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摘要：长输管道处在特殊的工作环境中，如果发生泄露现象会给人民群众的生命财产安全造成巨大的威胁。所以在长输管道的施工中，施工人员应该重视采用先进的焊接工艺和材料，保证长输管道的质量，从而促进我国国民经济的稳定发展。此外，工作人员还应该重视长输管道焊接工艺的创新，以便的长输管道能够适应我国市场经济的发展。
关键词：长输管道；焊接；应用
1长输管道焊接方法及遇到的问题
1.1长输管道的焊接方法
从70年代到现在，我国的长输管道的焊接方法一直在不断地进步当中，最初我国只是采用非常传统的焊接方法，技术不成熟，导致许多问题的出现。首先就是许多技术性较强的焊接工作无法顺利完成，由于各种原因的阻碍也使得长输管道的焊接工作十分难以进展，再有就是工作效率低，往往一个长输管道的焊接工程需要花费很长的时间才能完成。但是随着我国经济和科技的发展，逐渐引进并学习一些发达国家的先进技术，使得目前我国的长输管道的焊接技术取得了飞跃的进展，现如今我国在长输管道的建设过程中采用的焊接技术主要是手工焊接技术和自动焊接方法等，这需要结合现场施工的情况来进行选择。
1.2长输管道焊接过程中的自然干扰和人为干扰
长输管道的作用在于运输石油、天然气等能源物质，一般跨越的地区范围比较广，这就使得长输管道的焊接过程难免出现许多干扰。在长输管道的建设过程中，施工点是不断在变化的，并不是流水作业，因此现场的管理问题就较难得到很好的控制，会影响焊接质量。由于地区的跨越范围大，所以各地的地形也是有较大差别的，对焊接也会造成影响，应当根据地形的不同选择最为合适的焊接方法，否则很有可能影响到焊接的质量，最后造成管道泄漏问题。
1.3长输管道焊接过程中的资金问题
资金短缺问题一直是许多工程施工过程中最经常面临的问题之一，一般一项大工程往往需要大量资金的投入，而且每一个施工环节中都有可能造成或多或少的资金消耗，多个施工阶段逐渐累积，最后会造成一大笔资金的浪费，就会使得其中的部分施工阶段出现资金不足的情况。
2长输管道焊接方法技术和应用
2.1手工下向焊方法和应用
2.1.1焊条电弧焊下向焊方法和应用
目前焊条电弧焊下向焊方法已经成熟，并广泛应用于管道工程建设当中。焊条电弧焊下向焊方法主要有全纤维素型下向焊、混合型下向焊、复合型下向焊等三种类型。
1）全纤维素型下向焊
全纤维素型下向焊是国内外普遍采用的一种焊接方法，主要应用于钢材为X70以下的薄壁大口径管道的焊接。其焊接速度快，根焊性能好，焊缝射线探伤一次合格率高。在管道建设中有一些区域，如水网地带环境，自动、半自动焊接设备不能进入的区域。该方法焊接质量的保证关键在于打底焊时要求单面焊双面成形，仰焊位置时防止熔滴在重力作用下出现背面凹陷和铁水粘连焊条。我国早期下向焊均采用全纤维素型电焊条。
2）混合型下向焊
混合型下向焊是指长输管道现场组焊时，采用纤维素型焊条打底焊、热焊，低氢型焊条填充、盖面的手工下向焊方法。这种焊接方法主要用于钢管材质级别较高的管道和气候环境恶劣、输送酸性气体极高的含硫油气介质管道的连接，要求焊接接头具有较好的低温冲击韧性的管道或者厚壁管道的焊接。通常的全纤维素型焊接方法难以达到管道接头质量要求，而低氢型焊条的抗冷裂纹和冲击韧性较纤维素型焊条要好，但其熔化速度较慢。为保证管道力学性能符合要求，同时尽可能的提高焊接速度，因而选择混合型下向焊方法。在1996年建设的陕京输气管道中首次采用了该方法，取得了良好的焊接效果。
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3）复合型下向焊
复合型下向焊是指根焊层和热焊层采用下向焊方法，填充、盖面焊采用向上焊方法。其主要应用于焊接壁厚较大的管道。与传统的向上焊相比，下向焊热输入低，熔深较浅，焊道较薄，随着钢管壁厚的增加焊道层数也会迅速增加，焊接时间和劳动强度将随之加大，单纯的下向焊难以发挥其焊接速度快、效率高的特点。而打底焊、热焊采用下向焊，填充焊与盖面焊采用向上焊的复合型下向焊技术则可应用两种焊接方法的优点，获得优质的管道焊缝质量。在气体保护半自动下向焊技术未应用于管道建设之前，大壁厚管道多采用复合型下向焊技术，可大大提高生产效率。
2.1.2手工钨极氩弧焊（TIG）
在薄壁管或小口径管的焊接中，TIG焊有着独特的优点。不锈钢管采用氩弧焊较多，它可以提高焊缝根部耐腐蚀性能，而铬、钼钢使用氩弧焊则可以使焊缝根部焊透和防止根焊开裂，但氩弧焊成本较高，对环境亦有要求，不利于野外施工。因此根据要求不同及环境状况，有的全部采用TIG焊，有的则采用TIG焊打底，其余用手工电弧焊等其他工艺方法。TIG焊接工艺参数要根据管材厚度、坡口型式和尺寸等具体确定。
2.2半自动下向焊方法与应用
2.2.1药芯焊丝自保护半自动下向焊
药芯焊丝自保护半自动焊特别适用于户外有风场合，靠药芯高温分解释放出的大量气体对电弧和熔池进行保护，同时有少量熔渣对熔池和凝固焊缝金属进行保护的一种高效优质焊接方法。药芯焊丝的连续作业方式可减少焊接接头数目，提高焊缝质量和劳动生产率，药芯焊丝工艺性能优良、电弧稳定、成形美观，适合全位置管道焊接，通过选择一定牌号的药芯焊丝含有的合适过渡元素，力学冲击韧性可得到极大提高。适宜野外作业，但该方法在打底焊时，焊根较易出现未熔合的缺陷，为此要严格按工艺规范参数施焊。
2.2.2 CO2活性气体保护半自动下向焊。
CO2气体保护焊是一种廉价、高效、优质的焊接方法。传统短路过渡CO2焊不能从根本上解决焊接飞溅大、控制熔深与成形的矛盾。在逆变焊机高速可控性基础上，采用波形控制技术的STT（SurfaceTension Transfer）型CO2半自动焊机，熔滴过渡由液体表面张力完成，电流电压波形可控，其波形如图2所示。可用于全位置单面焊双面成形的打底焊，但现场焊接需要防风措施。STT型CO2半自动焊以其优异的性能拓宽了CO2半自动焊在长输管道施工中的应用领域。中国石油天然气管道局曾在苏丹Muglad石油开发项目中首次使用了STT型CO2半自动下向焊技术进行管道打底焊接，在陕京管线复线京—石管线工程中也使用了STT型CO2半自动下向焊法。STT型CO2半自动焊与药芯焊丝自保护半自动焊是目前国内常用半自动下向焊方法。半自动下向焊具有劳动强度低、效率高、焊接质量高、经济性好、易于掌握并且全位置焊接成形好、环境适用能力强等优点，是目前长输管道连接施工中重要的焊接方法。但用于根焊时，焊缝质量难以保证，可用其他的焊接方法进行。
2.3自动焊方法与应用
2.3.1实芯焊丝气体保护自动焊接
实芯焊丝气体保护自动焊（GMAW）是熔化极气体护焊的一种，其原理简单，对焊工要求较低。野外作业时，要有防风棚。目前，在国外已广泛应用于大口径、大壁厚的管道焊接领域。但由于管道环缝为全位置焊接，对焊接装备及控制系统要求较高，且全自动气体保护焊设备目前还存在造价高、维修难度大等缺点。
2.3.2药芯焊丝自动焊接
药芯焊丝自动焊（FCAW）是以药芯焊丝代替实芯焊丝，并强迫焊缝成形的电弧焊技术，可分为药芯焊丝自保焊和药芯焊丝气保焊（CO2或CO2+Ar等）两种。基本原理与实芯焊丝气体保护焊相似。
2.3.3闪光对接焊
闪光对焊是压力焊的一种，是在低电压，强交流电作用下，使两管端瞬间达到高温，蒸发金属以保护焊接区，通过外加顶锻压力使熔化的管端形成连接接头，从而实现焊接。
3结束语
总之，我国长输管道的焊接技术取得了显著的进步，但是在具体的焊接过程中还是会有许多问题的出现，本文简要统计了一些造成阻碍的原因，并且对长输管道焊接方法的选择和应用进行了较为详细的介绍，希望能够为其快速发展带来帮助。
参考文献：
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[2]王玉强，张忠华.长输管道焊接的方法及施工过程中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2016：287.
[3]齐彦双.长输管道焊接方法的选择与应用研究[J].经贸实践，2016：250.
论文作者:邢双勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/30
标签：管道论文; 方法论文; 焊丝论文; 焊条论文; 电弧论文; 打底论文; 气体论文; 《防护工程》2018年第7期论文;