1.概述
X70管線鋼是國內一種微合金控軋鋼，目前在國內外長輸管線工程中廣泛應用，X70管線鋼焊接工藝目前也比較成熟。大慶油田承攬的伊拉克布茲干原油外輸管道工程中，站外工程包含X70管線。對于大口徑X70管線鋼焊接時一般多采用下向焊打底+自保護填充蓋面工藝，焊材選擇遵循等強匹配原則。但鑒于國外施工眾多不便及現場情況，擬采用氬弧焊打底+焊條電弧焊填充蓋面工藝。
為此本文主要以φ813mm×14.3mm的X70M管線鋼為例，針對X70M鋼母材的特性，進行焊接性分析及低強匹配焊材選取，并制定了詳細的焊接工藝。
2.X70管線鋼特點及焊接性
從冶金和軋制技術上講，X70管線鋼在生產過程中降低了碳含量，增加Mn、Cr等合金元素含量，適當添加Nb、V、Ti等微合金元素；通過控軋控冷技術獲得超細中溫轉變針狀鐵素體來達到性能設計要求。X70M管線鋼的化學成分如表1所示。生產廠家提供材質單中力學性能如表2所示。
按照國際焊接學會推薦的碳當量計算公式，X70管線鋼的碳當量約為0.40%。但標準要求控制在0.12%以下，隨含碳量降低及合金元素的增加，且X70管線鋼一般用于壓力較高的長輸管道中，焊接過程中有一定的裂紋傾向，因此焊前需要預熱。結合目前施工情況及技術數據，焊接施工時采用預熱溫度120℃。
3.焊接工藝制定
根據設計及施工實際，焊接時采用氬弧焊打底，焊條電弧焊填充蓋面，焊材選用ER70S—6焊絲，φ2.5mm；焊條E7018—1，φ3.2mm、φ4.0mm。
焊絲與焊條化學成分及力學性能如表3、表4所示。
由表1、表3可知，焊材成分滿足X70管線鋼的焊接化學成分匹配要求。
通過對焊接材料抗拉強度及屈服強度分析，母材的抗拉強度標準要求≥570MPa，而且實際測量管材的抗拉強度值遠遠高于焊材的實測值，管材抗拉強度較焊絲和焊條的抗拉強度分別高19.8%和29.2%，名義強度匹配系數分別為0.835和0.774。
根據以往焊接經驗及標準要求，焊材的選擇一般采用等強匹配原則和等化學成分原則，而不推薦采用低強匹配，為了驗證該工程選擇低匹配焊材工藝的可行性及正確性，進行焊接工藝試驗。
焊接時嚴格執(zhí)行擬定的焊接工藝，焊接參數如表5所示。采用氬弧焊進行打底，采用焊條電弧焊進行填充、蓋面。焊接過程中采用遠紅外測溫儀進行預熱溫度和層間溫度的檢測。預熱溫度為120~150℃，層間溫度≤200℃。焊接采用V形坡口，如附圖所示。
4.焊接檢測
對焊接完畢的試件進行外觀檢查，達到各項要求后進行無損檢測。對探傷合格的試件進行力學檢測，檢測標準執(zhí)行ASMEⅪ要求。為了驗證焊材選擇的可行性，試件數量均多于標準要求，檢測結果如表6所示。由表6可知，各項檢測結果均合格。
5.結語
上述焊接工藝試驗的成功完成，解決了海外管道施工工程的焊接工藝。該試驗結果的正確性，為X80、X90、X100管線鋼的焊接選材提供了一定的試驗及數據基礎。同時也為低匹配焊材的選擇提供了一定的依據，為低匹配焊材選擇時，焊材的抗拉強度的要求提供了一定的數據說明。
