長輸管道焊接技術-ppt課件[文字可編輯]

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1、長輸長輸管道工程管道工程焊焊接技接技術術1根據我國管道施工企業(yè)的經濟實力、人員根據我國管道施工企業(yè)的經濟實力、人員的技術水平、設備情況和環(huán)境狀況，目前長輸的技術水平、設備情況和環(huán)境狀況，目前長輸管道工程采用的焊接方法有：管道工程采用的焊接方法有：手工焊條上向焊；手工焊條上向焊；手工焊條下向焊；手工焊條下向焊；自保護藥芯焊絲半自動焊；自保護藥芯焊絲半自動焊；STT氣體保護半自動焊；氣體保護半自動焊；管道全位置自動焊；管道全位置自動焊；埋弧自動焊埋弧自動焊(雙管聯焊雙管聯焊)。21.1 用途用途1 手工焊條上向焊焊接工藝簡介主要用于中小管徑和焊縫的返修焊接。主要用于中小管徑和焊縫的返修焊接。1.2

2、 工藝特點工藝特點 焊接設備簡單，只需要一臺手工弧焊電源；焊接設備簡單，只需要一臺手工弧焊電源；焊接材料：根焊道采用焊接材料：根焊道采用E6010焊條焊條(在外部返修根焊道缺陷時在外部返修根焊道缺陷時用用)，其它焊道采用其它焊道采用E5015(CHE507GX)焊條；焊條；操作難度較大；操作難度較大；焊縫無損檢測合格率較低；焊縫無損檢測合格率較低；焊縫力學性能較好，特別是具有較高的塑韌性和抗裂性；焊縫力學性能較好，特別是具有較高的塑韌性和抗裂性；焊接效率低。焊接效率低。32 手工焊條下向焊焊接工藝簡介2.1 用途用途主要用于中等管徑的焊接，也用于較大管徑，主要用于中等管徑的焊接，也用于較大管徑

3、，山區(qū)等地形較復雜，自動焊和半自動焊設備無法進山區(qū)等地形較復雜，自動焊和半自動焊設備無法進入的地段或連頭焊口的焊接。入的地段或連頭焊口的焊接。2.2 工藝特點工藝特點 焊接設備簡單，只需性能優(yōu)良的手工弧焊直流電焊接設備簡單，只需性能優(yōu)良的手工弧焊直流電源；源；根焊道焊接采用根焊道焊接采用E6010纖維素焊條，此焊條的操作纖維素焊條，此焊條的操作性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格的焊縫；的焊縫；4 熱焊道采用熱焊道采用E8010-G纖維素焊條，此焊條同樣具纖維素焊條，此焊條同樣具有良好的操作性能；有良好的操作性能；填充、蓋面焊道采用填充、蓋面

4、焊道采用 E8018-G低氫下向焊焊條，低氫下向焊焊條，此焊條的操作性能較差；此焊條的操作性能較差；焊縫無損檢測合格率比手工上向焊高，但比纖焊縫無損檢測合格率比手工上向焊高，但比纖維素焊條下向焊和藥芯焊絲下向焊低；維素焊條下向焊和藥芯焊絲下向焊低；焊縫力學性能較好，具有較高的塑韌性和抗裂焊縫力學性能較好，具有較高的塑韌性和抗裂性；性；5纖維素型下向焊條選用纖維素型下向焊條選用鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5LAWS A5.1AWS A5.1AWS A5.5AWS A5.5焊條選用焊條選用GB/T 5117GB/T 5117G

5、B/T 5118GB/T 5118L210L210L245L245L290L290L320L320L360L360A AB BX42X42X46X46X52X52根焊道根焊道E6010E6010其余焊道其余焊道E4310E4310L390L390L415L415L450L450L485L485X56X56X60X60X65X65X70X70根焊道根焊道其余焊道其余焊道根焊道根焊道其余焊道其余焊道E6010E6010E7010E7010E6010E6010E8010E8010E4310E4310E5010E5010E4310E4310E5510E55106纖維素型纖維素型+低氫型焊條選用低氫型焊

6、條選用鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5L根焊道根焊道AWS A5.1AWS A5.1AWS A5.5AWS A5.5E6010E6010焊條選用焊條選用GB/T 5117GB/T 5117GB/T 5118GB/T 5118E4310E4310L210L210L245L245L290L290L320L320L360L360A AB BX42X42X46X46X52X52其余焊道其余焊道E7018E7018E5018E5018L415L415L450L450L485L485X60X60X65X65X70X70根焊道根焊道E60

7、10E6010E7010E7010E8018E8018E9018E9018E4310E4310E5010E5010E5518E5518E6018E60187其余焊道其余焊道3 自保護藥芯焊絲半自動下向焊焊接工藝簡介自保護藥芯焊絲半自動下向焊，目前采用了自保護藥芯焊絲半自動下向焊，目前采用了 3種種根焊焊接方法，分別是纖維素焊條下向焊、低氫焊條根焊焊接方法，分別是纖維素焊條下向焊、低氫焊條上向焊、上向焊、STT半自動焊。半自動焊。3.1 用途用途藥芯焊絲半自動下向焊，目前是我國長輸管道工藥芯焊絲半自動下向焊，目前是我國長輸管道工程的主要焊接方法之一。程的主要焊接方法之一。8910113.2 工藝

8、特點工藝特點3.2.1 焊條電弧焊焊條電弧焊(根焊根焊)+自保護藥芯焊絲半自動焊自保護藥芯焊絲半自動焊(填充、蓋面焊填充、蓋面焊)的工藝特點的工藝特點 焊接設備比較簡單，只比手工焊增加一臺送焊接設備比較簡單，只比手工焊增加一臺送絲機；絲機；焊接材料：根焊道采用焊接材料：根焊道采用 E6010纖維素焊條，其纖維素焊條，其它焊道采用它焊道采用E71T8-Ni1藥芯焊絲；藥芯焊絲；12 此焊接方法具有較強的抗風能力，在風力不此焊接方法具有較強的抗風能力，在風力不大于大于10m/s 的情況下，風速對焊接質量無明顯的影的情況下，風速對焊接質量無明顯的影響；響；焊縫無損檢測合格率高；焊縫無損檢測合格率高；

9、焊縫的力學性能較好，但焊縫的塑韌性值焊縫的力學性能較好，但焊縫的塑韌性值(特別是低溫韌性特別是低溫韌性)具有較大的分散性；具有較大的分散性；13纖維素纖維素+自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5L焊材選用焊材選用AWS A5.1AWS A5.1AWS A5.29AWS A5.29GB/T 5117GB/T 5117GB/T 17493GB/T 17493根焊道根焊道L360L360L415L415L450L450L485L485X52X52X60X60X65X6

10、5X70X70E6010E6010E4310E4310其余焊道其余焊道E71T8-Ni1E71T8-Ni1E71T8-K6E71T8-K6E501T8-Ni1E501T8-Ni1E501T8-K6E501T8-K6143.2.2 STT半自動焊半自動焊(根焊根焊)+自保護藥芯焊絲半自動自保護藥芯焊絲半自動焊焊(填充、蓋面焊填充、蓋面焊)工藝特點工藝特點由于填充、蓋面焊用的焊接方法與由于填充、蓋面焊用的焊接方法與 3.2.1相同，相同，這里主要介紹這里主要介紹STT半自動焊的工藝特點。半自動焊的工藝特點。電弧燃燒穩(wěn)定；電弧燃燒穩(wěn)定；操作容易；操作容易；飛濺極?。伙w濺極??；焊縫成形美觀；焊縫成形美

11、觀；15 焊接煙塵和噪聲??；焊接煙塵和噪聲??；焊接成本較低；焊接成本較低；與手工焊相比焊接效率較高；與手工焊相比焊接效率較高；抗風能力較差。抗風能力較差。由于由于STT根焊焊道的厚度一般可達根焊焊道的厚度一般可達 4mm，且不需，且不需用砂輪機進行清理，所以在焊接藥芯焊絲半自動用砂輪機進行清理，所以在焊接藥芯焊絲半自動焊后續(xù)焊道時，不易產生燒穿現象。焊后續(xù)焊道時，不易產生燒穿現象。16STT+自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用自保護藥芯焊絲半自動焊焊接材料選用鋼級鋼級焊道名稱焊道名稱GB/T 9711GB/T 9711API Spec 5LAPI Spec 5L焊材選用焊材選用AWS A5.1

12、8AWS A5.18AWS A5.29AWS A5.29GB/T 5118GB/T 5118GB/T 17493GB/T 17493根焊道根焊道L450L450L485L485X65X65X70X70ER70S-GER70S-GER50-GER50-G其余焊道其余焊道E71T8-Ni1E71T8-Ni1E71T8-K6E71T8-K6E501T8-Ni1E501T8-Ni1E501T8-K6E501T8-K6根焊道根焊道L555L555X80X80其余焊道其余焊道ER70S-GER70S-GE81T8-Ni2E81T8-Ni2ER50-GER50-G-174 管道全位置自動焊焊接工藝簡介目前我

13、國采用的管道自動焊設備主要有目前我國采用的管道自動焊設備主要有 PAW2000、NOREAST、CRC、PWT等自動焊設備。等自動焊設備。焊接工藝組合如下：焊接工藝組合如下：STT半自動焊半自動焊+PAW2000管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；STT半自動焊半自動焊+NOREAST管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；STT 半自動焊半自動焊+CRC管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；1819202122CRC自動焊的坡口形式自動焊的坡口形式 2.5 0.5 mm 5 1.5 45 1.5 T 1.3 0.5 mm 1.3 0.5 mm 37.5 1.5 是典型的窄坡口設計，實際應用中可節(jié)省焊接填充材料

14、和保護氣，確保焊接的高效率。另外焊縫接頭受熱范圍小，力學性能更好。232425262728外焊機（外焊機（P600）P600型雙焊槍自動焊設備適用于管道外自動焊，其主要優(yōu)點是焊接成形好、質量穩(wěn)定、速度快，且操作簡便、結實耐用，是管道安裝施工的有利工具。焊接電源送絲裝置29P600的機頭30 CRC管道內外自動焊；管道內外自動焊；NOREAST自動內焊焊自動內焊焊+PAW2000管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；NOREAS自動內焊焊自動內焊焊+NOREAST管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；NOREAST自動內焊焊自動內焊焊+CRC管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；PWT外焊自動焊外焊自動焊(根焊根

15、焊)+PAW2000管道外焊自動焊；管道外焊自動焊；PWT外焊自動焊外焊自動焊(根焊根焊)+NOREAST管道外焊自動焊管道外焊自動焊314.1 根焊焊接工藝根焊焊接工藝4.1.1 管道內焊自動焊管道內焊自動焊管道內焊自動焊設備是一種專門用于管道內焊根管道內焊自動焊設備是一種專門用于管道內焊根焊道的焊接設備。焊道的焊接設備。1016 管道內焊機，有管道內焊機，有6個焊接機頭，個焊接機頭，左右兩側各三個。每個機頭分別焊接左右兩側各三個。每個機頭分別焊接 60+5mm范圍范圍焊道的焊接。左焊道的焊接。左(或右或右)側的三個機頭同時焊接，左側的三個機頭同時焊接，左(或或右右)側焊接完成后，右側焊接完

16、成后，右(或左或左)側的三個機頭同時開始焊側的三個機頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。接，焊接方向都是下向焊。1219 管道內焊機，有管道內焊機，有8個焊接機頭，左右兩側各個焊接機頭，左右兩側各 4個。每個機頭分別焊接個。每個機頭分別焊接45+5mm范圍焊道的焊接。左范圍焊道的焊接。左(或右或右)側的側的4個機頭同個機頭同時焊接，左時焊接，左(或右或右)側焊接完成后，右側焊接完成后，右(或左或左)側的側的4個機個機頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。頭同時開始焊接，焊接方向都是下向焊。32此焊接設備的此焊接設備的最大優(yōu)點是焊接速最大優(yōu)點是焊接速度快，焊接一道根度快，焊接一道根焊焊道的純焊接時

17、焊焊道的純焊接時515間只需間只需100s 左右。左右。但此焊接設備通常但此焊接設備通常只能適用一種管徑只能適用一種管徑8090鋼管的焊接以及對鋼管的焊接以及對管口的組裝質量要管口的組裝質量要7590圖圖1 1 內焊機管道自動焊坡口型式內焊機管道自動焊坡口型式求較高，這是此焊求較高，這是此焊接設備的兩個缺陷。接設備的兩個缺陷。334.1.2 PWT管道自動焊管道自動焊PWT管道自動焊設備是一種從管外部焊接根管道自動焊設備是一種從管外部焊接根焊焊道、填充焊道和蓋面焊道的管道自動焊設備。焊焊道、填充焊道和蓋面焊道的管道自動焊設備。PWT管道自動焊設備在西氣東輸管道工程主要用管道自動焊設備在西氣東輸

18、管道工程主要用于根焊道的焊接。于根焊道的焊接。PWT管道自動焊設備主要由柴油機驅動的焊管道自動焊設備主要由柴油機驅動的焊接電源、焊接電流控制系統(tǒng)、焊接小車控制系統(tǒng)、接電源、焊接電流控制系統(tǒng)、焊接小車控制系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、焊接小車、編程器和焊接小供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、焊接小車、編程器和焊接小車軌道等部分組成。車軌道等部分組成。34PWT焊接系統(tǒng)與內焊機焊接系統(tǒng)的主要區(qū)別見表焊接系統(tǒng)與內焊機焊接系統(tǒng)的主要區(qū)別見表 1。表表1 PWT1 PWT焊接系統(tǒng)與內焊機焊接系統(tǒng)比較焊接系統(tǒng)與內焊機焊接系統(tǒng)比較項項目目PWTPWT自動焊系統(tǒng)自動焊系統(tǒng)管外部管外部2 2下向下向2402408 8內焊機焊接系

19、統(tǒng)內焊機焊接系統(tǒng)管內部管內部6 6（8 8）下向下向1001008 835機頭所處位置機頭所處位置機頭數量機頭數量(個個)焊接方向焊接方向焊接時間焊接時間(s)(s)輔助時間輔助時間(min)(min)4.2 填充蓋面焊焊接工藝填充蓋面焊焊接工藝4.2.1 PAW2000 管道自動外焊機管道自動外焊機PAW2000管道自動焊設備是由管道特種機械研究管道自動焊設備是由管道特種機械研究所研制的，全套設備由焊接小車、焊接小車軌道、計所研制的，全套設備由焊接小車、焊接小車軌道、計算機自動控制柜、手持操作盒、筆記本電腦、氣體配算機自動控制柜、手持操作盒、筆記本電腦、氣體配比器、氣瓶和電源等組成。比器、氣

20、瓶和電源等組成。PAW2000管道自動焊設備是用計算機精確控制各管道自動焊設備是用計算機精確控制各焊接位置的焊接工藝參數，自動控制的工藝參數有：焊接位置的焊接工藝參數，自動控制的工藝參數有：送絲速度、焊接速度、擺動幅度、擺動速度、兩側停送絲速度、焊接速度、擺動幅度、擺動速度、兩側停留時間。只要參數設定準確、焊工操作得當，可焊接留時間。只要參數設定準確、焊工操作得當，可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質焊道。焊槍的擺動方式為平出除根焊道外的各種優(yōu)質焊道。焊槍的擺動方式為平擺，可焊接擺，可焊接V型、型、U型及復合型坡口，一次焊接焊道型及復合型坡口，一次焊接焊道36的最大寬度為的最大寬度為30mm。4.2.

21、2 NOREAST管道自動外焊機管道自動外焊機NOREAST管道自動外焊機是從英國引進的，也是管道自動外焊機是從英國引進的，也是較早應用于我國管道工程的管環(huán)焊縫自動焊設備。全套較早應用于我國管道工程的管環(huán)焊縫自動焊設備。全套設備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數輸入設備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。器、供氣系統(tǒng)和電源等。NOREAST管道自動外焊機是用計算機精確控制各管道自動外焊機是用計算機精確控制各焊道的焊接工藝參數，在焊接過程中計算機不能對焊接焊道的焊接工藝參數，在焊接過程中計算機不能對焊接參數進行自動調節(jié)，部分工藝參數可在一定的范圍內手參數進行自

22、動調節(jié)，部分工藝參數可在一定的范圍內手動調節(jié)。自動控制的工藝參數有：送絲速度、焊接速度、動調節(jié)。自動控制的工藝參數有：送絲速度、焊接速度、擺動頻率。只要參數設定準確、焊工的操作水平較高即擺動頻率。只要參數設定準確、焊工的操作水平較高即可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質焊道。焊槍的擺動方式可焊接出除根焊道外的各種優(yōu)質焊道。焊槍的擺動方式為角擺，可焊接為角擺，可焊接V型、型、U型及復合型坡口，一次焊接焊型及復合型坡口，一次焊接焊37道的最大寬度為道的最大寬度為15mm。4.2.3 CRC管道自動外焊機管道自動外焊機CRC管道自動外焊機是從美國引進的管道自動管道自動外焊機是從美國引進的管道自動焊設備，全套

23、設備包括焊接小車、小車軌道、控制焊設備，全套設備包括焊接小車、小車軌道、控制箱、焊接參數輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。分為箱、焊接參數輸入器、供氣系統(tǒng)和電源等。分為P200、P260、P600等。等。P200和和P260 焊機是單焊槍焊機，可用于全部外焊機是單焊槍焊機，可用于全部外焊焊道的焊接。焊焊道的焊接。P600是雙焊槍焊機，可用于填充和蓋面焊道的是雙焊槍焊機，可用于填充和蓋面焊道的焊接。通常情況下焊接填充焊道時，兩焊槍一次焊焊接。通常情況下焊接填充焊道時，兩焊槍一次焊接完成兩層焊道；焊接蓋面焊道時，兩焊槍完成一接完成兩層焊道；焊接蓋面焊道時，兩焊槍完成一層排焊時道。層排焊時道。38圖2 CR

24、C 焊道示意圖395 雙管聯焊工藝簡介由于我國交通條件的限制，長輸管道鋼管的由于我國交通條件的限制，長輸管道鋼管的長度一般為長度一般為12m左右。如果鋼管的長度能增加一左右。如果鋼管的長度能增加一倍，則現場的施工進度會大大加快，且可降低施倍，則現場的施工進度會大大加快，且可降低施工成本。為了解決這一問題，在運輸條件允許的工成本。為了解決這一問題，在運輸條件允許的施工作業(yè)帶附近設立雙管聯焊作業(yè)站。即在雙管施工作業(yè)帶附近設立雙管聯焊作業(yè)站。即在雙管聯焊作業(yè)站內將二根鋼管聯接成一根長度為聯焊作業(yè)站內將二根鋼管聯接成一根長度為 24m左右的長鋼管。這樣在施工現場可減少一半的焊左右的長鋼管。這樣在施工現

25、場可減少一半的焊接量。接量。40當管道工程管徑大、管壁厚進，采用雙管聯焊當管道工程管徑大、管壁厚進，采用雙管聯焊工藝其優(yōu)勢會更加明顯。雙管聯焊焊接工藝通常有工藝其優(yōu)勢會更加明顯。雙管聯焊焊接工藝通常有如下三種：一是，纖維素焊條下向焊接根焊焊道，如下三種：一是，纖維素焊條下向焊接根焊焊道，埋弧自動焊在滾輪架上連續(xù)焊接填充和蓋面焊道；埋弧自動焊在滾輪架上連續(xù)焊接填充和蓋面焊道；二是，采用二是，采用STT半自動下向焊焊接根焊焊道，埋弧半自動下向焊焊接根焊焊道，埋弧自動焊在滾輪架上連續(xù)焊接填充和蓋面焊道；三是，自動焊在滾輪架上連續(xù)焊接填充和蓋面焊道；三是，改變鋼管原有的坡口型式，在鋼管的內外各焊接一改變鋼管原有的坡口型式，在鋼管的內外各焊接一道埋弧自動焊焊道。一和二的焊接效率與三相比低，道埋弧自動焊焊道。一和二的焊接效率與三相比低，但不需改變坡口型式，在出廠鋼管的原坡口上進行但不需改變坡口型式，在出廠鋼管的原坡口上進行焊接。三的焊接效率較高，但需重新加工坡口。焊接。三的焊接效率較高，但需重新加工坡口。4142