西气东输二线工程X80管线钢焊接工艺研究

1、精品 料推荐西气东输二线工程 X80 管线钢焊接工艺研究 RMD 根焊 + 自保护药芯焊丝半自动焊收藏此信息打印该信息添加：用户投稿来源： 未知大庆油田建设集团培训中心(黑龙江 163712) 袁吉伟李国庆刘增峰都宏海2008 年 4 月，西气东输二线工程正式启动。西气东输二线管道是我国管道建设史上管道口径最大、 压力等级最高和输气能力最强的一条主要管道，标志着我国能源建设又增加了一个新的里程碑。工程所用管道材质为X80 钢，是一种新型低合金高强钢，美国ITW 焊接集团管道组结合美国惟一的X80 长输管线 (CHEYNNE 管线 )工艺开发和实践经验，针对高强钢和特种材料的焊接研制了PipeP

2、ro450RFC 焊接系统。目前，西气东输二线的打底焊多采用此焊接系统中的RMD 打底焊接，填充盖面采用自保护药芯焊丝半自动焊。一、焊接性分析X80 管线钢是控轧控冷的微合金钢，具有高强度和良好的抗延性断裂能力，是输气管道中的高钢级管材，其化学成分见表1。 X80 钢采用了微合金化(加入微量Nb 、V 、Ti) 和控制轧制等新技术， 达到了细化晶粒和沉淀强化相结合的效果。同时从冶炼工艺上采取了降C、降 S，改变夹杂物形态及提高钢的纯净度等措施，使钢材具有均匀的细晶粒等轴铁素体基体。从而具有高强度、 高韧性和良好的焊接性，以及淬硬倾向小和裂纹敏感性低等特点。焊接中的主要问题就是焊缝区合金元素的保

3、护和热影响区的脆化问题。表 1 X80 管线钢的化学成分 (质量分数 )%钢号CSiMnNbVTiSP1精品 料推荐NO2070.0250.241.560.0390.0190.00060.0020.00620.004355020.0310.281.260.0490.0350.0140.00060.00090.00200.0009二、焊前准备1. 焊接方法和焊接材料选择焊接过程中，基于对焊缝区合金成分的保护， 根焊时采用的是郝伯特公司的 METALLOY 80N1 金属粉芯焊丝打底，来保证焊缝区的合金成分和强度。焊接方法采用最新的 RMD 焊接工艺，减小热影响区的范围。填充和盖面采用自保护药芯焊

4、丝半自动焊，焊丝使用 HO-BART 的 E81T8-Ni2J 自保护药芯焊丝。2. 坡口和接头形式管材直径为1219mm ，壁厚 18.4mm。焊接位置为水平固定5G 位管道向下立焊。复合坡口形式如图1 所示。2精品 料推荐3. 主要焊接参数X80 钢主要焊接参数见表2。三、焊接过程焊接前将坡口面及坡口两侧20mm 范围内用钢刷打磨出金属光泽。1. 预热及层间温度焊前清理完毕后，利用火焰将工件预热到 100 110后，再进行施焊。焊接时，层间温度 60。2. 焊接焊层焊接电流/ A电弧电压/ V干伸长/ mm保护气体气体流量/ Lmm -1极性焊丝直径/ mm根焊160 18014 1710

5、 1580%Ar+ 20%CO 225直流反接1.2热焊180 20018 2015 253精品 料推荐直流正接2.0填充200 27018 2215 25直流正接2.0盖面200 27018 2215 25直流正接2.0(1)根焊 引弧时，焊丝干伸长控制在 10mm 左右，与工件间应保持一定的距离。在坡口的一侧，采用撞击引弧，防止产生气孔。平位焊接时焊枪与焊接方向的夹角约为 70 80，立位焊接时焊枪与焊接方向的夹角约为 85 90，仰位焊接时焊枪与焊接方向的夹角约为 80 90。接头时，将待焊接头处用磨光机打磨成斜面， 在斜面顶部 10mm 处引弧。引燃电弧后， 将电弧移至斜面底部进行接头

6、。焊接结束前，在弧坑已填满、电弧已熄灭的情况下，使焊枪在弧坑处停留几秒钟后移开，保证熔池凝固时得到可靠的保护。(2) 热焊、填充焊根焊结束后的第一道填充称为热焊，根焊与热焊的间隔时间不超过10min。引弧。引弧点在管上方12 点位置。起弧点与根焊接头错开10 20mm，以避免焊道重叠产生缺陷。接头时，在收弧弧坑焊接方向反方向5 10mm 引燃电弧，如图2 所示。 运弧。引弧后做锯齿形摆动。焊枪角度为70 80，焊丝位于熔池的前沿朝焊接方向移动。 焊丝摆动至坡口两侧时稍做停留，保证坡口两侧熔合良好。立焊时焊速要快，防止焊速过慢造成铁液下淌。当焊接到仰脸位5 6 点位时，焊枪角度为100 l10

7、，如图 3 所示。此时采用U 形挑弧摆动焊接法，如图4 所示。仰焊时在保证电弧稳定燃烧的同时，可4精品 料推荐适当增加焊丝的干伸长，以降低焊接电流强度，利于控制熔池温度及形状。最后一遍填充焊时不能过高，以填充厚度低于母材表面1.0mm 为宜。可根据坡口情况适当摆动，但不能破坏坡口边缘， 以保证盖面焊缝成形美观。焊缝两侧立焊位置熔敷金属因重力作用下流造成两侧焊缝焊层较薄，随着填充层数的增加会越加明显。因此，在进行盖面层的焊接前，可在两侧 3 点和 9 点立焊位置进行补焊即立填焊，使填充焊道距母材表面不低于0.5mm ，以保证盖面焊时立缝成形饱满。每层填充焊后必须用角向磨光机和电动钢丝刷将焊缝表面

8、的熔渣、飞溅及表面缺陷清理干净，将焊道打磨成两边稍高、中心略低的U 形，可有效防止夹渣等缺陷的产生，如图5 所示。收弧。 焊接过程中收弧时松开焊枪开关熄灭电弧，后半周与前半周扣头收弧时将弧坑添满再熄弧。(3)盖面焊引弧、运弧和收弧过程同热焊、填充焊。盖面焊时焊丝摆动以满足焊缝外观成形的目的，即做锯齿形摆动电弧，以使坡口两侧母材充分熔化，5精品 料推荐焊缝宽度以坡口每侧熔化1.5 2mm 为宜。注意母材两侧停留时间，减少焊缝表面咬边缺陷，保证焊缝顺直。四、焊后清理及外观检验1. 焊后清理利用钢丝轮和角向磨光机清理焊道表面的熔渣、 粉尘及飞溅。打磨时不得伤及母材，不得破坏焊道原始表面。2. 焊接检验(1) 焊缝外观成形均匀一致， 焊缝及其附近表面不得有裂纹、 未熔合、气孔、夹渣、飞溅、焊瘤和末焊透等缺陷。(2) 焊缝表面不应低于母材表面，焊缝余高 1.6mm，局部不得 4mm。(3) 焊后错边量 1.6 mm。(4) 焊缝宽度比外表面坡口宽度每侧增加 0.5 2.