关于输油管道焊接变形处理的探析

摘 要：本文作者对输油管道焊接技术进行了分析探讨,提出了焊接变形处理的技术措施.

关 键 词：焊接应力；焊接变形；处理

管道运输是石油运输的主要方式,输油管道的正常运输对于提升实现输油管道的高效利用具有重要意义.管道焊接在长线管道输送中有着重要意义.在人们对石油资源的利用效率的要求越来越高的背景下,加强输油管道焊接技术的研究,保证输油管道的正常运行是油田建设单位的必然选择.

1全位置下向焊技术

1.1纤维素焊接技术

在纤维素焊条焊接技术中,焊条本身的药皮具有百分之四十左右的纤维素.正是由于其本身具有纤维素,导致它在焊接过程中能够产生很强的造气功能.下向焊在焊接过程中会产生一氧化碳气体,这些气体的释放能够增加电弧吹力,从而能够实现向熔池的有效过渡.纤维素焊接技术本身的熔透能力很强,填充间晾性能也非常优良,这种技术非常容易形成高质量的焊缝.纤维素焊条焊接技术在打底焊中应用较多.它在打底焊过程中能够单独完成盖面焊,填充,打底等.同时它也可以与低氮下向焊焊条连合起来使用.当前这一技术在下向焊接技术中占据重要位置.生产纤维素的生产企业主要是美国ITW公司,日本神钢,奥地利伯乐公司等.

1.2低氢性焊条焊接技术

下向焊接技术对于焊条有着严格的要求.普通的焊条不能够完成下向焊工艺,采用普通的焊条非常容易产生铁水,质盆无法控制的问题.因而我们必须要选择专用的焊条来进行焊接,其中低氢型焊接技术就是其中的典型代表.低氢型焊接技术主要运用在填充,盖面等环节.该技术在高压长输管道建设中应用非常广泛.

1.3自保护药芯焊丝焊接技术

自保护药芯焊丝焊接技术是一种靠自身的药芯高温分解产生气体来实现对电弧保护的技术.与以上两种技术不同,自保护药芯焊丝焊接技术是一种不许要外籍保护气体的焊接技术.它在工作过程中不仅能够实现对电弧熔池的保护,同时还能够对凝固焊缝金属进行保护.自保护药芯焊丝焊接技术采用的是连续作业方式,这中作业方式能够有效提高作业效率,对于减少焊缝接头也有着重要意义.

2控制焊接应力的措施

2.1合理焊接

合理的焊接次序应该尽量使焊缝能比较自由的收缩,针对收缩比较大,残余应力比较大的焊缝进行合理的焊接.

2.2焊接预热法

焊接管道是否需要预热,需要从三个方面考虑：第一,从管道的厚度上考虑.管道所需要的钢板越厚其散热快、冷却越快,因此要采用焊接预热来减慢冷却速度.第二根据材料的成分上考虑,一般来说,钢材含有的合金元素越多越容易形成淬硬组织,对于淬硬组织的形成,会增加钢材的硬度导致散热加快,因此需要加入预热的工序.相反如果是一些钢材中含有的合金成分少,则不需要进行预热.第三,从钢材的结构刚度上考虑.因为结构的刚度越大,焊缝收缩所受到的制约也越大,应力就越严重,所以需要通过预热来降低焊接应力.有效防止焊接变形.

2.3同步收缩法

由于冷金属的牵制效果,会在焊缝收缩的时候形成焊接拉力,换言之,就是焊缝周围冷金属热胀冷缩的缘故,不允许焊缝收缩而形成较大的应力.同步收缩法就可以很大程度上免除或者部分免除这种应力效果,同步收缩法是指在焊缝的两侧同时加热焊接,同时冷却,从而让焊缝两侧达到同时收缩的效果,使能允许它或者部分允许它收缩,可以免除或者部分免除残余应力.

3消除焊接应力的方法

消除焊接应力的方法大致分为三种,一种是热处理法,热处理法是指管道在进行焊接完成时,从管道钢材的各方面因素考虑而进行退炎处理,是为了消除焊接应力的处理方式,一般针对不同情况采用整体和局部的退炎处理.第二种是振动法,振动法是为了更好消除焊接应力,采用工具对铸件和焊件使用一定频率的振动效果,能使残余应力分布更为均匀,尽可能达到最低程度的焊接应力存在.第三种机械法,机械法就是通过使用机械设备对焊接应力的降低.

4控制焊接变形的措施

控制焊接变形是指通过采取相应合理的措施,使管道的焊接变形控制在允差范围之内.其相关的措施有：一、刚性固定法,刚性大的结构材料,在焊后变形一般都较小,因此能有效控制焊接变形.二、反变形法,反变形法是焊前将结构或部件装配成具有与焊接变形相反方向的预变形,预变形的程度应该能够抵消焊后形成的变形.三、自重法,自重法就是利用本身的自重来预防焊接变形,其意义是材料的重量与厚度都可以防止焊接变形.四、控制焊接线能量法,焊接线能量对焊接变形与应力都有直接的关系.决定焊接能量（J等于0.24*U*L*η/V0）的因素有焊接电流,电弧电压和焊接速度等方面,但对于手工焊而言主要是焊接电流.五、间断焊接法,这种方法是指一旦材料冷却就进行焊接,焊接后再冷却的循环焊接法,进行焊接的同时不需要专用设备和工装夹具,属于简单易行的一种方法.六、锤击焊缝法,锤击法常用于消除焊接应力,但在减少应力的同时也会减少焊接变形,因锤击焊缝将使焊缝得到适当的延伸从而补偿了焊缝的缩短.

5矫正焊接变形的方法

矫正焊接变形的目的是为了矫正超出允许范围的焊接变形,是在通过矫正的方法形成新的塑性变形,从而来消除已经产生的焊接变形.矫正变形的方法包括种：第一种,机械矫正,机械矫正就是通过施加外力的方法达到塑造出新的塑性变形,其矫正的工具可利用手工锤或矫正机,其为机械矫正；第二种,火焰矫正,火焰矫正就是局部加热需要矫正的地方,造成塑性变形达到矫正的目的,其方法简单试用,但是这种方法需要有作业人员相当丰富的经验为前提；火焰矫正的加热形状包含三种,现状加热、点状加热和三角形加热；其中对于三角形底边的钢材,由于其加热面积和收缩量都比较大,所以在三角形加热的过程中,可以用两个或多个烧嘴进行同时加热,从而达到矫正的效果；火焰加热的运用也针对于一些普通低碳钢的材料,因其方式对低碳钢的力学性能也没什么不良影响,因此目前很多建筑企业对其采用比较广泛.第三种,加热极冷,在火焰加热矫正变形的同时,很多建筑单位也会利用加热的同时采用用水急冷的方式,这种方式在国外转向架生产企业（日本川崎重工）已有应用；但是加热急冷的方式对于计较重要的构建或硬性比较大的钢材相对有影响,因此我们一般使用加热急冷的方式运用到一些低碳钢钢材中,其相对无不良影响；第四种,机械和火焰加热方式,采用机械和火焰的综合运用方式,是目前转向架焊接生产中较为常见的形式,其方式的运用是在加热的过程中施加歪了,从而达到更好的矫正效果,在转向架横梁组成的矫正中,利用机械和火焰综合加热的方式,相比于机械矫正、加热矫正的单独运用效果更为明显适用.

6结束语

对于输油管道的焊接变形问题,我们应在消除其焊接应力的基础上,才能有效防止管道的焊接变形,采用多种不同的科学和理的手段,针对不同的管道构件情况运用不同适合于其的手段,扬长避短,保证管道在石油运输上的安全问题.