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1、油气管道在线动火焊口返修焊接技术浅析【摘要】由于输油气管道新建成后在在投产过程中会出现很多的焊 接缺陷，这就需要返修焊接，也就是在线动火返修焊口。但是，焊口经过 两次或者以上次数的焊接和加热膨胀以及收缩后，容易在返修处出现冷热 裂纹或者是产生较大的内应力作用在焊缝内部，这就会成为事故隐患。因 此，当管道的钢级是X60、X70、X80以及L415时，在焊口返修之前需要 增加焊前预热环节，在处于0摄氏度以下的施焊温度时，需要在焊口返修 完成后增加保温环冷的相关措施。本文给出了实施在线返修焊口工作的焊 前准备、焊接参数、工艺要求以及环境条件等要求，以尽可能提升首次返 修的成功率，从而避免重复焊接，尽
2、量减少因焊口重焊而导致的加工成本 和难度的增加。【关键词】油气管道 在线动火 焊口返修焊接1存在的隐患（1）石油气管道通常情况下是直缝或螺旋缝管道，在管道的内壁上 有突起的焊道，由于管道运行工作压力高于4. OMPa,这就导致封堵器很难 做到将管道完全封死；（2）石油气管道进行动火返修焊接的工作存在很大的危险性，容易 造成工作人员的烧伤，如果不小心将内燃气体引燃还会有性命危险，所以 在焊口返修过程中要采取相应的安全措施，保证人员安全；（3）经过返修焊接的焊口在缺陷消除后，仍很难形成较为规范的焊 接间隙和坡口。如果在焊口返修焊接的过程中出现计划不周或者是较人的 失误，将会使焊口完全报废；（4）经
3、过返修焊接的焊口应力集中，容易导致裂纹或者是延迟裂纹 的产生，这不仅会产生很人的损失，还将会造成灾难性的事故隐患；（5）焊口的返修焊接的质量高低与焊工的技术水平以及工作经验息 息相关。2焊接应力2.1影响焊口返修焊接的质量焊接进行过程中，由于焊接具有热循环的特点，导致焊口的加热和冷 却不均匀，本身或者是外加的硬性束缚力阻碍了焊口热胀以及冷缩的过 程，这就会导致很多不均匀的塑性形变出现在焊接的接口区，因此焊接应 力产生。目前在国内常用的管道规格一般处于325*8到1016*21.5之间的 范围内，并且具有较为先进的焊接工艺焊M的焊接一般采用向焊+自保护 药芯焊丝半自动焊组合或者是手工焊条电弧下的
4、完全向焊技术，焊接过程 需要两名焊工同时对称焊接或者是使用全自动焊接的方式，这样产生的焊 接应力就会是均匀的，焊后残余应力也在允许的承载范围之内。焊缝缺陷彻底清除之后，再进行焊口的反复焊接能够提高返修焊接的 质量。当焊口经过两次或者以上的焊接膨胀与收缩之后，会将原焊口的返 修处以外的应力由收缩变为压缩应力，并且和返修处的应力的方向相反 。当返修焊接处的收缩应力小于原焊口的压缩应力时，或者是焊缝厚度 可产生的抗拉强度比原焊口的压缩应力小时，原焊口的压缩应力就会占据 主导地位，这就会拉断返修焊接处的焊缝，导致冷热裂纹的出现。当焊后 焊口处的收缩应力以及抗拉强度稍微小于原焊口的压缩应力时，就不会有
5、裂纹产生，但是会有很大的内应力产生，这就会导致管道长期负载工作， 产生重大事故隐患。2.2防范措施当管道钢级为X60、X70、X80以及L415时，需要在返修焊接之前增 加焊前预热环节，这就会释放原焊口产生的收缩应力，并且能够拓展焊口 的热膨胀系数，使焊缝的内应力降低，避免裂纹或者是延迟裂纹的产生1。当处于0摄氏度以下的焊接环境时，需在焊接后增加保温环冷坏节, 从而使焊口的冷却速度降低，避免冷却过快导致的淬硬组织，防止焊口抗 疲劳能力的降低，从而增加焊口的寿命。3焊前准备进行返修焊接之前，需耍各开一个50大小的孔在焊口管道的两侧， 并且通过注入氮气来替换原始残余的可燃气体，防止焊接过程出现危险
6、。焊前需要准备的原材料包括充足的置换氮气以及化学成分和管材强 度均与原管道相同的焊接材料。对于规格在610*10至1016*21范围内 的管道焊口，需要两套加热气焊1。当返修焊口的深度与长度确定之后, 可以提前打磨焊缝，并且大致做出坡口的形状，确定合适的打蘑深度保证 管道有1. 0-1. 5毫米的剩余厚度。4焊接要求以下是管材钢级为X6 0、X7 0、X80、L415、Q345,规格为（1）325*8.0-1016*21.0,全位置水平固定焊口的油气管道的返修焊接要求1：（1）焊缝设计。焊缝坡口的制作由动力角向砂轮机来完成，采用V 型的坡口，60 5的坡口角度，3. 0-4. 0mm的焊缝间隙
7、，1. 5-25血的 钝边厚度，0-3. 0mm的接头余高，0. 5-2. 0mm的增宽1。（2）焊接方法。根据施工要求的不同可以采用手工焊条电弧焊、手 工焊条电弧焊+钩极氨弧焊、手工焊条电弧焊+自保护焊丝半自动焊、自保 护焊丝半口动焊+钩极氮弧焊等四种焊接方法1 o（3）准备焊接。包含管道被焊材料在内的焊口整体需要设置150-200 摄氏度的预热温度，使用的焊机为林肯DC-400型号的直流焊机和自保护 药芯焊丝的半自动焊机两种，火焰加热的宽度范围为超出焊缝至少lOOnnn 的厚度1。（4）工艺条件。返修焊接焊口的温度要比预热温度高；返修焊接的 填充焊接和根焊之间的时间间隔小于lOmin；焊后
8、的热处理温度要比预热 温度要高；返修焊接之示进行保温缓冷，包裹焊口的石棉毡规格为厚4.0 毫米、宽400毫米；按规定要求进行焊条烘干；返修焊道和原始焊道的起 始点不能重叠；避免重复焊接1。（5）施焊温度。规定的焊接温度高于5摄氏度，风速小于8m/s,湿 度低于90%RII,并且没有风雪天气，同时在一定的防护之下才可以进行焊 接工作1。5小结本文给出了实施在线返修焊口工作的焊前准备、焊接参数、工艺要求以及环境条件筹要求，以尽可能提升首次返修的成功率，从而避免重复焊接，尽量减少因焊口重焊而导致的加工成木和难度的增加。参考文献1吴昭，等油气管道在线动火焊口返修焊接技术油气储运，2010,29 (10)： 796 799作者简介范志军(1983-)男，山西省忻州市人，管道局第六工程建设公司助理工程师，研究方向：焊接工艺及设备自动化。
