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【摘 要】本文通过对影响长输管道焊接质量的因素的简要分析，对长输管道焊接技术的应用技术及工艺进行阐述。
【关键词】长输；管道；焊接；技术
长输管道输送的介质除常见的石油成品油天然气外，还有如氧气CO2等工业用气体；乙烯液氨矿浆等介质。由于长输管道运输具有运行时间长运输费用低控制便捷等特点，现在逐渐成为上述介质长距离运输的首选方式，国内近些年正是长输管道建设的高峰期。长输管道作为运输行业中一个单独系统，与其它运输系统有以下几方面的不同点：
（一）输送介质在管道内长距离流动，这就要求管道内壁尽可能光滑，减少磨擦阻力；另外考虑到介质的腐蚀性，在设计上要增加相应的腐蚀裕量。
（二）管道是相对固定的。即管道埋于地下，除改造敷设新线路等原因外，管道一般不会发生位移。
（三）输送的介质具有连续性的特性。即管道一旦建成投产，一般情况下应连续运行，相应地增加了带压维修的操作难度和危险性。
（四）正在运行的管道对地面建（构）筑物或区域造成威胁，尤其是天然气煤气液化石油气等易燃气体管道，其威胁程度更大。
（五）长输管道除特殊地形，一般均为地下敷设，运行中不易发现潜在的危险，尤其是建设中未检出的缺陷。
通过上述分析可以认为，长输管道的施工质量对其安全运行和使用寿命是非常重要的。因此，管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。
一、国内长输管道焊接的现状：
目前长输管道焊接中采用的根焊方法主要有五种，一是内焊机，二是外焊机，三是STT根焊，四是外焊内衬强制成型，五是手工根焊。填充焊及盖面焊的方法主要有，一是手工下向焊，二是半自动下向焊，三是全自动焊。
二、长输管道主要焊接方法的优点：
由于长输管道焊接的方法较多，无法一一列举，这里仅对大多数企业主要采用的纤维素手工下向焊药芯焊丝半自动下向焊（自保护半自动焊）这两种焊接方法的优点进行简单的分析。
（一）纤维素手工下向焊的优点：
纤维素手工下向焊技术与传统的向上焊相比具有焊缝质量好，电弧吹力强挺度大的特点，进行打底焊时可以单面焊双面成型。而且，纤维素焊条比普通低氢型焊条的熔化速度快熔敷率高。在一些环境恶劣的地区，比如水网地带，因空气湿度大，对焊材的烘干保管使用要求严格，而纤维素焊条比低氢型焊条在同等条件下气孔产生的倾向小；且水网地带限制了先进焊接技术的应用，自动焊半自动焊设备运用难度大，而手工焊由于焊钳小，操作灵活便捷，可当首选的方法。
（二）药芯焊丝半自动下向焊的优点：
药芯焊丝半自动下向焊具有生产效率高焊接质量好经济性好适应性强易于掌握等优点，且适用于各种位置的焊接。这种焊接方法的主要优点是质量好、效率高、综合成本低。
三、焊焊接方法的具体应用：
（一）手工下向焊结合半自动下向焊焊接工艺的优越性：
⑴互补性好。根焊采用纤维素焊条打底，可减少烧穿的可能性，并能达到单面焊双面成型的效果。根焊成型良好，能有效提高根焊合格率，弥补了半自动焊不能进行根焊的缺点。⑵采用半自动下向焊进行盖面焊接，其焊缝成型美观，焊接合格率高。⑶抗风能力强。在风速小于12米/秒时，不需要采取任何防护措施，特别适用于野外作业。⑷可连续送丝，焊接过程中起弧和收弧接头减少，降低了焊接缺陷产生的可能性。⑸焊丝熔敷率高，药皮脱渣性好，焊接热输入量高，可降低焊缝冷却速度，有助于氢的逸出并减少和防止出现裂纹，生产效率约为手工电弧焊的5—8倍。⑹焊接接头性能好。半自动焊焊层薄焊层多，前一层起预热作用，后一层可延缓前一层的冷却速度，对减少焊接缺陷有利，可以提高焊接接头的力学性能。⑺生产成本低。
（二）焊接前的准备：
⑴焊前布管时，应先按直径偏差进行级配后再布管，以减少相邻钢管组对时的错边量，提高组对速度和组对质量。⑵焊缝的对接采用内对口器，并用砂轮机清除坡口及坡口两边20—30 mm内的内外壁上的杂物及氧化皮，将螺纹焊管管端的焊道按照规范错开，并将管端10 mm范围内的螺纹余高磨至与母材平，尾部呈30°平缓过渡。⑶采用火焰加热器预热，保证管口加热均匀，焊前用钢丝刷清除加热产生的氧化皮及烟尘，预热温度为100-200℃。冬季实际操作时应高于该温度20-30℃，以保证施焊时所需温度，预热范围为坡口两侧各大于100 mm。
（三）焊接时应该注意的事项：
⑴根焊采用纤维素焊条下向焊方法，填充焊和盖面焊均采用药芯焊丝半自动下向焊方法。该方法由于在根焊后用手工操作进行清根，清根后的焊道不规则，半自动焊填充时容易出现缺陷，主要是夹渣和未熔合。⑵由于管径大，为保证焊接受热均匀，避免因受热不均匀造成的错边量加大，施焊时需由2名焊工从12点位置对称向下施焊至6点位置。⑶半自动焊起弧时，焊丝应伸出导电嘴50—100 mm。重新起弧时应把伸出的焊丝剪掉，这样更容易起弧。焊接过程中应当保持焊丝的伸出长度，仰焊时可将焊丝伸出长度适当加长10—20 mm，但不宜太长，以免因焊丝太长造成过热发红，使焊丝药芯的合金元素烧损，从而降低焊逢的力学性能。⑷根焊与填充焊之间的时间间隔不宜超过5分钟，层间温度不小于100℃。⑸填充焊道以低于母材0.5 mm为宜，焊丝在坡口内适当摆动，使坡口两侧融合良好，但不能破坏坡口。⑹每层焊接结束后，需用砂轮机及钢丝刷将焊缝表面的焊渣及表面缺陷清除干净。⑺焊接初学者不宜采用热接法进行焊道接头的连接，尤其是根焊时应防止接头处造成夹渣及未焊透等缺陷，焊道接头处应用砂轮机磨削后再进行焊接。⑻盖面焊接时适当摆动电弧，使坡口两侧母材充分熔化，以减少焊接缺陷，保证焊缝顺直，但不能摆动过大，避免造成焊缝中心凹陷。收弧时应适当停留并拉长焊丝长度，可以缩小弧坑及减少收弧所造成的缺陷。⑼半自动焊所用的药芯焊丝对焊接参数的要求高，尤其是对电压的精确度要求极为严格，误差在0.5V以内。焊工操作不当以及焊接参数匹配不当都容易产生气孔，尤其在面层焊接时更容易发生。焊工要掌握正确的焊接操作方法，逐步掌握各种工艺参数，以有效防止焊接缺陷的产生。
四、长输管道焊接技术应用前景：
瞻望国内长输管道建设的前景，除去已开工的西气东输工程外，中俄管道陕京管道西部成品油管道LNG管道煤浆管道等都已指日可待。加入WTO后，随着国外队伍的介入，国内市场势必竞争更加激烈。由于管道用钢向着高强度发展，这就需要施工企业要有许多新的焊接技术支持，以提高竞争能力。
【关键词】长输；管道；焊接；技术
长输管道输送的介质除常见的石油成品油天然气外，还有如氧气CO2等工业用气体；乙烯液氨矿浆等介质。由于长输管道运输具有运行时间长运输费用低控制便捷等特点，现在逐渐成为上述介质长距离运输的首选方式，国内近些年正是长输管道建设的高峰期。长输管道作为运输行业中一个单独系统，与其它运输系统有以下几方面的不同点：
（一）输送介质在管道内长距离流动，这就要求管道内壁尽可能光滑，减少磨擦阻力；另外考虑到介质的腐蚀性，在设计上要增加相应的腐蚀裕量。
（二）管道是相对固定的。即管道埋于地下，除改造敷设新线路等原因外，管道一般不会发生位移。
（三）输送的介质具有连续性的特性。即管道一旦建成投产，一般情况下应连续运行，相应地增加了带压维修的操作难度和危险性。
（四）正在运行的管道对地面建（构）筑物或区域造成威胁，尤其是天然气煤气液化石油气等易燃气体管道，其威胁程度更大。
（五）长输管道除特殊地形，一般均为地下敷设，运行中不易发现潜在的危险，尤其是建设中未检出的缺陷。
通过上述分析可以认为，长输管道的施工质量对其安全运行和使用寿命是非常重要的。因此，管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。
一、国内长输管道焊接的现状：
目前长输管道焊接中采用的根焊方法主要有五种，一是内焊机，二是外焊机，三是STT根焊，四是外焊内衬强制成型，五是手工根焊。填充焊及盖面焊的方法主要有，一是手工下向焊，二是半自动下向焊，三是全自动焊。
二、长输管道主要焊接方法的优点：
由于长输管道焊接的方法较多，无法一一列举，这里仅对大多数企业主要采用的纤维素手工下向焊药芯焊丝半自动下向焊（自保护半自动焊）这两种焊接方法的优点进行简单的分析。
（一）纤维素手工下向焊的优点：
纤维素手工下向焊技术与传统的向上焊相比具有焊缝质量好，电弧吹力强挺度大的特点，进行打底焊时可以单面焊双面成型。而且，纤维素焊条比普通低氢型焊条的熔化速度快熔敷率高。在一些环境恶劣的地区，比如水网地带，因空气湿度大，对焊材的烘干保管使用要求严格，而纤维素焊条比低氢型焊条在同等条件下气孔产生的倾向小；且水网地带限制了先进焊接技术的应用，自动焊半自动焊设备运用难度大，而手工焊由于焊钳小，操作灵活便捷，可当首选的方法。
（二）药芯焊丝半自动下向焊的优点：
药芯焊丝半自动下向焊具有生产效率高焊接质量好经济性好适应性强易于掌握等优点，且适用于各种位置的焊接。这种焊接方法的主要优点是质量好、效率高、综合成本低。
三、焊焊接方法的具体应用：
（一）手工下向焊结合半自动下向焊焊接工艺的优越性：
⑴互补性好。根焊采用纤维素焊条打底，可减少烧穿的可能性，并能达到单面焊双面成型的效果。根焊成型良好，能有效提高根焊合格率，弥补了半自动焊不能进行根焊的缺点。⑵采用半自动下向焊进行盖面焊接，其焊缝成型美观，焊接合格率高。⑶抗风能力强。在风速小于12米/秒时，不需要采取任何防护措施，特别适用于野外作业。⑷可连续送丝，焊接过程中起弧和收弧接头减少，降低了焊接缺陷产生的可能性。⑸焊丝熔敷率高，药皮脱渣性好，焊接热输入量高，可降低焊缝冷却速度，有助于氢的逸出并减少和防止出现裂纹，生产效率约为手工电弧焊的5—8倍。⑹焊接接头性能好。半自动焊焊层薄焊层多，前一层起预热作用，后一层可延缓前一层的冷却速度，对减少焊接缺陷有利，可以提高焊接接头的力学性能。⑺生产成本低。
（二）焊接前的准备：
⑴焊前布管时，应先按直径偏差进行级配后再布管，以减少相邻钢管组对时的错边量，提高组对速度和组对质量。⑵焊缝的对接采用内对口器，并用砂轮机清除坡口及坡口两边20—30 mm内的内外壁上的杂物及氧化皮，将螺纹焊管管端的焊道按照规范错开，并将管端10 mm范围内的螺纹余高磨至与母材平，尾部呈30°平缓过渡。⑶采用火焰加热器预热，保证管口加热均匀，焊前用钢丝刷清除加热产生的氧化皮及烟尘，预热温度为100-200℃。冬季实际操作时应高于该温度20-30℃，以保证施焊时所需温度，预热范围为坡口两侧各大于100 mm。
（三）焊接时应该注意的事项：
⑴根焊采用纤维素焊条下向焊方法，填充焊和盖面焊均采用药芯焊丝半自动下向焊方法。该方法由于在根焊后用手工操作进行清根，清根后的焊道不规则，半自动焊填充时容易出现缺陷，主要是夹渣和未熔合。⑵由于管径大，为保证焊接受热均匀，避免因受热不均匀造成的错边量加大，施焊时需由2名焊工从12点位置对称向下施焊至6点位置。⑶半自动焊起弧时，焊丝应伸出导电嘴50—100 mm。重新起弧时应把伸出的焊丝剪掉，这样更容易起弧。焊接过程中应当保持焊丝的伸出长度，仰焊时可将焊丝伸出长度适当加长10—20 mm，但不宜太长，以免因焊丝太长造成过热发红，使焊丝药芯的合金元素烧损，从而降低焊逢的力学性能。⑷根焊与填充焊之间的时间间隔不宜超过5分钟，层间温度不小于100℃。⑸填充焊道以低于母材0.5 mm为宜，焊丝在坡口内适当摆动，使坡口两侧融合良好，但不能破坏坡口。⑹每层焊接结束后，需用砂轮机及钢丝刷将焊缝表面的焊渣及表面缺陷清除干净。⑺焊接初学者不宜采用热接法进行焊道接头的连接，尤其是根焊时应防止接头处造成夹渣及未焊透等缺陷，焊道接头处应用砂轮机磨削后再进行焊接。⑻盖面焊接时适当摆动电弧，使坡口两侧母材充分熔化，以减少焊接缺陷，保证焊缝顺直，但不能摆动过大，避免造成焊缝中心凹陷。收弧时应适当停留并拉长焊丝长度，可以缩小弧坑及减少收弧所造成的缺陷。⑼半自动焊所用的药芯焊丝对焊接参数的要求高，尤其是对电压的精确度要求极为严格，误差在0.5V以内。焊工操作不当以及焊接参数匹配不当都容易产生气孔，尤其在面层焊接时更容易发生。焊工要掌握正确的焊接操作方法，逐步掌握各种工艺参数，以有效防止焊接缺陷的产生。
四、长输管道焊接技术应用前景：
瞻望国内长输管道建设的前景，除去已开工的西气东输工程外，中俄管道陕京管道西部成品油管道LNG管道煤浆管道等都已指日可待。加入WTO后，随着国外队伍的介入，国内市场势必竞争更加激烈。由于管道用钢向着高强度发展，这就需要施工企业要有许多新的焊接技术支持，以提高竞争能力。