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阐述下向焊接技术在输油管道焊接施工中的应用

2020-05-08 281 上传者：管理员

摘要：近年来，石油工业取得了良好的发展与进步，而石油运输管道的口径也开始越来越大，且实现了遍及度的不断提升。在这样的情况下，石油行业也开始越来越关注于石油管道运输的安全性。众所周知，输油管道的焊接技术及焊接工艺对于管道的使用安全有着决定性作用，因此，作为我国大多数长距离输油管道设计与建设之中必不可少的一种焊接技术，下向焊接技术的应用也逐渐受到当今石油领域的高度重视。本文就是对石油管道焊接之中的下向焊接技术应用进行分析，希望可以对石油运输效果的提升和安全性的保障提供一定的帮助。

关键词：
下向焊接技术
石油工业
石油运输
长距离运输管道
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我国不仅幅员辽阔，且有着十分丰富的石油资源。随着近年来我国社会经济水平的不断提升，社会对于石油的需求量也在不断增加，这样的情况就加快了石油行业的发展。但是因为我国的石油主要分布在西部和北部，而东南部的经济发展较快，所以对于石油的需求量也较大。基于这一情况，石油的长距离管道运输也就成了当今石油行业的一种发展趋势。因此，在石油行业的发展过程中，只有保障了石油运输管道的质量，才可以保障运输效果，提升石油运输的安全性。

1、下向焊接技术简述

下向焊接技术在上世纪的60年代开始被引进到我国，在历经了几十年的发展之后，下向焊接技术在我国已经开始趋于完善，并在我国的管道建设施工之中得到了十分广泛的应用。在进行管道施工的过程中，焊接施工很多时候都需要在野外进行，而在焊接过程中，转动钢管并保持熔池水平是一件十分困难的事情。在这样的情况下，就需要做好钢管的固定处理，然后全方位进行环形焊缝的焊接施工，这就需要应用到下向焊接技术。

作为我国当前管道建设施工之中的一种重要焊接工艺，下向焊接技术已经得到了相当广泛的应用，就我国目前的石油运输管道建设而言，大部分的长距离运输管道设计文件之中都明确标出了应该通过下向焊接技术进行施工。同时，在很多大型石油管道的施工过程中，为提升施工效率，保障施工质量，大多数施工单位也选择了下向焊接技术^[1]。相比较传统的焊接技术而言，下向焊接技术有着更好的焊缝质量、更强的电弧吹力，且单面打底焊可双面成形，焊条熔化的速度很快、熔敷率也很高，凭借着这些优势，下向焊接技术在石油运输管道建设之中也得到了不断的发展。

2、下向焊接技术在石油管道工程建设施工之中的应用分析

(1) 全纤维素型下向焊接技术的应用

全纤维素型的下向焊接技术对于焊接机械有着一定的要求，总结起来主要有以下的三点：其一，焊接机械应该具备陡降外特性；其二，焊接过程中，在电流的作用之下，焊接机应该具备足够大的适量值；其三，应该适当将焊接机的静特性曲线提升，以此来达到小熔滴过滤的效果。

就我国当前的石油管道建设而言，特别是在进行一些长距离运输的石油管道建设过程中，机械的半自动水平、全自动水平以及环境因素等都会对其产生一定的限制作用。所以在难以进入的位置，通常都应用全纤维素型的下向焊接技术来进行石油运输管道的建设施工。在该焊接工艺的应用过程中，最主要的一点就是打底焊的过程中需要单面焊双面形成，在仰焊的过程中，应该注意避免熔滴受到重力作用而形成凹陷，并注意避免铁水和焊条粘连等的情况发生。在我国的石油运输管道建设施工过程中，应用最早的下向焊接技术就是全纤维素型的下向焊接技术。下表是该焊接工艺的具体参数。

表1 全纤维素型下向焊接工艺的具体参数

(2) 半自动下向焊接技术在石油管道工程建设施工之中的应用分析

半自动下向焊接技术在上世纪的末期才开始引进并应用到我国的石油运输管道建设施工之中，凭借着更高的生产质量、更低的成本投入、更好的焊接质量和技术的简单易行等优势，半自动下向焊接技术在引进我国不久之后就得到了大范围的应用和快速的发展。在半自动下向焊接技术的具体应用过程中，其操作方法主要有两种，其一是药芯焊丝自保护形式的半自动下向焊接技术，其二是活性气体保护形式的半自动下向焊接技术。

目前我国应用最广泛的焊接技术就是以二氧化碳气体作为保护的STT型半自动下向焊接技术。在该焊接技术的应用过程中，主要是借助于二氧化碳活性气体的保护作用来完成焊接，这种焊接方法不仅价格低廉，而且有着良好的焊接效率。通过这种焊接工艺进行焊接，不仅可以保持焊接过程更加稳定，同时也可以形成更加美观的焊缝，降低飞溅情况，减少伸长变化，降低焊接工作人员的劳动强度^[2]。下表是STT型二氧化碳保护形式半自动下向焊接技术的工艺参数。

表2 STT型二氧化碳保护形式半自动下向焊接技术的工艺参数

从上表可以看出，通过这种半自动下向焊接技术，可以同时实现多机头全位置的焊接工作，打底焊不仅可以在管道的内部焊接，也可以在管道的外部焊接。在这种焊接工艺之中，主要的工艺参数有电弧电压、焊接电流、焊头的摆动宽度、摆动速度、摆动延迟时间、移动速度以及送丝速度等，通常情况下，所有工艺参数都需要通过控制面板或者是在控制台上进行调节，且不同焊道的焊接参数会存在差异，所以在具体应用该工艺进行焊接时，需要将现场的实际条件以及管材的规格作为依据，来进行焊接参数的合理确定。在确定了焊接参数之后，应该先进行试验，待确定试验合格之后才可以进行正式的焊接施工。

(3) 复合焊接施工技术的应用

① 纤维素加药芯焊丝的半自动下向焊接技术应用纤维素加药芯焊丝形式的半自动下向焊接技术指的是在进行长距离输油管道的现场焊接施工过程中，将纤维素型的下向焊接技术用来进行热焊接和打底焊，然后通过药芯焊丝形式的半自动下向焊接技术来进行盖面填充处理。这种焊接工艺在有着较高级别的钢管材质石油运输管道焊接施工之中十分适用。

② STT加药芯焊丝的半自动下向焊接技术应用STT加药芯焊丝形式的半自动下向焊接技术主要就是借助于实心焊丝气体所产生的保护作用来实现下向的热焊接、打底焊，然后通过药芯焊丝焊接技术来进行盖面填充处理。这种焊接工艺在强度很高的钢管道焊接施工之中十分适用。

3、下向焊接技术在输油管道焊接施工之中的应用要点分析

(1) 注意事项的全面分析

这种焊接工艺在长距离、大管径的金属石油运输管道建设施工之中十分适用，且更加适合强度较高、金刚较低类型的石油运输管道施工。在具体的施工过程中，为进一步提升该技术的应用效果，施工单位一定要对输油管道建设施工之中的所有注意事项加以全面分析，这样才可以避免焊接过程中出现各种问题，进而有效保障下向焊接技术的良好改进与进一步完善。

(2) 注意合理进行焊条和焊机的选择

经过大量的研究与实践表明，纤维素焊条有着十分优越的性能，加之其中的有机造气剂含量较高，所以在应用纤维素焊条焊接的过程中，一般会分解形成大量的一氧化碳气体和二氧化碳气体，这些气体对于熔池和电弧都可以起到有效的保护作用。同时，在应用这种焊条进行焊接的过程中，少量的残留熔渣会覆盖在熔池表面，进而对焊缝的金属起到良好的保护作用^[3]。另外，这种焊条在应用过程中也有着电弧吹力大、熔渣少等的优势，所以在环境条件不佳的野外焊接作业之中十分适用。

(3) 焊接之前做好预热处理

在应用下向焊接技术进行石油运输管道的焊接施工过程中，为保障焊接的质量与安全性，应该在焊接之前对整个的施工区域做好预热处理，这样才可以有效避免打底焊粘条情况的发生，让焊接电流保持稳定，提升坡口融合的效果。因此在具体的施工过程中，施工单位应该根据施工工艺以及选择的材料来判断是不是需要进行预热处理，如果需要，在预热处理的过程中，应该对温度进行实时测量，并根据实际的需求来实现预热温度的合理控制。

(4) 保障焊接操作的合理性

在进行石油运输管道的焊接施工过程中，一项重要的内容就是保障焊接操作的合理性。如果管道的直径比较小，焊接过程中，只需要两名操作人员同时从上到下进行焊接即可。如果管道有着较大的直径，在焊接过程中，也需要两名工作人员，但是需要一名工作人员负责指定开焊位置，然后由另一名工作人员从顶部开始进行焊接施工。如果管道的直径大于7m，其焊接工作一般需要三名工作人员共同完成，并同时进行焊接，通过这样的方式，不仅可以实现焊接时间的合理节约，同时也可以有效保障层间温度。

4、结束语

综上所述，在当今的石油运输管道建设施工之中，尤其是长距离、大直径的管道施工之中，下向焊接技术已经获得了广泛的应用。通过下向焊接技术，不仅可以提升石油管道焊接施工的工作效率，保障焊接施工的质量，同时也可以进一步保障管道使用的安全性。因此，在进行石油运输管道的建设施工过程中，施工单位应该全面了解下向焊接技术的应用及其注意事项，这样才可以将这一技术合理应用到施工之中，提升石油运输管道的质量与安全性，促进当今石油行业和社会经济的良好稳定发展。

参考文献：

[1]陈强,姬宏伟,孙洪业.下向焊技术在石油管道焊接中的应用实践研究[J].中国战略新兴产业,2019(32):130.

[2]曹洪祥.试论下向焊接技术在石油管道焊接中的应用[J].文渊(小学版),2019(1):775.

[3]岳汉江.浅谈下向焊接技术在石油管道焊接中的应用[J].化工管理,2018(8):61-62.

王营.石油管道焊接中下向焊技术的运用分析[J].当代化工研究,2020,(7):104-105.