自保护药芯焊丝在石油行业的应用修改.doc

自保护药芯焊丝在石油化工等行业的应用前言自保护药芯焊丝是从本世纪50年代末开始出现的，近年来得到了很大的发展，它不需外加保护气体或焊剂，就可以直接进行焊接。美国等发达国家已把自保护药芯焊丝大规模的应用到管道、高层建筑、海洋平台等领域。1、 自保护药芯焊丝的需求我国的油气资源大部分分布在西北和西南地区，而消费市场主要在东南沿海和中南部等人口密集地区，油气需要长距离运输。管道运输与铁路运输相比，是运量大、安全性更高、更经济的油气产品输送方式。目前，我国已相继建成的原油管道、天然气管道、成品油管道、海底油气管道等约计五万公里，随着我国国民经济的发展和对能源的进一步需求，今后长输管线的建设将会得到迅猛发展。 众所周知，石油、天然气输送管道必须通过焊接才能实现长距离运输。20世纪70年代及以前，管道建设中焊接以传统手工焊为主，该焊接方法由于焊接速度慢、焊接质量低，已不再适合在管道建设中应用。80年代初，管道局引进了美欧的手工纤维素焊条下向焊工艺，质量上了一台阶，其缺点是焊接速度慢。90年代初，管道局从美国引进了自保护半自动焊设备和自保护药芯焊丝半自动下向焊技术，有效地克服了其他焊接工艺方法野外作业抗风能力差的缺点，自引进中国管道建设中以来便迅速地发展起来，经过在涩-宁-兰、陕京线、西气东输工程、双兰线等国家重点工程的实践，已经为广大施工单位和焊接工程技术人员所熟悉，是目前比较成熟和普遍的工艺方法。目前，自保护药芯焊丝已在管道建设中占有相当大的使用份额。西气东输工程主要用X70等级管线钢，采用的是AWS E71T8- K6或 E71T8-Ni1型号的自保护药芯焊丝。目前，为降低输油成本，输油管道向大口径、高压力方向发展，但是由于受到管道制造等多方面的限制，使得管道的壁厚不可能随之大幅度提高，因此，只有通过选用更高强度等级的钢材来满足工程的实际需求，管线钢增加一个强度等级，即可减少8%的钢材耗量，降低管线的建设费用。因此，比X70强度等级高的X80级别钢材、甚至更高强度等级的管线钢将越来越多的被采用。“西气东输”二线工程全部采用X80级别管线钢，自保护药芯焊丝也要求达到更高的强度等级，并具有足够的韧性。2、自保护药芯焊丝的特点自保护药芯焊丝可用于各种位置的焊接，适用于自动化过程生产，目前工程上使用的自保护药芯焊丝焊接具有以下特点：抗风、抗气孔性能良好，在焊接中由该焊丝自身冶金反应造气形成保护气氛，可在四级风力下施焊，只要风速不超过8m/s,均不需采取任何防护措施,特别适用于野外施工作业；电弧穿透力大，熔滴呈喷射状过渡，飞溅小。具有优良的全位置立向下焊操作工艺性能，操作工艺性能好。脱渣性能良好。熔敷金属具有优良的低温韧性，在野外作业情况下，抗裂性能好。3、自保护药芯焊丝的开发技术要点自保护药芯焊丝首先要保证在不外加保护气体情况下，焊缝金属不出现气孔；其次焊缝要有足够的强度和高韧性。自保护药芯焊丝与焊条相同，在焊接过程中是渣-气联合保护；但与焊条相比，自保护药芯焊丝要达到以上要求，难度大。一是药粉加入量仅占焊丝总重量的20%左右，少于或仅接近于焊条中的药皮所占比例，易产生保护作用不足，冶金反应不全的问题；二是由于焊接时药芯熔化落后于金属外皮，易使金属熔滴直接与空气接触，而焊条施焊时形成的药皮套筒则有利于加强保护作用。如何在自保护药芯焊丝结构的局限条件下，完善冶金反应，隔绝空气，降低焊缝金属的氧、氮、氢含量，来获得高韧性的焊缝，就成为制造自保护药芯焊丝的关键。自保护药芯焊丝由于产品技术难度大，我国大型管线建设所需的此类产品一直由国外厂商独家垄断，不仅供货周期较长，且价格居高不下，因此长期以来国内管线施工有关单位迫切要求开发出性能优良，价格合理的国产高韧性自保护药芯焊丝以替代进口。为解决以上问题，国内焊材行业也作了大量的研究工作。由于难度大，到目前为止，还只有金桥焊材生产的自保护药芯焊丝在国家重点管道工程上正式使用。4、国产自保护药芯焊丝的开发及技术现状4.1 X70级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的开发及技术现状自1999年开始，天津市金桥焊材集团有限公司投入了大量的人力、物力和财力，并与中国石油天然气集团公司管道焊接培训中心共同合作，针对X70级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝进行研制和开发工作。经过多次配方调整，并由焊接培训中心的焊接技师多次试焊、反复试验，根据工程应用中对自保护药芯焊丝的操作性能、力学性能和X射线合格率的要求，提出了大量的有针对性的改进意见，终于开发出具有自主知识产权的JC-29、JC-29 Ni1系列国产管道用高韧性自保护药芯焊丝。按照西气东输标准Q/SY XQ4-2003要求，在中国石油天然气集团公司管道焊接培训中心进行了环焊缝焊接工艺评定试验，刻槽锤断试验、弯曲试验均未见超标缺陷，拉伸试验、冲击试验结果完全符合标准的各项要求。2006年10月顺利通过了由天津市科委、中石油工程建设协会共同组织的科学技术成果鉴定，与会专家一致认为：由天津市金桥焊材集团有限公司与中国石油天然气集团公司管道焊接培训中心合作研制的管道焊接用高韧性自保护药芯焊丝JC-29、JC-29 Ni1的性能达到了国际先进水平，填补了国内空白，打破了国外产品的技术垄断，可以取代进口产品，服务于相关行业。 4.2 X80级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的开发及技术现状2005年，针对我国即将启动的全长近7000Km，全部采用X80级别管线钢的“西气东输”二线工程对自保护药芯焊丝的技术要求，在成功研制出X70管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的基础上，天津市金桥焊材集团有限公司开始进行X80级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝的生产研究。通过两年多的研究和试验，创新研制出了X80级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝JC-30。 研制的JC-30 X80级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝在中国石油天然气管道局管道焊接技术中心进行了“西气东输二线”工程的X80管线钢管口全位置对接接头的填充、盖面试验，结果完全符合标准的各项要求，力学性能与进口同类产品基本相当，管口全位置焊接时，电弧稳定，焊缝成型较好，脱渣较好，焊丝熔敷率、飞溅率、焊接发尘量等工艺性能与进口同类产品相当。2007年8月顺利通过了由天津市科委、中石油工程建设协会共同组织的科学技术成果鉴定，与会专家一致认为：研制的X80级别管线钢焊接用高韧性自保护药芯焊丝JC-30 2.0的性能达到国际先进水平，填补了国内空白，为X80级别管线钢提供了自保护药芯焊丝,使工程有了更多的选择余地。 5、金桥焊材自保护药芯焊丝应用现状自2004年下半年开始，金桥焊材JC-29、JC-29Ni1焊丝已在中国石油天然气管道第二、三公司培训中心、长庆局焊接培训中心等单位应用，同时先后在湖北孝感天然气利用工程、通钢高炉工程、鞍钢高炉工程、唐山佳华输气管线工程等项目上应用，均取得了令人满意的效果。2007年以来，先后在国家重点工程-西部原油成品油管道和西气东输二线中卫到靖边的X70管线工程中得到应用，使用方反映焊丝的工艺性能良好，飞溅较小、焊缝成形良好、熔池流动性、脱渣良好，改变了完全依赖进口产品的局面。西气东输二线中卫到靖边的X70管线工程使用金桥焊材的JC-29 Ni1自保护药芯焊丝 西部原油成品油管线工程使用金桥焊材的JC-29 Ni1自保护药芯焊丝 2008年2月，国家“十一.五”期间的重点工程“西气东输二线”管道工程西段用焊接材料招标项目的投标中，天津市金桥焊材集团有限公司的JC-30自保护药芯焊丝作为唯一的国产产品顺利中标。目前已经在此管道工程正式使用，使用情况良好，累计供货已超过200吨，这是国产自保护药芯焊丝首次大量在国家重点工程上应用，改变了依赖国外产品的局面。由于我公司的产品质优价廉，给国外的产品很大的冲击，价格应声而落，为国家节省了大量的工程经费。供货及时，也为工期提供了有力的保证。西气东输二线的X80管线工程使用金桥焊材的JC-30自保护药芯焊丝6、应用前景随着石油天然气及石油化工工