摘要：结合上海地区高压、超高压天然气管道的焊接工艺应用经验以及国内该类管道焊接技术的应用发展，对几种高压、超高压天然气管道的焊接工艺进行了论述，为上海地区今后该类管道焊接施工新技术的应用进行研究探索。
关键词：天然气管道 手工电弧 下向焊 半自动气体保护焊 全自动气体保护焊
 随着国内能源结构的调整，我国的长输管道建设高峰期已经到来。长输天然气管道越来越向大口径、高压力输送方向发展。长输管道下向焊技术自20世纪60年代引进我国以来，经过几十年的发展，目前已具有成熟的手工下向焊技术、应用越来越广泛的半自动气体保护焊技术，而全自动气体保护焊技术与下向焊技术的结合将会成为高压管道焊接技术的发展趋势。
手工下向焊技术及自保护药芯焊丝半自动焊的焊接工艺在“西气东输”上海各标段工程中已经得到成功应用，而技术半自动气体保护焊及全自动气体保护焊在上海地区的燃气管道施工中还未进行工程实践或焊接试验。
本文对上述几种焊接工艺进行具体分析，并对上海地区的高压燃气管道工程采用焊接新技术的可行性进行论述。概述在目前的高压、超高压天然气管道的施工中，采用的材质基本为系列管材，从，根据其化学性能和物理性能，此类钢管适用的焊接工艺主要有：手工电弧下向焊、半自动自保护焊、技术气体保护半自动下向焊技术、全自动气体保护下向焊技术。手工电弧下向焊手工电弧下向焊是采用纤维素焊条进行根焊和热焊，用低氢型焊条进行填充和盖面焊的焊接工艺。“西气东输”上海段Ⅱ标段工程中，×的钢管焊接，以及在“西气东输”上海段Ⅰ、Ⅵ标段等工程中的及管材焊接都采用了这种焊接工艺。工艺特点灵活简便、适应性强、操作设备简便、对施工作业条件要求不高。在焊接过程中采用大电流、多层、快速焊的操作方法来完成，适合于流水作业，但其工作效率较低，对焊工操作要求较高，需要通过焊条姿势的控制来控制焊接规范。工艺原理手工电弧下向焊是从管道顶部引弧，自上而下进行管道全位置焊接的操作技术。其焊层较薄，通过前道焊层对后道焊层的热处理来提高焊缝的环焊接头的韧性。焊接参数手工电弧下向焊的焊道在焊接时尽可能用大的焊接规范以防止夹渣。焊接参数见表。焊接设备手工电弧焊对于焊接设备的要求不高，一般直《上海煤气》年第期流焊机基本可以满足工艺要求。可供选择的焊机有美国公司的，美国公司的，四川熊谷的，北京时代集团公司的等。电流电压送丝速度·表手工电弧焊参数焊道焊条型号规格极性根焊热焊填充焊盖面焊半自动自保护焊半自动自保护焊是采用手工电弧下向焊进行根焊，用自保护药芯焊丝半自动焊进行填充和盖面的焊接技术。在上述工程中均有应用。工艺特点熔敷效率高、全位置成形好、环境适应能力强、焊工易于掌握，是目前管道施工的一种重要焊接工艺方法。由于其无需外加保护气体，而是通过自身的化学反应达到脱氧去氢和去氮的目的，提高了抗风效果，特别适用于野外作业。工艺原理自保护焊药芯焊丝的焊接热是由药芯焊丝和工件之间的电弧产生的，通过药粉燃烧和分解产生的气体对电弧和焊接区进行保护，焊丝的药粉中含有稳弧剂。其熔滴过渡的方式为喷射过渡。焊接参数在保证根焊道不烧穿的情况下，尽可能采用高的送丝速度及与之匹配的电压。参数见表。表半自动自保护焊参数焊道焊条型号规格极性电流电压送丝速度·干伸长根焊热焊填充焊立填焊盖面焊焊接设备较好的选择有美国的直流电源送丝机，四川熊谷直流电源送丝机，另外的直流电源送丝机，唐王送丝机也可供选择。技术气体保护半自动下向焊技术型半自动焊是以焊接技术进行管道的根焊，根焊的保护气体是，采用药芯焊丝如林肯的自动送丝的手工焊接工艺。是“”的缩写，即表面张力过渡，是一种焊接熔敷金属过渡机理。中国石油天然气管道局曾在苏丹石油开发项目中首次使用了型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—石管线工程使用了型半自动下向焊技术。工艺特点焊是一种廉价、高效的焊接方法。采用波形控制技术的型半自动焊机，保证了焊接过程稳定、焊缝成形美观、干伸长变化影响小，显著降低了飞溅及减轻了焊工劳动强度。工艺原理由于技术的熔滴过渡是依靠液态金属的《上海煤气》年第期表面张力来实现的，以其自身特别的、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半自动焊在焊道名称长输管道施工中的应用领域。焊接参数表表型半自动下向焊焊接工艺参数焊材极性电弧电压峰值电流基值电流焊丝伸出长度气体流量·焊接速度·送丝速度·打底焊填充焊盖面焊焊接设备根据了解，目前适用的焊机有公司的型逆变电源送丝机等。全自动气体保护下向焊全自动气体保护焊是采用全自动焊机和以氩气或为保护气体进行管道焊接的一种焊接技术。郑州—义马煤气管道工程东段采用了此项技术，钢管材质为、直径，焊丝采用、直径。在“西气东输”工程中，全自动气体保护焊也得到了大范围的应用。工艺特点由于熔化极气体保护焊时焊接区的保护简单、焊接区域易于观察、生产效率高，焊接工艺相对简单、便于控制，容易实现全位置焊接。但其对管道坡口、对口质量要求高，即要求管子全周对口均匀；对坡口型式要求严格，当管壁较厚、确定采用复合型或Ｕ型坡口工艺时，不能仅考虑减少工作量，更重要的是要考虑到坡口对焊接质量的保证，小角度型坡口虽然简化了施工程序，但从保证质量角度分析，复合型或型坡口更优；此外受外界气候的影响较大，这也是气体保护焊的普遍问题；而气源问题在东部地区如上海周边则较容易解决。工艺原理管道全自动气体保护焊技术使用可熔化的焊丝与被焊金属之间的电弧为热源来熔化焊丝和钢管，在焊接时向焊接区域输送保护气体以隔离空气的有害作用，通过连续送丝完成焊接。该工艺可实现全位置多机头同时工作，打底焊可从管内部焊接，也可以管外部焊接，焊接工艺参数的调节一般在控制台或控制面板上。焊接参数因每条焊道焊接参数不同，整个焊缝的焊接参数应根据管材规格及现场条件，通过焊接试验合格后方可应用于生产。焊接参数见表。表采用药芯焊丝＋气保护焊的全自动焊的参数焊道焊接电流电弧电压焊接速度·气体流量·打底焊填充焊盖面焊焊接设备有英国的全自动焊机、加拿大自动外焊机、全自动焊机。在半自动保护焊或全自动焊接中，根焊依然是关键工序。在高压燃气管道施工中半自动气体保护焊中采用根焊＋手工焊填充、盖面或自保护半自动焊填充、盖面；在高压燃气管道施工中可采用的全自动焊接技术有：外焊、内焊、技术根焊以及外焊内铜衬垫根焊强制成型加外自动焊；全自动焊的热焊可采用药芯焊丝＋气保护焊、实芯焊丝＋气保护焊、熔化极氩弧焊等工艺。根据以上分析和各种焊接方法的应用情况，