0 引言

近年来，随着全球范围液化天然气（Liquified Natural Gas，LNG）消量的持续增长，对建造新LNG设施的需求也在不断增加。这些设施包括开采、运输、加工、储存及输送设备等，它们的服役温度、工作环境和力学性能不尽相同，故需要各种不同的合金及焊接材料［1］。

笔者依托某地处极寒区（年均最低温度为－50℃）液化天然气（LNG）项目，开发了ASTM A333 Gr6/A350 GrLF2的埋弧焊（SAW）焊接工艺。该LNG项目周期长，低温碳钢数量大、规格多，埋弧焊（SAW）由于其高焊接质量、高焊接效率的特点，在大管径、大壁厚管线系统的焊接中占据着绝对优势地位，尤其对工期紧张阶段和在以往项目应用广泛的半自动药芯焊丝气保护焊（FCAW－G）使用受限时，开发高效的埋弧焊工艺显得更为紧迫。

楹联，又称“对联”或“对子”。它言简意深，对仗工整，平仄协调，是一字一音的中文语言独特的艺术形式。对联艺术是中华民族的文化瑰宝。从传统意义看，开设楹联的欣赏与写作这一课程，可以领略母语声韵之美，培养和提高学生的高度的概括能力。从新课程纲要看符合全面提高学生的素养，加强学科和社会之间的联系，为学生的个性发展提供空间的要求，符合中学生语文核心素养中传承传统文化素养的要求。

1 焊接工艺设计

1.1 母材

基于规格书和ASMEⅨ标准进行焊接工艺方案设计，为保证项目上母材的评定范围覆盖全面，焊接工艺开发母材为低温碳钢管ASTM A333 Gr6、管件ASTM A350 GrLF2，考虑到工程项目中实际管径及厚度范围的评定影响因素，母材选用规格为φ355.6 mm ×15.09 mm（S1） ， φ610 mm ×38.89 mm（S2）的管材， 钢管碳当量 w（C）eq＝0.39%～0.41%， 管件碳当量 w（C）eq＝0.43%， 焊接性良好。母材化学成分与力学性能分别见表1，表2。

 

表1 ASTM A333 Gr6，A350 GrLF2的化学成分（质量分数）（%）

  

试验母材 C Si Mn Ni Mo P S ASTM A333 Gr6（S1） 0.12 0.22 1.28 0.12 0.04 0.014 0.001 ASTM A333 Gr6（S2） 0.17 0.29 1.06 0.07 0.02 0.010 0.002 ASTM A350 GrLF2（S1， S2） 0.19 0.22 1.23 0.06 0.001 0.014 0.007试验母材 Cu Cr Ti N V B —ASTM A333 Gr6（S1） 0.14 0.14 0.002 0.072 0.007 0.001 —ASTM A333 Gr6（S2） 0.120 0.11 0.002 — 0.007 0.000 3 —ASTM A350 GrLF2（S1， S2） 0.01 0.13 — — 0.001 — —

 

表2 ASTM A333 Gr6，A350 GrLF2的力学性能

  

母材 屈服强度/MPa抗拉强度/MPa断后伸长率（%）ASTM A333 Gr6（S1） 377 532 27 ASTM A333 Gr6（S2） 335 502 35 ASTM A350 GrLF2（S1， S2） 406 579 32

1.2 焊接方法与焊接材料

焊评用管S1，S2分别采用机加工制备单面V形60°坡口、满足ASME B31.3的单面复合坡口，根部间隙2～4 mm， 钝边 1～2 mm，焊接位置 5G＋1G（5G焊接方向立向上）。

（6）焊接中段 进行埋弧焊前，要保证氩弧焊至少焊接3层熔敷金属，否则焊缝易开裂或在埋弧焊过程中易烧穿。焊接时尽量一次性完成焊接工作量，若中断焊接，至少应保证完成接头1/3厚度熔敷金属，同时焊头要缓冷，再次开始焊接前要进行MT检测。

（4）脱渣 焊接过程中采用多层多道焊，焊缝不宜过宽，否则会影响焊缝成形，会使热输入过大，影响接头性能；同时，多层多道焊会使焊缝冷却加快，有利于熔渣与焊缝剥离，这对大壁厚管焊接显得尤为重要。

 

表3 氩弧焊/埋弧焊焊丝的化学成分（质量分数）（%）

  

焊接材料直径/mm C Mn Si S P Mo Ni B Ti Cu氩弧焊丝 2.4 0.05 1.07 0.32 0.006 0.005 0.15 0.80 ≤0.005 ≤0.1 0.11埋弧焊丝 2.4 0.07 1.09 0.47 0.004 0.006 0.006 1.02 0.000 34 0.054 0.11

1.3 焊接工艺参数

（3）焊剂颗粒度、焊剂层厚度 焊剂的颗粒度要合适，焊接过程中既要使其具有一定的透气性，又要保证不透出连续弧光，避免空气污染熔池形成气孔。焊接电流800 A以下时，焊剂颗粒度2.5～0.45 mm，且要用粗、细2种筛子过滤，焊剂颗粒度过大或过小都会引起焊缝表面出现凹坑或压痕。在保证脱渣性时，需要注意控制焊剂层厚度，过薄的焊剂层会造成熔池覆盖不到位，熔池可能会受到污染；过厚的焊剂层会造成气体逸出困难，焊缝易出现压痕等，严重的甚至还会有凹坑，对焊缝层间处理增加难度。

 

表4 氩弧焊/埋弧焊典型的焊接工艺参数

  

热输入/（kJ·mm-1）封底层 GTAW DC（－） 115～135 11～12 35～90 15～18 ≤1.6填充层 GTAW DC（－） 140～190 11～12 35～90 15～18 ≤1.6填充层 SAW DC（＋） 310～490 21～24 490～750 — ≤2.2盖面层 SAW DC（＋） 380～460 22～24 150～180 — ≤1.7焊层 焊接方法电流极性焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/（mm·min-1）保护气流量/（L·min-1）

1.4 工艺开发要点分析

（5）焊剂回收 焊剂回收要保证彻底去除杂质、焊渣与含碳物等，再次使用前要按照1∶2与新焊剂均匀混合，且同初始焊剂要求一致，要在使用前保证至少30℃恒温保存。

（2）埋弧焊焊丝偏移量 埋弧焊接时，要注意焊丝偏移量，这对焊缝成形和后续的熔渣脱渣性会有影响，焊丝偏移量与焊缝成形关系的示意图如图1所示。管体环缝焊接时，相对于纵缝或其他位置焊接，熔化的液态金属易于流淌，同时，由于管体的转动，为了保证焊接的连续性，脱渣性好坏显得更为重要。图1b焊丝偏移量d较小，焊接时更容易发生烧穿，图1c焊丝偏移量d较大，易造成熔渣与母材粘合过于紧密，脱渣困难。对于管外径≤1 000 mm，推荐d＝3～4 cm。在保证焊丝偏移量d的同时，操作时也要注意焊丝尽量垂直于工件表面，否则引弧操作会受到影响，焊缝成形也会变差。

  

图1 焊丝偏移量d与焊缝成形关系示意图

焊接过程中严格控制热输入，S1，S2焊前预热温度分别为50，95℃，焊接过程中严格控制层间温度≤220℃；氩弧焊接时保护气流量为15～18 L/min，φ（Ar）99.99%，氩弧焊焊枪喷嘴尺寸为8 mm。焊接前，坡口区域两侧、管内外壁25 mm范围内需打磨干净，应使打磨区域有光滑度、露出金属光泽。当焊评区域风速超过3 m/s时，就要采取防风措施；在环境相对湿度大于80%时，不得施焊。典型的焊接工艺参数见表4。

焊接工艺评定试验依据ASMEⅨ及ASME B31.3标准 ［3－4］开展，各项性能试验按照标准及业主的规格书进行验收，焊接接头主要力学性能试验结果见表5。从表5可知，焊接接头的抗拉强度高于母材抗拉强度415 MPa下限，接头的拉伸性能符合标准要求；侧弯试样弯曲180°，未见裂纹等缺陷，表明焊接接头具有良好的塑性；焊缝及热影响区低温冲击试验的结果符合项目规格书冲击吸收功≥27 J的要求，焊接接头在－50℃低温的条件下具有优异的冲击韧性。

隆化县地处山区，区位、资源不占优势，县级可用财力较少。近年来，隆化县致力于补齐农村发展短板，不断加大投入力度，全县农村基础设施配套有较大改善。但由于底子薄、基础差，水、电、路、讯等基础设施历史欠账较多，支出缺口较大，财政收支矛盾相对突出。虽然财政支出向脱贫攻坚倾斜较大，但资金保障仍显不足。产业发展是金融扶贫的着力点，隆化县龙头企业和合作社普遍规模较小、产业链条较短、产品附加值不高，产业发展处于起步阶段，尚未形成示范效应和品牌效应，对于贫困户的带动能力有限。

（1）氩弧焊丝封底/填充 由于本焊接工艺开发用于－50℃低温环境，故氩弧焊丝TG－S1N化学成分中w（Ni）0.80%，Ni是提高焊缝金属低温缺口韧性最重要的合金元素之一，同时其会影响熔池发黏、流动性不如常规低温碳钢用焊材，5G位置6点钟位置焊接时，受重力影响，极易引发穿丝、未熔合与焊道塌陷，影响焊缝成形。笔者对管5G位置氩弧焊的操作要点进行了研究［2］。

焊接方法为手工钨极氩弧焊（GTAW）＋埋弧焊（SAW）。为了保证在－50℃下的低温韧性，氩弧焊丝选用某品牌产品TG－S1N（ER 70S－G）进行封底和填充焊接，封底焊道要求单面焊双面成形；埋弧焊丝选用某品牌产品PREMIER WELD Ni1K（F7P8 E Ni1K－Ni1）进行填充焊和盖面焊。焊接材料对应的主要化学成分见表3。

2 焊接工艺评定试验与结果分析

②工程耐久性。治理工程应该具备一定的耐久抗老化功能，耐水耐气侵蚀，避免治理工程实施后进行重复性维修工作。

 

表5 焊接接头主要力学性能试验结果

  

注1：编号7，8，9，10，11分别代表焊缝、熔合线、熔合线＋2 mm位置。注2：拉伸试样断裂位置为母材侧。注3：全部面弯试样未出现裂纹等缺陷。

 

试验件拉伸试验 弯曲试验 －5 0℃时夏比V形冲击试验（注1）试样编号抗拉强度（注 2）/M P a试样编号 弯曲1 8 0° 试样编号 冲击吸收功/J B 1 5 2 8 B 3/B 4合格（注 3）S 1 B 7 1 0 4， 1 4 4， 6 1 B 2 5 2 6 B 5/B 6 B 8； B 9 2 0 2， 2 1 2， 2 0 4；1 7 4， 1 6 7， 1 7 6— — — — B 1 0； B 1 1 1 8 0， 1 4 1， 1 3 6；7 8， 8 8， 1 1 6 H 1 4 8 8 H 3/H 4合格（注 3）S 2 H 7 2 2 9， 2 0 4， 2 2 4 H 2 4 8 7 H 5/H 6 H 8； H 9 2 1 4， 1 7 0， 2 3 2；1 1 2， 1 1 8， 1 2 0— — — — H 1 0； H 1 1 1 7 6， 1 7 4， 2 3 6；1 3 0， 1 6 4， 1 5 4

3 结论

（1）埋弧焊（SAW）焊接接头具备优异的低温韧性和力学性能，埋弧焊对管径355.6 mm，壁厚15.09 mm及以上的大管径大壁厚低温碳钢是一种高质、高效焊接方法。

由于必须保证总能为高优先级数据报文提供足够的带宽（和缓冲区空间）。标准以太网目前还无法做到这一点。由于传统的以太网没有足够的带宽预留功能，自动化领域的专家从2000年就开始着手开发自己的以太网版本。然而，他们选取的开发路径各不相同。以下方法各有特色：

（2）正确选择焊材且充分掌握焊材特性，是焊接工艺开发成功的关键点。

（3）严格执行焊接工艺参数，掌握埋弧焊丝偏移量，控制好焊剂厚度、颗粒度与焊剂回收，是获得良好焊缝成形与脱渣的保障。

收集福建省立医院2017年1月—2018年5月收治的22例MM患者的病理资料。其中男性13例，女性9例；中位年龄62岁（年龄范围：50～75岁）；其中12例为初治患者，10例为含BTZ方案治疗后复发的患者。MM诊断和临床分期参照2017年中国专家共识标准[1]，入组患者染色体核型分析结果显示为正常核型，排除难治性骨髓瘤患者及合并其他肿瘤患者。骨髓穿刺术抽取MM患者骨髓，采用FCM法分选骨髓瘤细胞（CD38＋/CD138＋浆细胞），同时留存其详细临床资料。所有临床检验样本的采集均经受检者知情同意，并获得医院伦理学委员会批准。

参考文献：

［1］Graham，Holloway，Adam，et al.液化天然气（LNG） 用超低温不锈钢的焊接及焊接材料［J］.金属加工：热加工，2005（8）：35-40.

［2］吕志军，温志刚，靳伟亮，等.极寒区液化天然气A333 Gr6低温管线氩弧焊焊接工艺［J］.焊接技术， 2017， 46（4）： 32-34.

［3］American Society of Mechanical Engineers.ASME Boiler＆ Pressure Vessel Code Section Ⅸ Welding and Brazing Qualifications［S］.2010.

［4］American Society of Mechanical Engineers.ASME Code for Pressure Piping， B31.3［S］.2010.