浅谈纤维素焊条根焊在输气管道停气联头中的运用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈纤维素焊条根焊在输气管道停气联头中的运用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】 近年来输气管线的建设、投运量大幅增长，老旧输气管线的安全隐患问题现象出现频繁，进行整改的需求加大，输气管线停气联头是安全隐患整改施工的关键环节，而焊接质量是停气联头施工的重要指标，现就输气管线停气联头中焊接受某些不利因数影响下，浅谈纤维素焊条在停气联头中根焊上的运用。
【关键词】 停气联头 纤维素焊条 根焊
输气管道停气联头（以下简称停气联头），是指输送介质为天然气的在役管道遇特殊情况需停止输送，并在空载状态下，用尽可能短的时间完成局部管道设施更换的施工作业。常规状态下，停气联头焊接工序会受管内残余气流、对口间隙不均匀、壁厚不同、管口椭圆度等一些对焊接不利因数的影响，因此，焊缝的根焊层最为关键，既要保证焊透，又不得烧穿，它还是以后各层焊道焊接的基础，是停气联头中焊接难度最大的一层焊道，因此控制根焊质量是停气联头中保证焊接质量的重要保障。随着纤维素焊条在长输管道焊接中的不断推广及应用，其优良的焊接性、实用性、易操作性得到一致的认可，其焊接合格率按目前实际使用的焊口统计，达到了98%以上，通过多次在停气联头根焊中的使用，证明其良好的适应性能满足停气联头中焊接质量的要求，因其高效率的焊接速度保证了缩短施工时间的需求。
1 输气管线停气联头中影响焊接的不利因素
（1）停气联头中由于新、旧管线的管材规格、型号不同，造成管壁错边量较大、对口间隙不均匀等现象，在根焊过程中易产生未焊透、未熔合、裂纹等焊接缺陷。
（2）根焊受气流影响较大。原管线中的天然气或置换的氮气与空气的密度不一样，同段管线多处施工点相对高度差较大以及切断阀关闭不严，根焊位置会因正压或负压状况而产生气体紊流。严重时，管内存在残余天然气无法完全排空，会产生起火或打炮（指负压状况下外界空气进入管内与天然气混合爆炸）现象。从而导致根焊困难，易产生气孔，夹渣等焊接缺陷。
（3）原天然气管线经过漏磁智能检测或其它因数导致管线自身被磁化，造成焊接时出现电弧磁偏吹现象。严重影响根焊质量，易产生未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷。
（4）原天然气管线长期受H2S腐蚀，在设备、管线上出现局部的腐蚀、穿孔、裂纹、管壁厚度减薄、坑（点）蚀严重等现象。
2 纤维素焊条特点
（1）适用于直径大于200mm以上的管道，焊接速度快，生产效率高，焊接质量高。
（2）纤维素焊条药皮中含有30%-50%的有机物，具有很强的造气功能。焊接时产生大量的CO和CO2气体，在保护电弧和熔池金属的同时，增强了电弧吹力，保证熔滴在全位置焊接时向熔池的稳定过渡，并阻止铁水和熔渣下淌，同时有较大的熔透能力。其抗风性能较强，4、5级风以下，不用保护也可施焊，所以其电弧具有吹力大、挺度高、熔透性好的焊接特性。
（3）对管道的对口间隙要求不很严格，焊接的焊缝根部成形饱满，容易获得理想的背面成型，气孔敏感性小，还有较强的抗锈能力和抗潮性，只要包装良好，焊前一般不需烘烤，特别适于野外作业。
（4）焊接过程熔池清晰，便于全位置操作，其操作技术单一，焊工易于掌握，容易获得高质量的焊缝，是比较理想的根焊材料。
（5）熔敷金属的含氢量比较高，焊缝金属脱硫效果差，焊接时易产生裂纹。
3 焊接工艺
3.1 焊接材料
输气管线停气联头中，我们使用的焊材一般选用伯乐管道专用纤维素焊条E6010，其化学成分和力学性能见表1。
3.2 焊前准备
将管子内外坡口边缘两侧20―25mm范围内的油污、锈、水和其它污物彻底清除干净，用角向砂轮机打磨出金属光泽。消除坡口内外两侧埋弧焊缝余高20mm以上。原管线内管壁受腐蚀地方一定要先用丙酮清洗、打磨、加热去氢等处理，消除焊缝产生裂纹、气孔等缺陷倾向。
3.3 坡口技术参数（图1）
注：（1）坡口面角度22°―25°，对口间隙2±0.5mm钝边1±0.5mm。
（2）修磨时坡口面一定要平整，否则容易产生未焊透等焊接缺陷。
（3）组对错边量应小于1.6mm，组对间隙、钝边应根据错边量大小适量调整。错边量大时适当增加间隙、减小钝边。
3.4 焊接工艺参数（以φ426×7的管道为例）（表2）
4 焊接操作
（1）采用水平固定手工电弧向下焊，管口组对情况较好、管径较大时可采用两人对称同时施焊，若管口组对情况较差，可根据焊缝收缩情况来确定焊接顺序。
（2）如果管壁较厚、材质冷裂倾向大或者气温较低，焊前必须按规定进行预热。焊条引弧应从坡口内引弧，不可以在母材表面上引弧，若管线带磁可以采用引弧板上引弧再带入坡口间隙。定位焊缝应分布均匀，长度要大于100mm，保证焊透，无焊瘤，熔合良好，无焊接缺陷，并要求定位焊缝接头两端用角向砂轮机修磨成圆滑的U形，便于接好接头。
（3）焊接时应尽量从平焊位或间隙较窄处开始，平焊位应超过12点处约10mm，焊条要求和管道轴线成90度夹角，并指向轴心，焊条与工件表面夹角随着焊接位置的变化而不断改变。焊条一般不作摆动，尽量保证每次引燃后一次焊完。运条时电弧应在熔孔中，熔孔保持在焊条直径大小或控制在每侧坡口钝边熔化1-1.5mm左右为宜，速度要均匀、仰位焊接时，电弧应顶着铁水，不至于产生内凹缺陷。当间隙过大或下拉过快、熔池温度过高时可用往返运条或息弧焊操作。通过调整焊条角度、焊接速度等参数来控制熔池温度和熔孔大小，消除部分焊接缺陷。焊接过程要注意是否有电弧击穿管坡口钝边所发出的“扑、扑”声，来判断焊缝背面成形情况。在保证管内成形良好的基础上，尽量加快焊接速度，以防焊道温度过高产生塌陷。接头时，焊条运行到弧坑边缘根部时，要将电弧尽量压低，稍停一会儿，随后恢复正常运条，焊条运行到定位焊交接处，焊条向里压，稍停后向前走，收弧时不能瞬间拉断电弧，应加快速度下移，并逐步拉长电弧，直至电弧熄灭，避免形成大的收弧坑。焊缝完成总长度一半后才可撤除外对口器，且焊缝厚度不能太薄，防止裂纹产生。
（4）注意若焊接过程中出现管壁带弱磁、坡口间隙或钝边不一致，可以利用纤维素焊条吹力强、挺度高、熔透性好的焊接特性，适当增加焊机推力电流输出，使熔滴过渡时有足够大的过渡推力，能有效减小磁场、气流对焊接过程的不利影响。通过调整焊条与管道夹角角度以及保持短弧，可以使焊条电弧正常穿透坡口钝边，否则易发生内咬边、未焊透等焊接缺陷。此外，受气流影响时，除尽量压低电弧，还要求根焊最后焊接位置要合理-正压选择在上爬坡-平焊位置，负压选择在立焊位置。否则易造成内凹、焊瘤、未熔合等焊接缺陷。
5 结论与建议
（1）纤维素焊条在停气联头具有良好的焊接性能，尤其是电弧挺度强，具有一定的抗磁、抗气流等焊接特性是其它焊接方法不具备的。
（2）纤维素焊条焊接速度快，生产效率高，与药芯半自动填盖或低氢焊条填盖相结合，同其它焊接方法相比能缩短焊接时间20%以上。符合停气联头要求速度快、质量好的特点。
通过近几年输气处停气联头中多次使用纤维素焊条，其一次合格率达到98%以上，证明可提高生产效率，提高焊接质量。应在天然气管道停气联头中推广应用。
参考文献
[1]劳动人事部培训就业局编.焊工工艺学.北京：劳动人事出版社，2002.9.
[2]机械工业技师考评培训教材编审委员会编.焊工技师培训教材.北京：机械工业出版社，2001.3.
[3]高职高专规划教材.焊接技能实训.机械工业出版社，2004.1.
[4]高等工科院校教材.储运工程焊接.陕西科学技术出版社，2003.8.
作者简介：张金平（1971―），男，江苏淮阴人，高级技师，大专，专业：电焊工，工种：电焊工。