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1、沙特Wasea项目施工中管道手工焊条连弧打底焊接技术安装二公司 路滨 曹文滨 张龙堂摘要：我公司在沙特Wasea项目施工中，新建罐区与生产区运行的管道需铺设施工。根据当地无法使用钨极氩弧焊打底焊的问题，我们积极想办法，采用手工焊条电弧焊连弧打底焊接技术，取了了良好焊接效果，保证了管道焊接质量。为国外类似工程施工提供了经验借鉴。关键词：手工电弧焊 横焊 正接连弧打底2011年，我公司承接的沙特阿美公司的WASEA BULK PLANT 项目中，有一关键施工部位，就是新建罐区管道与生产区运行管道的连接。由于厂内正在正常生产，属带压运行管道，所以对管道施工焊接质量要求很高，要求焊接一次成功。由于当地
2、没有氩气和钨极氩弧焊设备，不能按照国内惯例管道根部采用氩弧焊打底的成熟焊接工艺。所以，为了保证管道打底焊质量，怎样进行对管道根部焊接，成为焊接难题。我们在参加的全国焊工比赛中，使用过焊条电弧连弧焊打底工艺，并取得了集团公司团体第二的好成绩。在此基础上，我们经过和相关技术人员和焊接技师研讨，反复试验和练习，决定采用手工电弧焊连弧打底焊接技术进行管道打底焊。同时通过焊接工艺评定，确保了该项工艺的正确性，顺利完成此项焊接任务。1.管道材质本次焊接管道规格:35015.9mm，材质为X65与X60。这两种钢管具有很高强韧性和良好的焊接性，主要用于输油气管线。表 1 管道主要化学成分表 行标准：API
3、SPEC 5L-2011(美国石油协会)牌号CSiMnPSVNbTiX600.210.451.600.020.010.150.050.04X650.160.451.600.020.010.060.050.06表 2 管道力学性能 行标准：API SPEC 5L-2011(美国石油协会)牌号抗拉强度（MP）屈服强度（MP）屈强比伸长率（%）0C冲击功Akv(J)热处理状态X605204155650.851840正火X655354055700.901840淬火+回火2.焊前准备2.1 焊接设备采用美国林肯INVERTEC V350-PRO焊机2.2 焊接材料 焊材采用捷克斯洛伐克ESAB公司生产的
4、焊条，牌号为E8018-G，规格分别为2.5350 、3.2450，其化学成分见下表：表 3 焊接材料化学成分 参考标准：EN ISO 2560-A成分CSiMnPSCrNiMoNbCuV含量0.080.331.30.0150.0050.10.10.40.010.10.013.焊前清理采用单边型坡口形式，角度35，钝边1.52mm，焊前用角向磨光机将坡口表面及内外边缘20mm范围内的水、锈、油污、氧化皮清理干净。 图 1 焊缝坡口形式（单位mm）4.焊缝组对甲方对管口内部质量要求很严格并保证成型美观。所以为保证管口内部质量，管口组对采用“搭桥”方式点固。可采用四块铁块对管口均匀分布固定点焊。这
5、样点固可以减少焊接接头，降低焊缝间隙收缩量，并保证焊缝内部质量。点固时注意焊缝间隙，不能太小也不能太大，保持在22.5mm，如果间隙太小，容易出现未熔、未焊透和夹渣等缺陷。间隙太大则容易烧穿，出现焊肉下坠和气孔缺陷。正式打底焊接时，桥接点固点采用砂轮机磨掉，点固示意如下图： 图 2 焊缝采用铁块搭桥组对5.打底焊接打底焊接时，采用300A的小焊钳，35软焊接电缆，这样选择是为了在焊接过程中便于掌握焊条的角度，减轻焊接电缆在弯曲时产生别劲，保持匀速运条。由于管径大于350mm，按照ASMEWPS-8 要求，需要两名焊工同时进行对称焊接。（注：大于16寸的管道按照ASMEWPS-8标准采用双人对称
6、焊）我们以管口2G位置横口焊接为例，叙述手工焊条连弧焊接要点。打底用规格为2.5mm的焊条，焊机极性采用直流正接，可以增强焊条的穿透力，引弧时首先在下坡口处点焊一点，再在对应的上坡口引弧与下坡口点焊处连接，待形成熔池后向前运条，采用斜圆圈法运条方式，焊条端部紧顶上下坡口，不能顶的太死，否则容易粘焊条，或出现烧穿现象形成焊瘤。运条速度与焊条的熔化速度相同，带着熔池向前运动，焊条与管道切点的角度在60-70之间，焊条与管道立面的夹角大约在65左右。如图图3所示: 图 3 焊接时焊条角度示意图第一根焊条引弧时或在每根焊条的接头处，容易发生磁偏吹现象，产生气孔或者夹渣缺陷。克服的方法有两个：（1）如果
7、发现偏吹现象，立即停止焊接，改变地线夹的位置，直至减小偏吹。（2）采用改变焊条角度的方法，焊条端部顶住熔池，运条方向与偏吹方向相反。每根焊条焊完后，都要用磨光机将收弧点打磨成斜缓坡，把缩孔磨掉，坡度控制在大约60左右，便于下一根焊条接头。第二根焊条引弧时，从上坡口向后快速拉，待铁水在接头处熔池完全铺开，接着将焊条往里顶，听到“噗”的声音后，开始向前画斜椭圆圈运条。打底到点固位置时，用磨光机将点固的铁块磨掉，点固的焊点清理干净。打底快结束时，由于焊缝收缩，致使焊缝间隙变小，这就需要开坡口，用磨光机将上下坡口均匀的打磨，直到间隙达到焊接规定的要求再进行焊接。打底结束后内部焊缝成形效果图4：打底结束
8、后，开始清根，用磨光机将焊道上下打磨干净，保证焊道没有夹沟、焊渣，以满足填充层焊接。图 4 打底焊接焊缝成型6.填充焊接填充时应首先将焊机的极性改变为直流反接，焊接时熔深大，不易出气孔。采用3.2450mm规格的焊条，将电流值适当调大。由于采用的焊条比国内的要长100mm，所以在引弧时为了增加焊接时的稳定性，采用左手拿焊条的中间部位，右手握住焊把，运条方式还是采用直线型，如果遇到比较宽的焊缝，也可以采用画斜圆圈法。焊条角度同打底一样。填充层数根据管道的厚度而定，第一层填充一遍，第二层填充两遍，焊条走直线，且第二道焊接时，熔池应压在第一道的上三分之一处，以后依次类推，如图5所示： 图 5 焊接层
9、道示意图为了尽量减少焊缝的热影响区，避免晶粒粗大和粗晶区范围大。每一层焊完结束后都要用测温枪测试焊缝温度，层间温度不超过180。如果超出层间温度，应停止焊接，待温度降下后再行施焊。从第二层开始，每一道焊缝最后结合处采用过渡法接头，即将最后结合处的焊道用磨光机打磨出斜坡，使焊条带着熔池沿着斜坡爬上第一道焊缝的三分之一处，而且每次接头都要错开2030mm。图 6 焊接层道接头技巧示意图7.盖面焊接当焊接第一道时，熔池要将下坡口的边缘熔掉大约0.51mm，保持焊条匀速前进，防止出现熔池下坠现象。焊接完毕采用钢丝轮将焊道表面清理干净，用锉刀将飞溅打掉，并将咬边处锉到圆滑过渡。见下图：图 7 焊缝成形示
10、意图表 4 焊接工艺参数焊接顺序焊接方式焊条牌号焊条规格焊接极性焊接电流A焊接电压V焊接速度cm/min打底SMAWE80182.5直流正接60-8018-258-12填充SMAWE80183.2直流反接110-13021-3110-15盖面SMAWE80183.2直流反接110-13020-3012-18结束语按照甲方要求，由沙特阿美公司批准的专业探伤队伍对我们施焊焊缝进行检测。外观检测合格率100%，RT射线探伤合格率100%，探伤结果一次性合格，完全达到甲方焊接工艺标准要求，受到高度好评。通过本次焊接任务，使我们意识到，练好焊工基本功的重要性。目前现场焊接大部分采用TIG打底，只有在遇到特殊管材和特殊部位时才用到焊条打底，而要掌握这种技能，需要扎实的焊接基本功。所以在焊接作业时要掌握多种技能，以便应对遇到的各种特殊问题。参考文献： ASME焊接工艺标准 06/01/2000 edition
