西气东输二线海底管道半自动焊焊接工艺

海洋天然气输送管线工程建设的焊接技术实践与工程进展


概述

西气东输二线工程作为中国引进境外天然气资源的里程碑工程，项目主干线横跨中国15省区，终极点为香港，全长超过9102km。工程涵盖主干线和八条分支线，其中包括位于香港的21km长、直径813mm、设计压力为7MPa、年输气量达到60亿立方米的海底管线，该管线是目前我国源头最大的海底式天然气管线，同时也是施工难度极高的一项工程项目。面对复杂地形及高标准质量要求，中国石油管道建设者采用STT根焊技术配合自保护药芯焊丝半自动焊工艺，实现焊接质量的优化与效率的提升，为项目的顺利投运提供了坚实支撑。

焊接方法选择与技术创新




STT根焊特性

STT技术，即表面张力过渡技术，是一种由林肯电气公司研发的熔化极气体保护焊接工艺。相较于传统恒压气体保护焊机，STT焊机无需电压控制旋钮，而是通过电流控制调整热输入，确保在不影响送丝速度的同时，保持在电极干伸长方面的稳定性，以维持稳定的热输入。

自保护药芯焊丝半自动焊优势

自保护药芯焊丝半自动焊是一种在长输管道建设中的常规应用技术，相较于传统焊条电弧焊，其优点包括：

1. 出色的抗风能力和自动化焊丝送进，即使在风速≤8m/s的条件下，也能高效进行野外施工作业。

2. 减少焊接接头缺陷，提高焊接连续性和稳定性。

3. 提高工作效率，焊接速度快，能耗低，相比于传统焊条电弧焊能节约约60%的电能。

4. 优良的脱渣性能和清渣效率，缩短了清渣时间，提升了施工效率。


5. 焊缝外形美观，具有较强抗气孔和裂纹能力，确保焊接质量。


焊接工艺规程设计与实施


焊接电源

根焊：采用美国林肯公司的Invertec STT Ⅱ型焊接电源、LN—23P送丝机，以CO₂作为保护气体。

填充、盖面：则选用美国林肯的DC—400恒流恒压直流电源，匹配相应的送丝机。


母材与焊材匹配

母材：西气东输二线香港支线所使用的管线钢材，钢级为API Spec5L X65，具有473MPa屈服强度、581MPa抗拉强度、29%的延伸率及其他优良机械性能。

焊材：根焊采用Fabshield的ER70S—G焊丝，直径1.2mm；填充、盖面选用Fabshield的E71T8—Ni1J焊丝，直径2.0mm。

焊接接头形式与准备工序


接头形式达到满足工程要求的标准，包括坡口形式与焊道示意图的精准设计。


焊前准备包括预热处理、坡口组装、接头清理和必要的环境防护措施。


工艺要求与程序控制

焊接过程中需确保层间温度在100~200℃之间，不同位置的焊丝干伸长度合理控制（根焊10~15mm，填充、盖面15~25mm），严格规范相邻焊道的起弧与收弧位置。

焊接参数的统一表征了工艺的精确控制，为高效且符合规范的操作提供了依据。


焊接后续的检测与质量确保

通过严格按照国际标准DNVOSF101的NDT试验和力学性能试验，验证焊接接头质量，确保了焊接过程的可靠性及质量指标的符合性。包括水冷处理后的裂纹检测、拉伸试验、弯曲与刻槽试验、冲击试验与硬度测试，及CTOD试样的检测均达到规范要求。

工程进展与质量坚守

通过坚守“环保优先、安全第一、质量至上、以人为本”的理念，中国石油管道建设者攻坚克难，优化焊接工艺流程，在保证工程质量的同时大幅提升工作效率。其显著成果为：一次性合格率高达99.2%，有效确保了“零事故、零伤害、零污染、依法合规”的目标实现，标志着该项目建成质量优异、技术领先的国际一流工程，为香港人民带来绿色与生态文明的福祉。