L415材质管道现场焊接裂纹分析与控制

L415材质的管道钢广泛应用于大口径长输管道中,管道焊接是在瞬间的高温作用下,伴有复杂冶金过程的一个物理变化和化学反应过程,由于L415材质具有一定的淬硬性,焊接施工时如果措施不得当,在应力和扩散氢的作用下焊缝会产生裂纹,严重影响施工质量和速度。文章通过对焊缝裂纹形式、母材材质、焊接施工工艺和现场环境等的分析,查找出现裂纹的原因,采取焊前预热、提高组对质量等预防措施和焊缝返修保障措施,有效地控制了焊接裂纹的产生。     

大管径、高钢级天然气管道环焊缝焊接技术

唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程,管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等,该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道,焊接施工难度大、质量要求高,以往的半自动、手工焊等环焊工艺不能完全满足工程的需要。为此,基于X80钢管的环焊接头技术要求,结合该工程地貌特点和施工人力资源情况,提出了以管道环焊缝自动焊为主要焊接方法的环焊缝焊接工艺方案,并设计、确定了焊接坡口形式,优选了焊接材料和焊接设备,拟定了焊接施工管理措施。焊接工艺评定结果表明:所提出环焊缝焊接工艺获得的焊接接头、强度、韧性、硬度、低倍金相等理化性能试验结果均满足相关标准和设计的要求。该工程项目现场焊接实践证明,采用所提出的环焊缝焊接工艺进行焊接施工,焊接质量优良、施工效率高,从施工质量管控过程中总结出的质量管控关键点,可以为后续油气管道工程建设的焊接施工管理提供借鉴。     

新一代大输量管道建设环焊缝自动焊工艺研究与技术进展

管道自动焊可保障环焊缝的焊接质量和安全可靠性,是发展数字管道、智慧管道的有效手段。随着油气管道建设用钢管强度等级的逐步提高,环焊缝焊接成为制约管道发展的瓶颈。着重介绍了大输量管道建设环焊缝自动焊工艺的应用现状,提出大输量管道自动焊的技术进展方向,阐述了管道自动焊质量控制的方法。分析认为:管道自动焊的应用是一个技术体系,其应用效果将受到人员、设备、材料、工艺、监测、环境等多因素影响;只有该应用技术体系中的每一个环节都达到了技术指标要求,才能保证自动焊作业过程顺畅,机械化焊接质量可靠,实现管道自动焊施工的高质量和高效率的目标。     

管道环焊缝半自动焊与自动焊技术对比分析

近年来我国的管道环焊缝焊接越来越多地使用了以半自动焊和自动焊为主的焊接工艺。从焊接原理、焊接材料、焊接设备、焊接坡口、管口组对、焊接施工以及施工组织、焊接质量控制、经济效益等几个方面总结分析了半自动焊工艺和自动焊工艺的适用性及其优缺点。并指出。随着管道建设用管线钢管强度等级的不断提高,以及管道建设长度、钢管强度等级、管径和壁厚的不断增大．为了环焊缝焊接的高质量和高效率,未来的管道建设将会越来越多地使用熔化极气保护自动焊技术。     

基于应变设计的高强钢管道环缝焊接技术

在复杂地形地貌、地震断裂带和海洋环境等情况下的管道敷设通常采用基于应变的设计方法,这对管道环焊缝的性能提出了特殊的要求。为了掌握基于应变设计条件下高强度管道的环缝焊接技术,设计了FeNi合金焊丝,制定了焊接工艺,进行了环缝焊接试验,并对焊缝金属的力学性能进行了检测。结果表明,所焊环焊缝的性能满足基于应变设计的X80高强钢管道环焊缝的强度与韧性要求,焊缝强韧匹配度较好,且具有大的缺陷容限和高的抗大应变能力。     

X80管线钢低氢焊条根焊技术

目前我国大直径长输管道大部分采用X80管线钢,X80钢根焊道的焊接常采用管道全位置自动焊、STT和RMD半自动焊、钨极氩弧焊以及焊条电弧焊等工艺。管道全位置自动焊设备昂贵、适应性差。STT和RMD半自动焊焊接时灵活性较差,必须严格防风措施。钨极氩弧焊的抗风能力差且焊接效率太低。低氢焊条电弧焊虽操作难度大且焊接效率不高,但灵活性强、焊接接头力学性能好且设备简单,适应于返修、连头和不良地段的焊接。详细介绍了X80管线钢低氢焊条根焊焊道的焊前准备、焊接操作技术及焊接工艺参数。     

高强度钢管道环焊缝隐患治理措施研究

针对国内管道建设过程中存在的很多问题,如建设过程中施工单位违规返修、检测单位对射线底片的漏评错评、监理单位监管缺失等,尤其是近年来突出的高强度钢管道环焊缝不能承受较大的外部载荷的问题,分析了高强度钢管道环焊缝与传统X65及以下钢级管道环焊缝失效特征的差异性,剖析了当前在役高强度钢管道焊接结构存在的问题,从系统工程的角度分析了高强钢管道焊接结构中焊缝与钢管管体抗拉强度匹配、变壁厚焊接结构应力集中、焊缝冲击韧性分散等方面存在的问题,并结合人力资源、配套资源和应用技术等因素提出了高强钢管道环焊缝隐患治理的建议,建立了高强度钢管道环焊缝关键风险控制的鱼骨图。     

大管径、高钢级天然气管道环焊缝焊接技术

唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程，管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等，该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道，焊接施工难度大、质量要求高，以往的半自动、手工焊等环焊工艺不能完全满足工程的需要。为此，基于X80钢管的环焊接头技术要求，结合该工程地貌特点和施工人力资源情况，提出了以管道环焊缝自动焊为主要焊接方法的环焊缝焊接工艺方案，并设计、确定了焊接坡口形式，优选了焊接材料和焊接设备，拟定了焊接施工管理措施。焊接工艺评定结果表明：所提出环焊缝焊接工艺获得的焊接接头、强度、韧性、硬度、低倍金相等理化性能试验结果均满足相关标准和设计的要求。该工程项目现场焊接实践证明，采用所提出的环焊缝焊接工艺进行焊接施工，焊接质量优良、施工效率高，从施工质量管控过程中总结出的质量管控关键点，可以为后续油气管道工程建设的焊接施工管理提供借鉴。     

X80钢管道焊接技术

X80钢的焊接方法包括焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护自动焊以及上述焊接方法的组合.其中焊条电弧焊主要用于主线路返修和连头的焊接,药芯焊丝半自动焊和熔化极气体保护自动焊主要用于主线路焊接.X80钢的预热温度主要通过理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹试验和插销冷裂纹试验三种方法确定.X80钢填充和盖面焊接,当采用半自动或全自动焊接时和X70钢的焊接方法相同.如果采用低匹配进行X80钢焊接,焊缝会产生应变,因而需要焊缝具有更高的韧性以防止在缺陷处产生裂纹,所以焊接材料和母材金属采用高匹配.     

环焊缝根部内凹缺陷对管道内压承载性能的影响

环焊缝是工业钢质管道的重要结构,管道的环焊缝中常常存在一些焊接缺陷。环焊缝根部内凹缺陷是管道环焊过程中产生的一种体积型缺陷,该缺陷可引起较大的应力集中,降低焊接接头的承载性能。基于弹塑性有限元理论,建立了含内凹缺陷管道应力仿真模型,分析了服役压力和极限爆破状态两种典型工况下管道缺陷局部区域及管体应力分布规律,研究了内凹缺陷尺寸参数对管道结构完整性及极限内压承载性能的影响。结果表明,在正常服役压力下,内凹缺陷端部的等效应力最大约为18.59 MPa,而距离内凹缺陷区域较远的管体所承受的应力约为13.18 MPa。在极限爆破工况下,内凹缺陷区域出现较大面积的塑性区,该区域的最大等效应力约为469.5 MPa,超过了焊缝的抗拉强度451 MPa。另外,内凹缺陷径向深度、环向长度和轴向宽度尺寸会引起正常运行工况下管道的最大等效应力发生变化,等效应力变化幅度可达到25%,管道极限内压承载性能随内凹深度的增大而减小。     

TP347H不锈钢厚壁管道的焊接

论述了TP347H不锈钢厚壁管道的焊接技术要求．主要包括TP347H的化学成分、焊接性能、焊接方法和焊材选用、热处理制度的确定，以及焊接工艺参数、焊接要求、焊后热处理和焊缝返修等内容。     

大坡度油气管道全自动焊建设工序优化探讨

随着中国长输管道建设需求的不断提升，长输管道已逐渐向大口径、高钢级方向发展，同时为了满足完整性管理要求，避让城镇规划和基础建设设施，管道进入山区敷设比例越来越高。总结近几年管道失效事故发现，管道失效的主要原因是管道环焊缝的质量问题，而山区管道焊接施工面临地质条件差、施工环境差、施工难度大等挑战，因此在山区管道开展全自动焊推广势在必行。目前已能实现坡度15°下的全自动焊接，但对大坡度(15°<坡度<25°)下的山区管道全自动焊建设尚无应用实例，结合国内长输管道全自动焊建设的发展趋势，对比分析了国内外山区管道全自动焊技术水平现状，并从管道建设全工序出发，针对设计、采购、施工三方面提出了为全面适应大坡度下全自动焊建设应采取的措施。     

长输油气管道焊接机器人的技术现状与发展趋势

随着清洁能源需求的快速增长,管道建设用钢管的钢级、管径、壁厚和输送压力逐步提高,管道自动焊技术以其环焊缝强韧性匹配高,焊接效率高、劳动强度低等技术优点,在管道建设中日渐成为主流技术.本文阐述了以管道全位置自动焊技术为载体的长输油气管道焊接机器人技术的发展历程及其在我国工程应用情况,介绍了管道焊接机器人的工程应用特点和技...     

某天然气输送管道对接环焊缝泄漏失效分析

针对某天然气输送管道对接环焊缝泄漏失效,采用断口分析、微观形貌、能谱分析及力学性能测试等方法,系统分析研究了环焊缝的泄漏失效行为,讨论了失效机理。研究结果表明:根焊中残留的焊接药皮、焊接过程中产生的气孔和夹渣等焊接缺陷是引起失效的内在原因,管道沿线的边坡垮塌和地面产生的沉降加剧了根焊缺陷处的应力集中,是造成该环焊缝泄漏失效的外在原因。最后针对该类失效给出了相应的预防和控制措施。     

X80钢管双连管埋弧环焊用烧结焊剂研制

为了提高X80管线钢管双连管焊缝韧性和焊接工艺性,针对X80管线钢管双连管埋弧环焊工艺,对埋弧焊焊剂进行了优化。以CaF2-MgO-Al2O3-CaO-SiO2渣系为基础,加入稀土硅铁及镍合金等,研制出了一种适合于X80双连管埋弧环焊用烧结焊剂,并按照CDP-G-OGP-OP-081.01—2019-2《油气管道工程焊接技术规定 第1部分》标准进行了X80钢级双连管环焊试焊及焊缝性能检测。结果表明:采用所研制的焊剂配合相应焊丝焊接所得的环焊缝各项性能均能满足管道线路焊接标准要求,且环焊缝具备了良好的强韧性及断裂韧性,焊缝抗拉强度达到690 MPa以上,-10 ℃下焊缝冲击韧性达150 J以上,-10 ℃下焊缝CTOD值超过0.254 mm。     

沟下焊接施工技术在西气东输管道工程中的应用

针对西气东输管道工程第19标段(山西省晋城内)的地形和地质特点,在管道的焊接施工中,采用了沟下焊接方法.沟下焊接与沟上焊接相比,减少了连头、碰死口等施工难点,同时避免了下沟时吊管机的频繁转移,提高了综合工效.沟下焊的主要工序为测量放线、扫线、管沟开挖、复测、布管、组对、预热、焊接、焊口探伤检测、补口、电火花检漏和补伤、回填.需要指出的是,在施工中施工组织和各专业的技术工人的合理配套是十分重要的.     

核电机组主管道焊缝返修技术及应用

主管道在核电站安全中起着至关重要的作用,主管道焊接质量也显得尤为重要。在目前核电机组主管道焊接中,窄间隙自动焊逐渐取代了传统的手工焊,提高了焊接效率。但由于主管道窄间隙自动焊采用单层单道焊接工艺,如果控制不好,容易出现未熔合等缺陷,影响焊缝质量,必须进行返修。以方家山核电工程2#机组主管道返修过程为例,介绍了一种成功应用于工程实践的主管道手工返修工艺,并归纳总结了主管道自动焊接缺陷类型、产生的原因及返修方法。     

X70输气管道对接环焊缝开裂原因分析

某X70输气管线在进行环焊缝隐患排查时,发现1处环焊缝存在裂纹缺陷。通过宏观形貌分析、无损检测、力学性能试验、金相分析、扫描电镜及能谱分析等对失效环焊焊缝进行了试验分析。结果表明,环焊缝的抗拉强度、夏比冲击韧性和弯曲性能等均符合SY/T 0452—2021标准的要求。裂纹断口表面呈黑褐色,为高温氧化后的形貌。裂纹尖端存在沿晶裂纹,因而该裂纹应是在焊接过程中产生,具有焊接热裂纹的特征。裂纹内存在非金属异物,经过能谱分析,其成分主要为Na、Mg、Al、Si、Ti和Mn等元素,判断该非金属异物为焊接药皮产生的熔渣。管道对接环焊缝中的裂纹是在焊接过程中形成,焊缝金属中存在焊接药皮产生的焊渣,在应力的作用下,该裂纹在内焊趾处应力较大的部位扩展后形成开裂裂纹。     

近距离爆破开挖管沟对已建并行管道环焊缝缺欠的影响研究

对于石方地段不同期建设的近距离并行管道,后建管道采用爆破方式开挖管沟引起的爆破附加应力会造成已建并行管道环焊缝缺欠的进一步增长,增加已建管道环焊缝断裂失效的风险,威胁管道整体安全。为了评价漠大二线爆破施工对已建漠大线环焊缝缺欠的影响,基于爆破条件下埋地管道轴向载荷和应力分析理论,采用双重环焊缝缺欠评估法,进行已建管道环焊缝基于断裂力学的适用性评价,确定了漠大二线爆破施工对漠大线环焊缝的16处安全威胁。研究表明:双重环焊缝缺欠评估法能够有效评价近距离爆破开挖管沟对已建管道环焊缝缺欠的影响,为环焊缝缺欠维修提出指导性意见,为新建管道爆破施工提供安全保障。     

大口径长输管道单弧双丝全位置自动焊技术

自动焊设备焊接施工速度快、效率高,操作简单,可大大降低焊工的劳动强度,但现有的自动焊技术用于管道施工中常出现焊缝未熔合缺陷,严重影响了施工质量.而单弧双丝焊技术焊接速度高、熔深熔宽大,能有效地减少焊缝未熔合缺陷.通过将TANDEM单弧双丝焊技术与现有自动焊系统进行技术融合,研制出新型的管道全位置自动焊机.文章介绍了该焊机的系统组成、全数字控制系统以及焊接工艺研究.试验结果表明,此焊机能有效解决焊接过程中未熔合等技术问题,大大提高管道全位置自动焊接的效率和质量.