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天然气管道焊接工艺
天然气管道的材质一般为合金钢，承压值较提高。作为管道安装的主要环节，焊接质量直接关系到天然气管道的安全运行。当前，如何确保大直径、厚壁钢管的焊接质量与施工进度成尤为重要。文章首先探讨了天然气管道焊接的施工工艺，进而介绍天然气管道焊接的检验方法。
作者单位：
重庆建工无损检测工程有限公司,重庆,400051
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万方数据电子出版社　焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。 焊接透过下列三种途径达成接合的目的：加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助；单独加热熔点较低的焊料，无需熔化工件本身，借焊料的毛细作用连接工件(如软钎焊、硬焊)；在相当于或低于工件熔点的温度下辅以高压、叠合挤塑或振动等使两工件间相互渗透接合(如锻焊、固态焊接)。依具体的焊接工艺，焊接可细分为气焊、电阻焊、电弧焊、感应焊接及激光焊接等其他特殊焊接。
更新时间：
浏览量：1785
天然气管道焊接工艺技术：
一、 STT技术CO2气体保护半自动下向焊技术
STT型CO2半自动焊是以STT焊接技术进行管道的根焊，根焊的保护气体采用的是CO2。采用药芯焊丝（如林肯的NR207）进行自动送丝的手工焊接的焊接工艺。STT是&Surface Tension Transfer&的英文缩写，即表面张力过渡的意思，是一种焊接熔敷金属过渡机理。
1 工艺特点
在压力管道的焊接中STT焊是一种廉价、高效的焊接方法。传统的CO2气保护焊不能从根本上解决焊接飞溅大、焊缝成形不理想的问题。而采用波形控制技术的STT型CO2半自动焊机，保证了焊接过程稳定，焊缝成形美观，干伸长变化影响小，显著降低了飞溅，减轻了焊工劳动强度。
2 工艺原理
由于STT技术的熔滴过渡是依靠液态金属的表面张力来实现的，有其自身特别的采用动态控制的一种焊接方法。因此在焊道上产生的熔池很小且很集中以其优异的性能拓宽了CO2半自动焊在长输管道施工中的应用领域。
3 工程实例
中国石油天然气管道局曾在苏丹Muglad石油开发项目首次使用了STT型CO2半自动下向焊技术进行管道打底焊接，中原石油勘探局建筑集团公司正在施工的陕京管线复线京-石管线工程使用了STT型半自动下向焊技术。
4 焊接设备
目前，根据笔者了解，STT焊接设备目前仅有林肯公司一家。
天然气管道焊接工艺技术
手工烙铁焊接的基本技能
使用电烙铁进行手工焊接，掌握起来并不困难，但是又有一定的技术要领。长期从事电子产品生产的人们是从四个方面提高焊接的质量：材料、工具、方法、操作者。
其中最主要的当然还是人的技能。没有经过相当时间的焊接实践和用心体验、领会，就不能掌握焊接的技术要领;即使是从事焊接工作较长时间的技术工人，也不能保证每个焊点的质量完全一致。只有充分了解焊接原理再加上用心实践，才有可能在较短的时间内学会焊接的基本技能。下面介绍的一些具体方法和注意要点，都是实践经验的总结，是初学者迅速掌握焊接技能的捷径。
初学者应该勤于练习，不断提高操作技艺，不能把焊接质量问题留到整机电路调试的时候再去解决。
焊接操作的正确姿势
掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm，通常以30cm为宜。
焊接符号表示方法
钢结构焊接符号含义大全
钢结构焊接符号也是依据GB324一1988《焊缝代号》来绘制。钢结构一般属于建筑学科，属于建筑行业。因此在钢结构焊接符号的标注中经常伴随有建筑符号、型钢符号、螺栓符号及铆钉符号等。
钢结构焊缝符号表示的方法及有关规定：
1、焊缝的引出线是由箭头和两条基准线组成。其中一条为实线，另一条为虚线，线型均为细线。
2、基准线的虚线可以画在基准线实线的上侧，也可画在下侧，基准线一般应与图样的标题栏平行，仅在特殊条件下才与标题栏垂直。
3、若焊缝处在接头的箭头侧，则基本符号标注在基准线的实线侧;若焊缝处在接头的非箭头侧，则基本符号标注在基准线的虚线侧。
4、当为双面对称焊缝时。基准线可不加虚线。
5、箭头线相对焊缝的位置一般无特殊要求，但在标注单边形焊缝时箭头线要指向带有坡口一侧的工件。
6、基本符号、补充符号与基准线相交或相切，与基准线重合的线段，用粗实线表示。
7、焊缝的基本符号、辅助符号和补充符号(尾部符号除外)一律为粗实线，尺寸数字原则上亦为粗实线，尾部符号为细实线，尾部符号主要是标注焊接工艺、方法等内容。
8、在同一图形上，当焊缝形式、断面尺寸和辅助要求均相同时，可只选择一处标注焊缝的符号和尺寸。并加注&相同焊缝的符号&，相同焊缝符号为3/4圆弧，画在引出线的转折处。
在同一图形上，有数种相同焊缝时，可将焊缝分类编号，标注在尾部符号内，分类编号采用A,B,C......在同一类焊缝中可选择一处标注代号。
焊接符号表示方法
4焊接接头型式
焊接接头型式
焊接接头型式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些其它类型的接头型式，如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。在国家标准GB 985&88中有详细规定。
两焊件相对平行的接头称为对接接头，这种接头从力学角度看是较理想的接头型式，受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷或动载荷，是焊接结构中采用最多的一种接头型式。
根据焊件厚度、焊接方法和坡口准备的不同，对接接头可分为不开坡口对接接头和开坡口对接接头两种。
焊接接头型式
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标题：燃气管道焊接必须氩弧打底吗？[ 您是本帖的第 6557 个阅读者 ]&dania8818290&等级：燃气新手积分：697文章：1精华：0注册： 9:30:04――&&&&&楼主&燃气管道焊接必须氩弧打底吗？&燃气管道焊接是常有的事，包括主干线。近来高层安装，大厅也采用焊接方式。一般为D60*5；D89*5；D108*6；D159*6等管径，要求氩弧打底，电焊罩面。
本人对焊接管道采用氩弧打底不是很明白，当然，氩弧打底固然的好，关键是有没有那个必要。我知道，氧气管道施工必须氩弧打底，管道内要求平滑，高压输送，避免运行中产生火花引发事故。然而一般燃气管道没有这些要求吧？居民开栓供气只用燃气置换都可以，运行时也不会产生管道内燃爆。
氩弧焊的强度没有焊接的高，有的小管径直截用氩弧焊接是否允许？从这点看全跑氩弧焊是不可行的？
氩弧焊最大的优势是双面成形，对一些薄料加工很适用，对于壁厚的管材作用不是很大。
对于管道的严格要求来讲，氩弧打底确实的好，但必须电焊罩面。
用不用氩弧打底是共同探讨的事，最大的问题是，在工作量大的情况下，无外增加了一道工序，提高工程造价等。
请网友多多指导，深表谢意！
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作业现场博燃我的家 17:20:07&thz007&等级：燃气新手积分：401文章：2精华：0注册： 17:06:04――&&&&&第2楼&应该打底 9:55:57&AXLRose&等级：燃气守卫者积分：549文章：163精华：0注册： 0:17:00――&&&&&第3楼&燃气管道并未硬性规定要氩弧焊打底，可以全电 11:09:42&AXLRose&等级：燃气守卫者积分：549文章：163精华：0注册： 0:17:00――&&&&&第4楼&像低压架空DN50管，完全可以全氩 11:10:58&tiaoyaqi&等级：燃气青铜骑士积分：11619文章：1085精华：10注册： 22:57:00―― QQ&&&&&&第5楼&用氩弧焊打底也是为了照相检查焊缝，氩弧焊比较规矩，这样无损检测不会出现无法判断的情况。虽然退休了，还能在论坛上待几年。 15:37:45&huichenglulu&等级：燃气新手积分：524文章：3精华：0注册： 9:59:04――&&&&&第6楼&不一定，主要看焊接工艺评定是否达到设计要求的技术指标即可。 10:48:41&ytgasyu&等级：燃气小野人积分：541文章：29精华：0注册： 15:46:06――&&&&&第7楼&如果仅采用电焊，电焊会产生焊渣，没有打的的管道内如果有焊渣存在的话，管路中有很多精密仪器比如罗茨流量计，涡轮表，调压装置等，这样很容易损坏设备，所以燃气管道要求必须采用氩弧焊打底。电焊照面是保证管道的链接强度要求。如果大管径管材仍要氩弧焊打底的，上面可采用填充焊等多种焊接方式。 15:59:33&shatao2001.ren&等级：燃气斗士积分：1360文章：306精华：0注册： 10:18:00――&&&&&第8楼&但是大家没有从成本和施工进度上全面考虑!!!!111 20:52:44
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工商红盾网站注册标号: 000296号天然气管道焊接施工质量控制措施
摘要：分析了天然气管道焊接施工缺陷问题，并针对天然气管道工程焊接的重要性，提出了一套较全面、科学的管理办法和措施。
关键词：天然气管道；焊接质量；控制措施
& &&对天然气管道工程来说，焊接施工质量是关系到整个工程质量的关键，直接影响到燃气管网的安全运行。如何更好的控制焊接质量，我们认为要加强焊接质量的控制和管理，应从施工准备阶段、事前控制、事中控制、事后控制和焊接缺陷预防阶段等几道关键工序着手。
1 施工准备阶段
& &&(1) 组建质检部门
&& &施工准备阶段，施工单位应建立质量管理体系，其焊接技术人员应负责焊接工艺评定，编制焊接作业指导书和焊接技术措施，参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，整理焊接技术资料等。焊接质检人员应对现场进行全面检查和控制，负责编制和确定焊口编号和日常的的检查工作，签发检查文件，参与焊接技术措施的审定，参加对焊接质量问题的分析、处理。
& &&(2) 焊接工艺评定
&& &在焊接施工开始前，对所需焊接的管道，制定详细的焊接工艺指导书，并对此焊接工艺进行评定。其评定的目的在于验证用该工艺进行焊接的焊接接头，能否具有合格的力学性能。对焊接接头的检验，要在经过外观检查、无损缺陷检验合格的基础之上，并进行机械力学性能实验。检验的内容主要有拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等。
&&& 施工单位要依据评定合格的工艺，编制焊接工艺规程。其工艺规程应包括以下内容；焊接方法、适用的管材管件材料、管径和壁厚、接头设计形式、填充金属和焊道数、焊接方向、焊道之间的时间间隔、焊接速度、对口器的类型和拆移等。
&&& (3) 焊工考试
&&& 对焊工考试人员的资格进行审查，从事燃气管道施工的焊工必须持取得技术监督部门核发的、在有效期内的、并具有相应合格项目的焊工证，方能参加考试。
&&& 在管道焊接前，按规定对焊工进行资格考试，以检验焊工能否使用经过评定合格的焊接工艺规程，焊接出合格的焊接焊缝。对考试焊接接头，应进行检验(可用破坏性试验或用射线探伤检测)，检验合格方可上岗。
2 事前控制(焊前检查)
& &&在实施焊接作业前，应对需要开展作业的有关设备机具、材料等进行检查，能否满足焊接的条件。
&& &(1) 对焊接设备检查
& &&发电机是否能正常工作，能否满足施工需要。电焊机工作是否正常，电压、电流是否稳定。送丝机送丝速度是否稳定。
& &&(2) 对焊接材料的检查
& &&由施工单位对该批进场焊条、焊丝进行报验，提供材料合格证，监理单位应检查是否与设计文件相符，并对该批号材料进行现场抽样送检，经检测合格同意使用。对焊条未使用之前，一般不允许撤掉包装，而且应按说明书的要求使用，保管焊条的仓库宜选择干燥通风良好的地方，焊条撤掉包装后，一般在使用之前要烘干，在使用中放入保温筒中。
&&& 所使用管材应提供材料合格证，经过监理单位现场抽样送检，并检测合格，应确认所用管材、管件是否和设计图纸的型号、规格相符。管口表面应均匀光滑，无起鳞、裂纹、锈皮、夹渣、油脂、油漆和其他影响焊接质量的物质。
&&& 管道组对焊接前，应对管内清扫干净，清理管口、除锈，坡口打磨，对管端螺旋焊缝或直缝余高进行处理。对焊接管口椭圆度及周长检查，是否满足组对要求。管道坡口角度，应控制在焊接工艺规程的范围内，
& &&(3) 确定焊口编号
&& &焊口编号的编制，应依据设计施工图纸的桩号或里程，目的在便于对焊口进行记录、检查、验收，也便于对不合格的焊口进行返修及对焊口的焊接质量、数量进行统计。焊口编号应能反映所在工程的位置，焊接机组等内容。工程施工或完工后，也便于对发现的焊口问题进行查找和处理。焊口编号可反映由哪个焊工(或焊接机组)施工，一旦出现不合格焊口，便于返修，由此，也可以了解到各焊工(或焊接机组)的一次合格率，可针对性的对问题焊工进行指导，以提高其操作技能，保证焊接质量。
& &&(4) 环境对焊接的影响
& &&焊接当天，应对天气情况进行全面了解，是否适合焊接作业。一般情况下，湿度超过90%、雨天、风速超过8m/s、环境温度低于焊接规程中规定的温度时，应采取有效的保护措施。
3 事中控制(焊接组对)
&&& 管口组对焊接是焊接质量控制的关键环节，焊接技术人员、质检人员应对焊工的操作进行指导，以保证其焊接质量。
&&& (1) 管道对口器的使用
&&& 依据设计施工文件及焊接工艺规程要求，在管道组对焊接时，应使用管道对口器。对口器的使用，在于使焊接口固定，并可对管道错边量等参数进行调整。内对口器的使用，应在根部焊道全部完成后，方可卸去内对口器的张力，以避免已完焊道受管道位移或受力过大而产生应力。在外对口器撤离前，应完成根部焊道累计长度不少于管周长的50%，根部焊道应均匀分布于管口圆周。
& &&(2) 组对焊接
& &&对管口组对的错边量进行检查，其错边量一般不大于1.6mm。如果由于管口尺寸偏差(管口周长)，出现较大错边，应沿管口均匀分布。
&&& 管口组对间隙，应按焊接工艺规程进行控制，其焊缝最终宽度应为：坡口上口宽+2～4mm。相邻螺旋焊缝或直焊缝间距错开100mm以上。管道对接偏差，小于或等于3°，不允许割斜口。
&&& (3) 焊接过程中的检查内容
&&& ① 接地线不应在坡口以外的管壁上引弧，以免电弧烧伤管材；②焊接过程中注意电流、电压的变化，要控制在焊接工艺规程的范围内；③焊接过程中应避免出现强制组对的情况；④相邻两层的焊接点不得重合，应错开20mm以上；⑤焊接过程中，应注意控制层间温度，当层间温度低于规定要求时，应重新加热；⑥多层焊每层焊完后，应立即对层间进行清理，并进行外观检查，缺陷消除后方可进入下一层的焊接；⑦对中断焊接的焊缝，继续焊接前应清理并检查，消除缺陷并满足规定的预热温度后方可焊接；⑧焊接过程中，应及时填写组对检查记录和焊接工艺记录，真实的反映焊接组对情况。
4 事后控制(焊口检查)
&&& 焊接完成后，应将表面焊渣和飞溅物清除干净，用记号笔在距焊口(气体流动方向)下游1m处，写下焊口编号，并作好焊缝外观检查记录。
& &&(1) 焊缝外观检查的内容
&& &焊缝宽度：坡口上口宽+2～4mm；焊缝高度：0～1.6mm。局部不超过3mm，长度不超过50mm；焊缝错边量：1.6mm。
& &&焊缝外观检查还包括；表面裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透，这些都是不允许出现的。
& &&(2) 焊缝内部检查的内容
& &&焊缝内部检查应在外观检查合格的基础上进行，外观检查不合格，不得申请无损检测，对检查不合格处进行返工，直至检查合格。外观检查合格后，由监理人员下达检测指令。焊缝射线无损检测应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB-3323的(Ⅱ级)规定执行；超声波检验应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB-11345的(Ⅰ)规定。
&&& 无损检测人员应按照ASNT RP SNT-TC-IA或国家劳动部《锅炉压力容器无损探伤人员资格考核规则》规定的方法考取所使用的探伤方法的资格书。只有Ⅱ级或Ⅲ级检验员有权对探伤结果进行评定。
&&& 对检测单位的评定结果，建设单位或监理单位有权通过第三方检测单位，对所评定的结果进行复查、核实，判别其与所评定结果是否相符。也可以由监理单位有无损检测资质人员对所评定结果进行抽查，对评定结果有疑问的，再请第三方检测单位进行判定。无损检测的方法一般有射线检测和超声波检测，当某种情况下，无法用射线检测时，经设计人员同意，也可用磁粉探伤或液体渗透探伤方法代替。
&&& 当检验焊缝缺陷超出设计文件和规范要求时，其焊缝质量判定不合格，必须按规范要求进行返修，返修后采用同样的方法进行检测。
& &&(3) 对焊缝的保护
&& &焊缝检验合格后，为防止焊缝生锈，应对焊缝进行喷砂除锈，并用热收缩套进行防腐施工，并进入下道工序施工。
5 常见焊接缺陷、形成的原因、及预防措施
&&& 为保证管道施工的焊接质量，有必要对常见焊接缺陷采取有效预防措旋，控制好焊接工艺参数，规范焊工的操作，来达到提高焊接质量的目的。
&&& (1) 未熔合缺陷：焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分。
&&& 形成原因：电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清理不彻底，使得焊材与母材间未很好熔合。
&&& 预防措施：正确地选用焊接热输入，精心操作，加强层间的清理等。
&&& (2) 裂纹缺陷：在焊接过程中，焊缝热影响区在冷却过程或凝固过程中形成的裂纹。
& &&形成原因：①材料本身问题(容易产生裂纹材料)；②外界应力及环境影响；③焊接缺陷。
预防措施：要设法减少焊缝中的低熔点共晶物和降低冷却时的拉应力。
&&& (3) 气孔缺陷：焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残下来所形成的空穴。
&&& 形成原因：熔解在熔池的气体，在熔池冷却过程中，因气体熔解度急剧降低，来不及析出残留在固体金属内形成的。液态铁水有气体，气体没有逸出，在焊道形成后，在焊道中有空洞，就称气孔。
&&& 预防措施：加强焊前处理。焊前仔细清理焊件表面铁锈、油污、水分；按规定烘干焊条、焊剂。在天气湿度过大或下雨天，采取有效措施，防止气孔产生。
&&& (4) 夹渣缺陷：焊后残留在焊缝中的熔渣。在焊缝形成过程中，焊渣未能及时浮出，夹在焊道中(操作与环境温度影响)。
&&& 形成原因：焊接工艺参数不合适，使熔池温度低，冷却快，渣不易漂出；焊前清理不净或层间清理不彻底。
&&& 预防措施：选用合适的坡口角度和合理的焊接工艺参数，使熔池存在的时间不要太短。焊接操作要平稳，焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮。仔细清理坡口边缘及焊丝表面油污。多层焊时要注意将前道焊缝的熔渣清理干净后，再焊下一道(层)焊缝。
&&& (5) 咬边缺陷：由于焊接工艺参数选择不正确，或操作手法不正确，在沿着焊道的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷。
&&& 形成原因：在最后盖面焊接时，由于操作不当，或焊接电流不稳定，在焊缝与母材交接处形成母材缺口或未填满的现象。易造成应力集中或母材强度降低。
&&& 预防措施：选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。
&&& (6) 根部收缩缺陷由于焊接参数选择不正确或操作不当，在焊道根部形成焊道表面收缩。
&&& 形成原因：焊接电流太小、焊接速度太快或间隙小，使得熔池温度过低，形成焊道收缩。
&&& 预防措施：调节好焊接电流，控制焊接速度，控制对口间隙及钝边厚度。
&&& (7) 未焊透缺陷：焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，主要存在于焊缝根部。
&&& 形成原因：主要有未留间隙或间隙过小、坡口角度过小、钝边过大，以及焊接电流过小，焊接速度过快，或焊接电压太低，以及操作问题。但焊缝间隙过大，焊缝内道上部易产生焊瘤，内道下部易产生内凹。GB50236-98焊接规范对内焊道，外焊道盖面的高度都有规定。焊接间隙在保证焊接质量的前提下，宜小不宜大，这样做既可以保证质量，又可提高焊接效率。
&&& 预防措施：正确选用和加工坡口尺寸，保证必须的焊接间隙，正确选用焊接电流、电压和焊接速度，认真操作，仔细地清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。
&&& 在以上7种焊接质量问题，除焊接工艺参数、焊接材料、焊接环境、焊接气候条件之外，主要的焊接质量问题是焊工操作所致。
& &&对工程质量的影响因素不外乎“人、机、料、法、环”五大方面，但人的影响因素其实是最主要的，如何强化质量意识？如何摆正质量和进度的关系？要使全体参建人员充分认识到，没有质量做保证，没有安全做保证，进度也难以上去。一个好焊工应具有非常强的质量意识，能够把焊接质量与个人的荣誉结合起来。要具有一个良好的职业习惯，做到焊前精心准备。同时，焊接人员要保持一个良好的、平和的心态。操作时要做到不急、不燥，真正做到精雕细刻。只有这样，焊接质量才能得到保障。
&&& 我们将严格执行国家的有关法律、和各项技术规范、标准，注重对焊接工程施工质量和工序焊接质量的控制，为天然气管网的安全运行提供可靠保障。
(本文作者：刘建华1 詹淑民2 1.深圳市燃气工程监理有限公司 广东深圳 .深圳市燃气集团股份有限公司 广东深圳 518040)