1、管道焊接技术基本知识管道焊接技术基本知识中国石油管道焊接培训中心中国石油管道焊接培训中心吕向阳吕向阳第一部分、基础知识第一部分、基础知识一、管道工程的发展趋势及其对管线的要求一、管道工程的发展趋势及其对管线的要求 铁路、公路、航空、水运与管道运输统称为五大运铁路、公路、航空、水运与管道运输统称为五大运输业。管道运输是最为经济、简单的一种运输方式。特输业。管道运输是最为经济、简单的一种运输方式。特别是对于石油、天然气等流体来说更为有效，其特点是别是对于石油、天然气等流体来说更为有效，其特点是经济、安全和不间断。由于管道运输的有效性，目前它经济、安全和不间断。由于管道运输的有效性，目前它还作为煤、
2、矿浆和其它固体物质的重要输送手段。由于还作为煤、矿浆和其它固体物质的重要输送手段。由于管线运输具有运量大、距离长、成本低、安全性高等优管线运输具有运量大、距离长、成本低、安全性高等优点，因此，管道运输业在国际上得到迅速的发展。目前点，因此，管道运输业在国际上得到迅速的发展。目前全世界石油、天然气管道的总长度已超过全世界石油、天然气管道的总长度已超过230 x104 km，并以每年并以每年3%的速度增加，全世界将建设数百条油气长输的速度增加，全世界将建设数百条油气长输管线，石油工业的巨大市场有利地促进了管线钢、焊接管线，石油工业的巨大市场有利地促进了管线钢、焊接材料、焊接工艺及焊接设备的发展。材
3、料、焊接工艺及焊接设备的发展。从最初的工业管道至今，油气管线建设经从最初的工业管道至今，油气管线建设经历了一个多世纪的发展。早期建设的管线，离中历了一个多世纪的发展。早期建设的管线，离中心城市较近，地理环境和社会依托条件都较优越。心城市较近，地理环境和社会依托条件都较优越。如今新发现的油田大都在边远地区或地理条件恶如今新发现的油田大都在边远地区或地理条件恶劣的地带，如美国的普鲁德霍湾、欧洲的北海油劣的地带，如美国的普鲁德霍湾、欧洲的北海油田、俄罗斯的西伯利亚以及我国的西部油田等。田、俄罗斯的西伯利亚以及我国的西部油田等。随着海上油田、极地油气田的开发，对新时期的随着海上油田、极地油气田的开发，
4、对新时期的管道建设提出了更高的要求。目前管道工程的发管道建设提出了更高的要求。目前管道工程的发展趋势有如下特点：展趋势有如下特点：1、大口径、长距离、高压输、大口径、长距离、高压输 2、高寒和腐蚀的服役环境、高寒和腐蚀的服役环境 3、海底管线的厚壁化、海底管线的厚壁化管 材 等 级屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）分类A25172310普通碳素钢L210A207331L245B241413L290X42289413普通低合金高强钢L320X46317434L360X52358455L390X56386489微合金化高强度低合金钢L415X60415517L450X65448530L485X7
5、0482565微合金化高强度钢L555X80551620X100727837第三方破坏 第三方破坏（爆炸）成品油泄露管线腐蚀管线腐蚀 第一道周边旱道第一层第二道周边旱道第二层 熔敷焊条金属维修的典型堆焊顺序草图熔敷焊条金属维修的典型堆焊顺序草图管体修复 补焊（沉积焊）抢修卡具 管体修复 补强（补疤）支管及加强圈在役管线抢修技术及关键问题在役管线抢修技术及关键问题 不停输带压封堵技术是一种安全、经济、快速高效的在役管道维抢修特种技术，它能在不间断管道介质输送的情况下完成对管道的更换、移位、换阀及增加支线的作业，也可以在管道发生泄漏时对事故管道进行快速、安全地抢修，恢复管道正常的运行。管道突发性事
6、故的抢修,过去传统的做法必须停输、清空管线后进行或采取一些临时性补救措施，给管线的安全运行带来了极大的隐患。不停输带压封堵技术安全可靠，无污染，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保地完成新旧管线的连接工作。在役管道的焊接主要有两方面问题，一是要避免焊接电弧灼伤管壁造成破裂，也就是烧穿现象。另一方面是避免产生氢致裂纹。氢致裂纹主要是由于流动介质增加管壁散热，使焊接冷却速度增大造成的。在役管道的焊接，既要保证焊缝的安全性，又要具有可靠的适用性。这就要求在焊接中必须合理调整焊接参数，在保证不烧穿管线的情况下尽可能选择大的焊接参数以避免产生氢致裂纹。n七、七、API对在线焊接工艺的要求（摘
7、自对在线焊接工艺的要求（摘自API 1107）n51、焊接基本要素 na 焊接方法或操作方法的变更nb 管道、管件和返修材料的变更，所有碳钢分组如下：n 1）名义屈服强度小于或等于289.5 MPa；n 2）名义屈服强度大于289.58 MPa 且小于 448.16 MPa；n 3）名义屈服强度大于或等于448.16 Mpa c 接头设计 1）焊接尺寸的重大变更，对于坡口焊缝，接头尺寸的重大变更包括：V型坡口改为U型坡口，有坡口端部改为无坡口端部。d 焊接位置的变化。e 管道壁厚的变化，管道公称壁厚的分组如下：1）管道壁厚小于4.78 mm 2）从4.78mm到19.05 mm 3）大于19.
8、05mm f 填充金属变化。g 焊接方向的变化。h 保护气体变化。i 保护气体流量的变化。j 焊接速度的变化5.2、工艺规程包括的内容 (见API 1107 2.3)a 焊接方法：确定焊接方法，使用手工焊、半自动焊或它们的组合方法；b 管道、管件和返修材料的变更，指明工艺规程适用的材料，适当考虑材料的碳当量。所有碳钢分组见5.1 b；c 直径-材料壁厚：确定焊接工艺规程适用的直径和壁厚范围，直径分组如下：1、直径小于60.3mm 2、直径从60.3mm至323.9mm 3、直径大于323.9mm d 管道施工条件：确定焊接工艺规程适用的管道施工条件。e 接头设计：对于坡口焊缝，应提供坡口简图，
9、包括坡口角度、钝边尺寸和根部间隙。指明角焊缝的形状和尺寸。焊接时如果使用背部垫板、指明垫板型式。f 填充金属和焊道数 g 电特性 h 火焰特性 i 焊接方向 j 焊道的清理和打磨 k 保护气体和流量 l 焊接速度 m预热和焊后预热注：这种试验条件适用于各种现场施工条件下的工艺评定。也可以在另 一种条件下进行试验，但这种试验仅评定该条件下的工艺。图图B-1 工艺评定用实验管件工艺评定用实验管件在役焊接工艺评定试验试样的取样位置（见API 1104 附录B 图B-2）参见图2 注：T：拉伸试验；RB：背弯试验；FB：面弯试验；NB：刻槽锤断试验；SB：侧弯试验；MT：宏观磨片试验图图B-2 不停输管道系不停输管道系统焊接工艺评定试验统焊接工艺评定试验试样的取样位置试样的取样位置请各位领导专家批评指正！
