大口径厚肉鋼管の溶接

大口径・厚肉（21mm以上）パイプラインの全自動溶接では、U字開先や複合開先が用いられることが多い。タイプ1開先や複合開先は加工に時間と労力がかかるため、パイプライン溶接の効率が制限される。V字開先は加工が簡単で、時間と労力を節約できる。しかし、大口径・厚肉パイプラインのV字開先を自動溶接する場合、接合工程パラメータを不適切に選択すると、溶接欠陥が発生する可能性がある。
パイプライン建設に使用される鋼管の強度グレードがX70やX80レベルに上昇し、パイプの直径と壁の厚さが増加するにつれて、2003年以降、自動溶接技術がパイプライン建設に徐々に適用され始めました。自動パイプライン溶接技術は、溶接効率が高く、労働強度が低く、溶接プロセスが人的要因の影響を受けにくいなどの利点があるため、大口径、厚肉のパイプライン建設への応用において大きな可能性を秘めています。
しかし、我が国の自動パイプライン溶接技術はまだ発展段階にあり、未融合ルート、未融合側壁、複雑な溝など、接合におけるいくつかの問題はまだ完全には解決されていません。大口径・厚肉パイプラインの自動溶接では、タイプ1の傾斜がよく使用されます。パイプまたは複合溝、パイプ端溝成形機などの支援設備はまだ成熟していないため、大口径・厚肉パイプの自動溶接技術を研究することは非常に有意義です。形状溝。
第二西東ガスパイプラインの中衛・京辺連絡ラインの全長は約345kmです。鋼管強度級の清建設工程公司は、CRC全自動溶接機を導入し、同連絡ライン1B区間の肉厚21.0mの管に使用されました。
溶接方法、装置、材料
溶接方法は、STTルート溶接＋CRC-F260自動溶接機を用いて、熱間溶接、充填、被覆を行います。溶接設備：リンカーンSTT溶接機、リンカーンDC-400、CRC-F260自動溶接機。シールドガス：STTルート溶接シールドガス100％CO2、全自動溶接シールドガス80％Ar＋20％CO2。
自動溶接では複合開先やプロファイル開先が一般的に使用され、プロファイル開先は肉厚の薄いパイプラインにも適用されます。共通の特徴は、開先内の隙間が小さいことです。東西ガスパイプライン第二号管の肉厚は21.0mm、Y字開先の上部幅は約22mです。この幅はCRC-P260溶接ガンの旋回限界に近いため、このタイプの開先は自動溶接にとって大きな課題です。自動溶接試験の溶接プロセスパラメータは、経験に基づいて決定されました。
上記のパラメータを用いて自動溶接試験を実施したところ、自動溶接では層間の溶融不足、側壁の溶融不足、気孔の密集、上面溶接部の高さ超過などの欠陥が発生しやすいことが判明しました。
テスト溶接工程では、電流が210〜235A、電圧が21〜23V、ワイヤ送給速度が420^480in/min、溶接速度が1215in/minのとき、F1、F2、F3溶接部にはほとんど層が現れず、隙間の溶融がなく、開先での溶融がなく、気孔が密集していることがわかりました。分析の結果、F1、F2、F3、3つの溶接部の開先幅が狭く、ガス保護が十分であるため、窒素穴は発生しません。開先幅が狭いため、溶接ガンの振り幅が小さく、振り周波数が高くなります。一定のワイヤ送給速度の条件下では、母材とフィラーメタルが完全に溶融しているため、混乱の確率は小さく、頭上溶接部の溶接補強は大きくありません。電流が200〜250A、電圧が18〜22V、ワイヤ送り速度が400〜500in / min、溶接速度が12〜16in / minの場合、テスト溶接中に、F4、F5、F6の垂直溶接位置に層間溶融と溝があることがわかりました。溶融していませんが、気孔はまだなく、頭上溶接部にはあまり強化がありません。層間溶融と溝溶融のない溶接シームは、溶接電流が220A未満、電圧が21V、ワイヤ送り速度が450 in / min未満、溶接速度が15in / minを超え、溶接ガンのスイング周波数が90回/ min未満の場合に発生し、ワイヤ送りを増加させます。速度、電流、電圧（溶接ワイヤの延長長さを調整）、溶接ガンのスイング振幅を大きくして、溶接ガンのより速いスイング周波数を選択し、垂直溶接部の溶接速度を制御します。 F4、F5、F6の検査後、層間の溶融不良は見られませんでした。開先は溶融していません。電流220～250A、電圧20～22V、ワイヤ送給速度450～500in/min、溶接速度1416in/minの条件で、カバー溶接部の溶融不良は見られませんでしたが、上向き溶接位置におけるカバー溶接部の高さ超過が基準を超えています。分析の結果、カバー溶接部の幅は約18^22mmで、CRC-P260溶接ガンの最大スイング範囲に近いことがわかりました。溶接シームが広く、溶接ガンのスイング振幅が大きく、スイング周波数が速いため、溶融池の存在時間が長く、溶接ガンの移動時に溶融池が露出します。プールには攪拌作用があり、重力、電磁力などの作用により、頭上溶接位置に堆積した金属がたわみ、頭上溶接位置の溶接補強が基準を超えてしまいます。
良好なカバー成形効果を確保するために、カバー溶接は、より小さな溶接速度を選択し、溶接ガンのスイング周波数を可能な限り低減して、カバー溶接部を薄く広くすることで、溶融池の存在時間を短縮し、Yu Gaoの地位を向上させることを目的としています。テスト溶接結果と分析に基づいて、第二西東ガスパイプラインのタイラインのSTTルート溶接+ CRC全自動充填およびキャッピングプロセスパラメータが最終的に決定されました。表3の溶接パラメータに従って溶接します。溶接部を検査し、気孔、亀裂、融合不足などの欠陥がないことを確認しました。溶接部の表面形状は良好で、マクロ組織は良好です。溶接部の機械的特性は、中国石油天然ガスパイプライン研究所の溶接技術センターによってテストされており、すべての指標が第二西東ガスパイプラインのタイライン接続の建設要件を満たしています。大口径厚肉（V溝）パイプへのSTTルート溶接+CRC-P260自動溶接の成功は、自動溶接技術の高品質、効率性、低労働強度という特徴を十分に反映しています。
上記のパラメータを用いて自動溶接試験を実施したところ、自動溶接では層間の溶融不足、側壁の溶融不足、気孔の密集、上面溶接部の高さ超過などの欠陥が発生しやすいことが判明しました。
テスト溶接工程では、電流210〜235A、電圧21〜23V、ワイヤ送給速度420^480in/min、溶接速度12215in/minの条件で、F1、F2、F3溶接部にはほとんど溶接痕がないことがわかりました。層間の溶融はなく、開先と密な気孔の溶融もありません。分析の結果、F1、F2、F3、3つの溶接部の開先幅が狭く、ガス保護が十分であるため、窒素穴は発生しません。開先幅が狭いため、溶接ガンの振り幅が小さく、振り周波数が高くなります。一定のワイヤ送給速度の条件下では、母材とフィラーメタルが完全に溶融しているため、混乱の確率は小さく、頭上溶接部の溶接補強は大きくありません。電流が200〜250A、電圧が18〜22V、ワイヤ送り速度が400〜500in / min、溶接速度が12〜16in / minのとき、テスト溶接中に、F4、F5、F6の垂直溶接位置で層間注入が見られ、溝は溶融していないが、まだ気孔がないことがわかりました。