的气体保护焊,抗风能力较差,现场焊接时必须设置防风棚,并在焊接管段两端加装盲板,避免穿堂风.焊接前要对焊口进行电加热,预热温度保持在100℃～150℃范围内,混合气体的流量为15～20L/min,由两名熟练的焊工分别在管口两边12点位自上而下进行施焊,调整好参数,当熔孔熔池形成后,使用直线往复运条手法托着熔池前行,焊丝无需摆动,控制焊丝干长8～12mm,根焊接头时,把接头处打磨出缓坡状,以保证焊缝背面成型良好.根焊完成以后应立即进行热焊,层间温度不低于预热温度且不大于200℃.热焊层焊接可采用直线直托运条手法,每相邻两层焊道接头不得重叠,应错开20～30mm.
(二)填充的焊接技术
填充焊采用焊条（日本日铁公司生产的E7016）电弧焊上向焊接,由两名焊工分别在管口两边6点位自下而上进行施焊,焊接前控制好层间温度,由于管壁较厚,坡口较大,填充时可以采用多排多道锯齿摆动运条焊条手法上行,控制好熔池大小和两边停顿时间,以保证坡口两侧熔合良好.每一层填充层焊接完毕后,要进行清根打磨至焊道平整,防止出现夹渣层间未熔等缺陷.
(三)盖面焊
盖面层因坡口较宽,采用双道或三道排焊进行焊接,可用直线往复或直托的运条手法排出第一道,排焊时一定要掐直焊缝坡口边沿,以免影响焊缝的美观,排焊时焊口接头要错开,不得重叠,防止应力集中,后一道焊缝焊接时至少要覆盖前一道焊缝的1/2处,保证焊缝与母材圆滑过渡,防止熔合沟槽的出现,最大程度地减少焊接应力.
盖面焊完成后,使用钢丝刷对焊缝及其周围进行清理,然后检查焊缝.
五、外观质量要求
焊缝表面成形光滑、花纹规则平整、美观；不得有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；焊缝的高低、宽窄要均匀一致；允许余高0～1.6mm；局部≤3mm.
六、结语
金属粉芯半自动焊+E7016焊条手工电弧组合焊接方法,主要结合了气体保护半自动焊较高的熔敷速度以及较强的抗硫硫化氢腐蚀性能等优点,同时结合了手工电弧焊操作灵活和良好的机械力学性能等优点,该组合焊接方法的创新,有效解决了我国大型硫化氢输气管道及山区长输管道工程施工焊接的难题,我公司于2008年9月承揽的四川普光地面集输工程管道酸气田301-303井场的,截至2008年12月底主线路管线告捷,采用该焊接方法完成焊口数286道,焊接一次合格率达96.8%,目前该焊接方法仍然广泛使用在我公司承揽在普光气田酸气管道建设工程施工中.
双焊缝土工膜焊接机:10.3 实例3-某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析
作者简介：张红权（1969-）,男,河南滑县人,中原油田建设集团公司焊接技师,研究方向：管道焊接.
（责任编辑：赵秀娟）
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