高颈法兰也被称为长颈法兰和颈法兰。它是一种盘形零件，主要用于实现管道与管道的连接。它已广泛用于石化，城市供水和电力系统。特别是近年来，随着国家电网特高压输电线路工程的规划建设，对特高压钢管塔的需求急剧增加。高颈法兰作为一种新型钢管塔法兰连接已被证明具有一定的先进性和可靠性，对提高钢管塔的生产率和产品质量起着至关重要的作用

1 焊接方法

       超高压高颈对焊法兰和钢管的环向焊接方法有手动气焊和自动摆动气焊两种。基于上述两种焊接方法，一些超高压钢管塔生产厂家根据焊接工艺特点、生产工艺和构件形状，研制了内、外埋弧焊环焊专用设备，实现了高颈对焊法兰和钢管的环向焊接。该工艺采用埋弧焊对工件进行双面熔透焊，在焊接过程中不需要进行根清洗处理。在保证焊接质量的前提下，最大限度地提高了焊接效率。已经实现了最小直径约300mm的埋弧焊双面焊接。随着高颈对接焊法兰的不断生产，焊接方法和焊接技术不断改进。根据实际工件的规格和尺寸，合理选择手动气体保护焊、自动摆动气体保护焊或埋弧焊等焊接方案。

2 坡口设计

       (1)UHP钢管塔高颈法兰及钢管的坡口应根据其相应的焊接工艺要求设置，并预留一定的焊缝间隙，以保证对接焊缝能充分穿透，保证一定的钝边防止根烧。埋弧焊的对口间隙可预留0～1 mm，钝边应≥7 mm。埋弧焊的对口间隙可预留0～1 mm， 钝边应≥7 mm。

       (2)坡口加工图如图所示。

                薄壁管V形坡口

             I形坡口

            Y形坡口a

            Y形坡口b

3.特高压高颈法兰焊接基本规定

3.1 焊接材料

       焊接材料的选择应确保焊缝的强度，韧性和可塑性与母材的性能相匹配。特高压法兰材质一般为Q345B钢，气体保护焊 （GMAW）可选用ER50－X焊丝。若使用特殊钢材和焊接方法，需按照GB 50661—2011标准执行。

3.2 焊接工艺评定

       制造单位焊接施工前应按照GB 50661—2011和DL/T 868—2004相关要求进行焊接工艺评定，并编制焊接工艺规程。

3.3 焊缝等级

       特高压高颈法兰与钢管的环向对接焊缝应满足一级焊缝的要求。

3.4 焊接工艺

       3.4.1 定位焊

　　       (1)法兰管件定位焊焊接必须由持相应资格证书的焊工进行施焊。

             (2)定位焊附近的母材表面和侧面应均匀光滑，应无毛刺，裂缝，结垢，生锈，油脂，水等杂质。

             (3)定位焊焊缝厚度不应小于3 mm，且不超过设计焊缝高度的2/3，长度不应小于40 mm，其间距宜为200～300 mm。定位焊点一般不少于3点，且应均匀分布。

      3.4.2 焊接环境

　　       (1)气保焊时风速 2 m/s。

              (2)空气相对湿度 80%。

              (3)焊件表面需保持干燥。

              (4)焊接环境zui好处于常温状态，≥ 0℃。

       3.4.3 预热和道间温度控制

　　       (1)、预热温度和道间温度应根据钢材的化学成分、接头的拘束状态、热输入大小、熔敷金属含氢量水平及所采用的焊接方法等因素综合考虑确定或进行焊接试验以确定实际工程结构施焊时的最低预热温度。

　　       (2)焊接过程中zui低道间温度≥预热温度，zui高道间温度≤ 230℃。

3.4.4 焊缝宽度

       焊缝zui大宽度Bmax和zui小宽度Bmin的差值在任意50mm焊缝长度范围内偏差值不大于4.0mm整个焊缝长度范围内偏差值不大于5.0mm。焊缝宽度应符合下表的要求，焊缝示意图见图。

            焊缝宽度

           注：表中 b为装配间隙， 应符合 GB/T 985.1—2008， GB/T 985.2—2008 标准要求的实际装配值；g为坡口面宽度。

            i槽对焊接缝图

            非I型槽对接焊缝

4 结论

       目前，高颈锻造法兰的生产工艺已逐步成熟，整体质量较好。焊缝整体合格率98%。关键质量能满足钢管塔生产的技术要求，但该工艺仍需进一步固化。