X80管线钢全自动下向焊焊接工艺

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。X80管线钢全自动下向焊焊接工艺X80管线钢全自动下向焊焊接工艺X80管线钢全自动下向焊焊接工艺第40卷第1O期2010年10月雹焊梭ElectricWeldingMachineVo1.40No.10Oct.2010X80管线钢全自动下向焊焊接工艺姚宗湘.蒋德平,吕伟f1.重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆401331;2.中国石油青海油田分公司,甘肃敦煌7362021AutomaticveriticaldownweldingtechnologyforX80pipelinesteelYAOZongxi

2、ang,JIANGDeping,LVWei(1.CollegeofMetallurgicalandMaterialsEngineer,ChongqingUniversityofScienceandTechnology,Chongqing401331,China;2.QinghaiOilfieldBranchCompanyofChinaPetroleum,Dunhuang736202,China)Abslract:Theweldabilityresearchandpositionalweldingtechnologyfeatureareanalysedinthispaperthoughthein

3、troduetiononchemicalcompositionandmechanicalpropertiesofX80pipelinestee1.ExperimentswereconductedonX80pipelinesteelwithdifferentweldingmaterials.Weldedjointswerealsodesigned.Weldingprocedureof中1219mmx22mmX80hasdrawnuptOcontrolhealinI)ut.Ithasbeensuccessfullyusedinfactoryandhasgotgoodweldingquality.K

4、eywords:pipelinesteel;X80;weldingprocedureU刖罱从我国油气生产和消费结构以及西部大开发的战略来看,长距离,大口径,高压力,耐腐蚀是我国油气管道发展的必然趋势.X80高钢级管线钢主要用于钢材强度要求高的油气输送管线上,是目前国际上较高级别的管线钢.它不仅强韧度高,焊接性能良好,材质含杂质少,而且相比X70钢级来说,有质的飞跃."西气东输"这条世界级的天燃气干线管道的二线建设采用的就是先进的X80级管线钢,焊接方法主要是焊条电弧焊,半自动焊和自动焊_艺.在此主要介绍X80钢全自动下向焊焊接工艺的研究.1X80钢的化学成分及焊接性能1.1

5、化学成分及力学性能试验采用的管线材料为根据API5I标准生产收稿日期:200907一O1作者简介:姚宗湘(1978一).女,河南南阳人,讲师.硕士,主要从事焊接工艺方面的教学和研究工作.的X80螺旋埋弧焊钢管,规格l219minx22nlnl,化学成分和力学性能分别如表1,表2所示.表1X80钢管化学成分%表2X80钢管力学性能屈服强度抗拉强度延伸率冲击功W/J(-10)o-/MPa/MPa81%单值平均值55062066570527-28270,275,265270由表l可知,此钢含碳量较低,但Mn,Mo和Nb的含量增加,从而保证了针状铁素体的形成和晶粒细化,使X80管线钢在含碳量低的情况下

6、具有良好的强度和韧性.埘(S).003%,进一步提高了X80管线钢的抗H2S腐蚀能力f1】.1.2焊接性能X80管线钢的含碳量较小,但南于合金元素含生产与应用姚宗湘等:X80管线钢全自动下向焊焊接工艺第10期量较大,其碳当量仍然较高.碳当量可以粗略地反映钢材的淬硬倾向和焊接加1二的难易程度,应适当控制碳当量.该钢的冷裂纹敏感指数较低,因此具有良好的焊接性,热裂纹不是该钢种焊接的主要问题.由表2可知,与X70钢相比,X80钢的强度提高,硬度增加,理论上焊接冷裂纹的倾向会增大.2焊前准备2.1焊接方法及设备在西气东输工程中,全自动气体保护焊工艺的为保证焊缝金属的强度和韧性,焊接时应选用高强度,高韧

7、性,低氢型的焊接材料,以降低焊缝金属中残余的N,O,H含量.为此,根焊和热焊时选用的焊材牌号均为TS一6,直径0.9mm,符合AWSA5.18ER70SG;填充焊和盖面焊均采用1.0mmER80S-G实心焊丝,符合AWSA5.29.2.3坡口和接头形式管材直径1219mm,壁厚22mm.焊接位置为水平固定5G位管道向下立焊.采用双V型坡口,内焊机根焊钝边高度1.27±o.38mm,对口间隙5mm,如图1所示.焊道设计如图2所示.使用已日趋成熟.CO气体保护短路过渡焊以其小电流,低电压,细直径实心焊丝,短路过渡为主要特点,向下焊时熔池体积小,可实现全位置焊接.此方法具有工作效率高,质量

8、好,劳动强度低,技术易于掌握等优点.根焊采用美国CRCEVANS设计的内焊机硎配相适应的直流焊接电源进行焊接.该焊机可在野外作业过程中获得更快的焊接速度和更高的精度.它使两根管子的端部排成一条直线,把它们固定到位并将自动机械安放在焊道根部.热焊采用CRCEVANS设计的全自动外焊机P260,并配以相适应的直流焊接电源进行焊接.填充和盖面焊采用CRCEVANS设计的全自动外焊机P600,并配以相适应的直流焊接电源进行焊接.P600是双焊炬全自动焊机,是为提高生产率和降低成本而.应用的当今最先进的外焊机设备之一.2.42.2焊接材料的选择x表3焊接工艺参数根焊ER7(F-G0.9热焊ER70S-G

9、0.9填充ER8-G1.0盖面ERSOS-G1,ODCEP下向DCEP下向DCEP下向下向20o2l024O260l70-25012Olg020-2422-2819242l2538038034O45O2203oo70-7570-7535-5040-556-10(C02)25%+妒(Ar)75%6-10o(CODIO0%15-20妒(c02)l5%+(Ar)85%1520(C0l5%+(Ar)85%60looO60一l00O4060l20406ol203焊接过程(1)管子清理.先将管子内外坡口边缘两侧25mm内的油污,锈,水分和氧化物采用机械法清理干净,直至呈现出金属光泽.(2)对口.采用内对口

10、器进行对口,相邻管焊缝在对口处错开,距离大于等于100mm.(3)预热与层间温度.为防止热影响区产生淬硬组织,导致冷裂纹,采取焊前预热.将坡口两侧50mm内预热到100oC200cI=.同时为防止焊接热影响区软化,焊接过程中使用较小的焊接热输入量,采用薄层多道的方法,控制层间温度在60150.(4)焊接温度低于5时,焊接作业宜在防风棚内进行,应采用保温措施保证层间温度;如果在组装和焊接过程中焊口温度冷却至焊接工艺规程要g彩.?77.生产与应用重珲梭第40卷求的最低温度以下时,应重新加热到要求温度;焊后采用缓冷措施.(5)焊接.根焊和热焊时焊枪运行方式为直拉,以保证坡口两侧熔合良好.热焊道完成后

11、即可撤离内焊机进行填充和盖面,填充和盖面时焊枪运行方式为横摆.由于管径较大,为减小受热不均匀引起应力的分布,每层焊道均由两名焊工对称施焊.4焊后清理及外观检验4.1焊后清理层问清理采用动力角向砂轮磨光机和钢丝刷打磨焊接接头.焊接完成后,清除焊缝表面的熔渣,飞溅和污物.余高控制在0-2mm,如果焊缝余高超高时应打磨至要求的范同,打磨余高应与母材圆滑过渡,且不伤及母材.4.2焊接检验(1)根焊完成后,应检验根焊道,不得有接头熔合不良,裂纹等缺陷.(2)打磨缺陷处,重新确定预热温度后才能进行补焊.根焊修补参数与CRCEVANS/IWM自动内焊机正常焊接时相同.(3)错边不大于管壁厚的1/8,且小于3

12、mm.(4)焊缝余高控制在0-2mm.(5)咬边深度小于等于0.5mm.当咬边深度小于0.3mm时为合格;咬边深度0.3-0.5mm时,其单个长度不得超过30mm,累计长度不得大于焊缝全长的15%t21.(6)背面凹坑深度小于等于1.4mm,总长度小于等于68mill.(7)x射线探伤需达到级标准.5结论按此工艺焊接的管道,根据Q/CNPC110-2005(xso管线钢管线路焊接施工及验收规范对试验管口进行了工艺评定,结果均为合格.该工艺已用于西气东输二线的焊接,经自动超声波检测一次合格率为9r7%,再次证实此焊接工艺完全满足施工要求.参考文献:【11高惠临.管线钢一组织,性能,焊接行为【M】

13、.西安:陕西科技出版社,I995.2】袁吉伟.西气东输二线工程XS0管线钢焊接工艺研究【J】.金属加工,2008(22):34-38.业业业妇业业业业业业业业业业业业t坐e业业坐jle明.f各位作者:睾;为确保杂志质量,尊重和保护作者和他人知识产权,着作权,根据国家期刊出版管理的相关规l崭定,电焊机杂志特作以下申明.i1.作者应保证是向本刊所投稿件的着作权人,不得抄袭,剽窃,盗用他人科研成果,文章和l信息.文章中引用和参考他人文章,着作和成果(包括网络信息)时,按编辑出版规定,应在文章中鼍薯以参考文献方式明确标识.如作者的文章涉及侵犯他人知识产权,着作权等合法权益时,一切后l常果文责自负.謦;2.作者所投稿件应保证尚未在其他媒体(包括网络)出版或发表,也未向其他媒体投稿.1.jf3.电焊机杂志已被多家国内外权威收录机构,数据库,专业网站列为来源刊,收录和引肇;用.凡本刊录用的文章,即视