长输管道焊接技术现状及其发展前景
http://www.weld21.com 2005-01-28 11:47 


  在西气东输工程中,管道二公司引进了NOREAST公司自动焊机AW97-1;石油天然气管道科学研究院承担管道局“九五”科研课题——全位置自动外焊机,该项目获中国石油天然气集团公司科研二等奖、中国石油天然气管道局科研一等奖。这两种焊机已应用到西气东输工程上。其他油建单位也引进了国外焊机,作了工程前的一系列准备工作。
  目前采用的根焊方法主要有五种,一是内焊机,二是外焊机,三是STT根焊,四是外焊内衬强制成型,五是手工根焊。
  为了解决根焊问题,管道局从NOREAST公司购买三套管道内焊机型号AW40-42,已在西气东输试验段上进行了应用。内焊机具有焊接速度快、直径1016毫米管径,根焊时间lmin、内焊道成型美观的优点,但由于设备结构复杂,在管道施工过程中设备故障较多,设备需要配备备件和高技术水平的维修人员。
  1997年,从林肯公司引进了STT焊接设备和技术,首先在苏丹双联管焊接上应用,此次西气东输也作为一种备用方法。相对其他焊接方法,STT根焊具有焊接速度快、焊道光滑、不易出缺陷的优点,但其要求对口的质量较高,受风的影响较大。
  传统或下向焊方法手工焊根焊,也不失为一种工艺。由于根焊后手工操作进行清根,清根后的焊道不规则,自动焊热焊、填充容易出现缺陷,主要是夹渣和未熔合。
  PWT外焊根焊成型焊接设备PWT-NRT为意大利PWT公司研制,已在法国管道上进行了应用。据考察,应用效果较好,能保证3毫米错边量内两侧熔合。据了解,该设备在电源上有相应功能支持,配以合理的工艺参数,达到内部成型良好的目的。石油系统已购七套,设备应用情况要在西气东输工程应用后下结论。 外焊内铜衬垫强制成型根焊,石油天然气管道科学研究院早已研制专用了对口器,并做了大量试验,能够满足工程技术要求,但由于西气东输工程不允许采用该技术,故未做进一步工作。
  以上几种设备各有特色,其中以石油天然气管道科学研究院的技术含量较高。
  自动焊技术其缺点体现在:
  一是对管道坡口、对口质量要求高,即要求管子全周对口均匀;
  二是坡口型式要求严格,当管壁壁厚较厚时,确定工艺时采用复合型或U型坡口,不能仅考虑减少工作量,更重要的是要考虑到坡口对焊接质量的保证,小角度V型坡口虽然简化了施工程序,但从保证质量角度分析,复合型坡L或U型坡口更优;
  三是受外界气候的影响较大,这也是气体保护焊的普遍问题;
  四是边远地区气源问题,尤其是氩气,如西气东输工程西部平坦,适合于自动焊,但是氩气气源较远,混合气体只有西安较近,无形中增加工程成本。
  通过分析,自动焊****匹配应该说是外焊内铜衬垫根焊强制成型加外自动焊,因为该设备简单,容易保证内部成型,有试验证明渗铜问题是有条件的,工艺适当,完全可以避免渗铜,或不致造成危害性结果。
  根据以上分析和各种焊接方法的应用情况,个人认为,在一般情况下,长输管道焊接应以自保护半自动焊为主,像西气东输这样的管道工程,平坦地段宜推广应用自动焊,手工传统焊接方法及手工下向焊接方法为辅,在条件允许情况下,可以采用部分双联管焊接。
  2.国外长输管道焊接现状:
  在国外,科学的发展带动了焊接的技术进步。国际上大直径管道施工以自动焊接为主,其代表性的管道自动焊设备及工艺,当属美国CRC-EVANS。
  根焊依然是最根本的问题,据了解,当前配合自动焊的根焊方法主要有两种,一是内焊机,二是带铜垫对口器外焊根焊成型。
  (1)内焊根焊情况前边已讲述,这里补充说明的一点是由于设备十分复杂,易出现故障,为保证管道连续作业,不让内焊出现故障而影响整个机组停工,往往要求内焊机有备用设备,即一个机组备用一台,或两机组备用一台,同时加强设备现场维修设施、备件及高水平维修人员的配备。备用焊机是好的方案,但焊机价格较高,成本增加。
  (2)带内铜衬垫对口器外根焊成型工艺,已在国外很多管道上应用,尤其是在海洋管道上应用更为广泛。其中ALLIANCE管道和其他一些陆地管道也有较普遍的应用。西气东输工程拒绝使用这一工艺的原因在于两方面,一是渗铜问题,二是内部成型有尖锐金属,对通球扫线有影响,下面就这两个问题进行解释。

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