如何提高石油天然氣管道焊接技術(shù)

裴運濤

中國石油天然氣管道局第一工程分公司

如何提高石油天然氣管道焊接技術(shù)

裴運濤

中國石油天然氣管道局第一工程分公司

目前，石油天然氣行業(yè)蓬勃發(fā)展，石油天然氣需求量的增長加快了其開采和儲運，因此，為了保障石油天然氣資源的安全儲運，對石油天然氣的管道建設(shè)質(zhì)量提出更高要求，焊接作為管道建設(shè)中的重要工序，其技術(shù)水平的提高尤為重要。由于石油天然氣具有易燃、易爆等特點，因此必須提高管道焊接技術(shù)水平，優(yōu)化輸送環(huán)境，從而為我國社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強有力的能源基礎(chǔ)。

如何提高；石油天然氣；管道；焊接技術(shù)

引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速增長及油氣行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，石油天然氣管道建設(shè)規(guī)模越來越大，這極大地滿足了我國的油氣儲運需求，但同時也引發(fā)了一些問題。管道運輸雖然是目前最常用的石油和天然氣運輸方式，但其對管道質(zhì)量的要求很高，因為一旦管道因質(zhì)量問題而發(fā)生了泄漏，將可能會引起火災(zāi)、爆炸等重大事故，從而對國家和人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大損失。所以，必須要重視石油天然氣管道質(zhì)量問題，尤其是對石油天然氣管道質(zhì)量影響最大的焊接施工的質(zhì)量。

1、石油天然氣管道焊接技術(shù)

1.1 手工焊條下向焊

①混合型手工下向焊。此焊接方式在長輸管道的現(xiàn)場組焊時主要采用纖維型焊條和低氫型焊條進(jìn)行焊接，纖維型焊條用于打底焊、熱焊；低氫型焊條用于填充焊、蓋面焊接。混合型手工下向焊接方式主要用于鋼管材質(zhì)級別較高、焊接接頭韌性要求較高、輸送介質(zhì)硫含量較高以及處于嚴(yán)寒環(huán)境里的管道焊接。②全纖維素手工下向焊。此焊接方式在管道現(xiàn)場組焊時采用纖維型焊條進(jìn)行根焊、熱焊、填充焊及蓋面焊，其中根焊時要求采用單面焊雙面形式。全纖維素手工下向焊主要焊接材質(zhì)等級較低的薄壁大口徑管道，是天然氣管道常用的一種焊接方法。

1.2 半自動焊焊接技術(shù)

①自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊。此焊接方式是填充焊與蓋面焊廣泛使用的方法之一，其具有全位置成型好、環(huán)境適應(yīng)能力強、工藝性能好、合格率高以及成本較低等優(yōu)點，焊接工藝簡單對焊接人員要求較低，是戶外場所焊接作業(yè)的首選方式。②CO2活性氣體保護(hù)焊。傳統(tǒng)的短路過渡CO2焊在焊接作業(yè)時焊接飛濺大、控制熔深與成型的缺陷，因此，需要一種新型的焊接技術(shù)來解決此問題。CO2活性氣體保護(hù)焊中的STT半自動焊接方式通過控制精確的峰值和基值電壓及電流使溶滴更易于過渡成型，焊接時的穩(wěn)定性較高，能夠有效解決大口徑管道根部環(huán)節(jié)單面焊雙面成型和飛濺問題，主要應(yīng)用于全位置單面焊雙面成形的打底焊。CO2活性氣體保護(hù)焊降低了焊接作業(yè)過程的飛濺，焊接過程較為穩(wěn)定使焊縫成形變得較為簡便，具有高效、優(yōu)質(zhì)、勞動強度低、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢，從而廣泛應(yīng)用于石油天然氣管道的焊接作業(yè)中。

2、石油天然氣管道焊接質(zhì)量控制

2.1 焊接環(huán)境控制

環(huán)境是影響焊接質(zhì)量的主要因素，焊接的過程中，必須保持環(huán)境溫濕度的平衡，使其符合焊接工藝的操作環(huán)境和規(guī)范的要求。惡劣環(huán)境下，加強防風(fēng)、防雨的各項措施，結(jié)合焊接工藝特點，合理選用焊接材料和焊接方法，如：風(fēng)速較大時，應(yīng)盡量避選用熔化極氣體保護(hù)焊；對焊接位置環(huán)境較差的固定口，應(yīng)選擇全位置的焊接材料；在滿足性能的條件下，對受力不大、焊接部位難以清理的焊接部位，宜選用對鐵銹、氧化皮和油污不敏感的酸性焊條進(jìn)行施焊。

2.2 管道焊接工藝過程控制

建立焊接工藝指導(dǎo)性文件，焊接作業(yè)前對全體作業(yè)人員進(jìn)行交底培訓(xùn)，檢查特種作業(yè)人員的資質(zhì)等級和焊接范圍，明確焊工的施焊部位、材質(zhì)和焊接方法。無特殊情況，工藝管道焊接宜采用氬電聯(lián)焊的方式，焊接工序、焊接層數(shù)及各項工藝參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝文件的要求。針對鉻鉬合金鋼、抗氫抗硫鋼和部分奧氏體不銹鋼等特殊材質(zhì)的管道，應(yīng)側(cè)重檢查焊前預(yù)熱、充氬保護(hù)和焊后緩冷等工藝措施的落實情況，確保預(yù)熱和后熱溫度，氬氣純度、空氣隔離措施等符合要求。嚴(yán)格執(zhí)行焊后熱處理工序，結(jié)合設(shè)計文件和規(guī)范要求，按材質(zhì)的特性確定熱處理的升溫速度、峰值溫度和恒溫時間等重要參數(shù)，涉及熱后裂紋傾向的材質(zhì)，應(yīng)增加熱處理后的射線檢測工序，確保管道的焊接質(zhì)量。加強焊接材料的管理，檢驗焊材的烘干、存放和保溫措施，認(rèn)真核對焊材的材質(zhì)和質(zhì)量證明文件，確認(rèn)其滿足焊接工藝和技術(shù)規(guī)范要求。

2.3 焊接完成后檢驗控制

焊接后，對焊縫進(jìn)行外觀檢查，合格后，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求對管道焊口進(jìn)行無損檢測，RT檢測比例應(yīng)符合要求。部分因位置或其它原因難以進(jìn)行RT檢測的焊口，可采用UT檢測代替。動火連頭焊口需進(jìn)行100%RT和100%UT檢測。不合格焊口，需要進(jìn)行返修，并做好施工記錄。

2.4 特殊位置焊接管理

在實際施工中，管道焊接中的重要位置：如三通型焊口、計量孔板焊口、承插焊口、凸臺焊口、固定焊口等，都是主要的質(zhì)量控制點，容易出現(xiàn)未焊透、未融合等缺陷問題。施工作業(yè)前應(yīng)制定有針對性的質(zhì)量檢驗計劃，設(shè)置焊接前的坡口檢查工序，配合無損檢測手段，加強薄弱環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。(5)低溫環(huán)境下的施工注意事項。①焊前預(yù)熱：氣溫較低時，為避免出現(xiàn)冷裂紋等缺陷和應(yīng)力集中現(xiàn)象，采用焊前預(yù)熱方法，預(yù)熱溫度100～130℃，預(yù)熱寬度大于等于100mm。②層間溫度：在焊接過程中，根焊后3min內(nèi)開始進(jìn)行填充蓋面，始終保持層間溫度在80℃以上，若不能及時進(jìn)行填充蓋面，施焊前需對已冷卻的焊道進(jìn)行預(yù)熱，保證焊縫受熱均勻。

結(jié)束語

總的來說，石油天然氣管道的焊接技術(shù)水平對石油天然氣行業(yè)的發(fā)展速度和效率有著直接的影響，因此，在國內(nèi)外市場競爭日益激烈的現(xiàn)在，必須提高石油天然氣管道焊接的技術(shù)水平，保障管網(wǎng)的安全運行，促進(jìn)石油天然氣行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步增強我國石油天然氣資源的儲運能力，從而為提升我國的綜合實力及國際市場的競爭力奠定堅實的基礎(chǔ)。

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