[发明专利]一种无缝钢管的环缝对接焊方法

说明书

本发明公开一种无缝钢管的环缝对接焊方法，包括：对待焊接的无缝钢管焊口进行U型坡口加工；采用自动钨极惰性气体保护焊枪进行坡口内壁的自熔焊接，根据焊工远程观测或采取焊缝跟踪以及弧压跟踪实时调整焊枪的位姿；采用熔化极气体保护焊枪在管道外壁的坡口内进行填充和盖面焊接。可以同时执行所述“内壁自熔打底焊”和所述“外壁坡口填充焊”步骤，也可以当坡口内壁的自熔焊接全部结束后，再进行“外壁坡口填充焊”步骤。

技术领域

本发明涉及一种关于无缝钢管的环缝对接焊方法，尤其涉及一种深远海油气资源开采用钢悬链立管铺管施工中的环缝对接焊方法。

背景技术

钢悬链立管铺管技术以其制造工艺相对简单、成本较低等优点获得了深水开发的青睐。但复杂的海洋环境和不断增长的生产需求为深水钢悬链立管的设计和制造提出了更多的挑战。随着水深的增加和立管长度的增长，海洋环境更加恶劣，水下涡激震荡的产生会导致与水流和圆柱体轴线方向互相垂直处的剧烈震动，同时钢悬链立管通过接头与平台连接时也会成倍加大交变载荷的作用，长期处于这种状态的立管会由于运作时间较频繁致使寿命缩短，进而造成疲劳破坏。单面焊钢悬链立管焊接接头处由于存在较大的组织、性能不均匀性和接头轮廓的不连续性等问题往往会成为钢悬链立管的薄弱环节。

为此，需要解决现有钢悬链立管的施工工艺因为内壁成形不良和未焊透缺陷多等导致的返修和割掉重焊等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种利用钨极惰性气体保护焊对管道内壁坡口进行自熔焊接和熔化极气体保护焊在管道外壁的坡口内进行填充和盖面焊接的方法。

一种无缝钢管的环缝对接焊方法，包括：

坡口加工：对待焊接的无缝钢管焊口进行坡口加工，加工成U型；所述U型坡口设置在管道端部对应的焊接处，所述U型坡口的钝边厚度为1.5-4.0mm；

内壁自熔打底焊：采用自动钨极惰性气体保护焊枪进行坡口内壁的自熔焊接，所述熔深范围为1.2-3.0mm；

外壁坡口填充焊：采用熔化极气体保护焊枪在管道外壁的坡口内进行填充和盖面焊接。

至此，管道的内外焊接步骤完成。

进一步的，在自熔焊接时，通入的保护气体选自氩气、氦气或者氦氩混合气。

进一步的，在自熔焊接时，自动钨极惰性气体保护焊枪根据焊工远程观测或采取焊缝跟踪以及弧压跟踪实时调整位姿，保证内壁焊缝圆滑过渡；

进一步，所述“焊缝跟踪以及弧压跟踪”是指使用工业相机或者线结构光视觉跟踪所述坡口内壁形貌，同时利用弧压传感器监测所述自动钨极惰性气体保护焊枪距离所述坡口内壁的高度，当监测到存在U型坡口的窄间隙、错边尺寸变化时，将存在的变化反馈给焊工/自动焊系统，修正焊枪位姿，所述修改焊枪位姿进一步指调整焊枪摆动时间/停留时间。

进一步的，同步执行所述“内壁坡口自熔焊”和所述“外壁坡口填充焊”步骤，其中焊接坡口外壁的第一道焊道与坡口内壁的自熔焊接存在2-15cm位移差，且自动钨极惰性气体保护焊枪在前，熔化极气体保护焊枪在后。

可选的，在当坡口内壁的自熔焊接全部结束后，再进行“外壁坡口填充焊”步骤。

进一步的，所述环缝对接焊方法用于深远海油气资源开采中的钢悬链立管铺管施工。

可选的，所述环缝对接焊方法用于石油、天然气和石化工业中的高质量无缝金属管结构，包括高强度管路、钢悬链线立管和张力腿。

与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：