摘要：本文主要介绍了天然气净化液化处理装置（简称LNG 工程）低温管道的焊接工艺。通过对施工中低温管道焊接易产生的问题进行分析 选出低温管道焊接的最佳工艺，并研究了几种焊道背面冲氩的方法。此工艺方法通过生产实践证明能很好的保证低温管道焊缝及热影响区具有较高的低温性能。
关键词：工况不锈钢；焊接；低温
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1 前言
2000 年7 月，我参加了总公司承揽的投资1 亿多元的天然气净化液化处理工程（简称LNG 工程），该工程是石化集团的重点工程，其装置是国内首座低温LNG 商用实验站，是目前国内生产规模最大的LNG 装置，最低设计温度一162 ℃ ，装置建成后由于介质系液化天然气，与空分行业的制氮、制氧工业相比具有易燃、易爆特点，在系统安全性上要求很高，低温管道主要采用0Cr18Ni9，不锈钢材料。我在实践过程中，为保证焊道及焊接热影响区具有较高的低温冲击韧性，加强了对焊接的分析研究，对低温工况不锈钢管道的焊接积累了一点经验，现浅谈一下自己的一点认识。
2、0Cr18Ni9的焊接要求
0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A)加3-5 ％铁素体（F ）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：
① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。
② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。
③ 由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。
3、焊接工艺方案
3.1 焊接方法
对于壁厚3.5-5mm、DN15-DN150 的不锈钢管焊口，采用钨极氩弧焊打底、填充、盖面对于￠356*6的放空线，采用TGF 一308L氢弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面。
3.2 焊接材料
HooCr21Ni10、TGF-308L（用于死口打底焊接及DN350管线打底焊接）、A137 焊条（用于DN35o 管线填充、盖面）。
3.3 冷却速度控制
每焊接1 / 4焊口进行一次水淬处理，层间温度≦60C 。
4、生产中出现的问题与解决方法
4.1 不锈钢氩弧焊打底内表面氧化问题的解决方法，采用的是如下几种：
A ．直接封堵法
焊接前用封堵物（如绵纱），焊后把封堵物取出，适用于小口径短管道的预制焊接。
B ．自制橡胶板胎具
适用于直管段预制，超过Φ100mm 的各种直径焊口。用胶带密封对口间隙，施焊时边焊边撕。
C ．水溶纸法
氩气由对口间隙处吹入，对口间隙用胶带密封，只留下焊接部位，边焊边撕。水冲洗后，纸溶入水中，管内没有残留物，适用于各种管口焊接。
4 . 2 上述方法的缺点
以上方法在预制时均可使用，且很方便。但在管线装配时，由于管线较长、弯曲较多，出现了大量死口焊接情况。若用前两种方法，堵塞物或胎具无法取出，为施工所不允许；水溶纸法在常规管道施工中可以应用，水冲洗后，水溶纸溶能除掉，但低温管道施焊后不允许水进入管道系统，且当管道直径超过300mm 后，氩气消耗量很大，保护效果并不理想，因此它的使用也受到限制。
4 . 3 解决对策
为解决上述缺点，决定采用日本油脂株式会社生产的TGF-308L药皮自保护氩弧焊丝。该焊丝与焊条类似，焊芯外涂有一层薄约0.5mm 厚的药皮。焊接时药皮溶为熔渣，一部分流到打底焊道背部，起到自保护作用，无需氢气内保护。焊接后焊道成形光滑平整，与普通焊丝焊接效果基本相同。尤其是当打底焊道出现焊接缺陷时，如磨开焊口返修，常规方法不能实现氢弧焊打底，而用此焊丝却可以实现。该焊丝另一优点是受风的影响小，焊工操作容易，且很少出现夹渣现象，是不锈钢现场焊接非常有前景的施工方法，也是低温管道缸弧焊打底必不可少的方法。
5 总结
通过以上问题解决，工程中的焊口合格率达到了98.5% ，提高了一次性合格率，保证了生产进度，节约了大量工时。且装置经受了-196 ℃ 液N2预冷，投产试运三个月，未出现任何焊接问题。由此可以证明，所采用的焊接工艺、焊接方法及对出现问题采取的措施都取得了满意的结果 为LNG 工程的顺利投产创造了条件。
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