长输管道的焊接技术及发展

张 萌

（西安石油大学，陕西西安 710000）

长输管道的焊接技术及发展

张 萌

（西安石油大学，陕西西安 710000）

传统管道建设过程中采用的传统焊接方法已经不能满足新时代的运输管道的质量要求，同时传统的焊接方法需要花费大量的时间，这直接导致建设管道的速度缓慢，不能满足管道事业发展的需要，也难以适应油气市场激烈的竞争要求。所以，加强对长输管道焊接技术的研究，提高焊接技术的水平，已经成为世界发展的需要。

长输管道；焊接技术；发展

1 长输管道焊接技术的特点

1.1 管道铺设的距离长、焊接场所的环境条件较为复杂

由于长输管道焊接场所的不固定、流动性强。整个管道建设的距离长，焊接位置会出现各种各样的地形、地质、气候，对焊接技术就有着各种不同的要求，所以针对各种不同的情况，所要采取的焊接技术也是不一样的，因此焊接要求对外界自然影响各种因素必须要有较强的适应性。

1.2 管道的高压值和厚壁管

由于长输管道自身的特性，它的口径比较大，压力值也比较高，而且输送介质多为易燃易爆产品，因此为了保证管道焊接的良好质量，所以对管道的管壁厚度要求就比较高，再加上油气本身的腐蚀性，为了保证油气等介质的安全运输，管道的管壁厚度就必须达到一定的程度，这种高厚度使得管道建设的过程中要想获得较高质量的焊接接头，应用先进的管道焊接技术至关重要。

2 长输管道焊接的特点及方法

2.1 长输管道焊接特点

（1）20世纪70年代前，手工电弧焊接法始终是管道建设焊接的主要方法，以手工为主的传统焊接法，不仅无法保证焊接质量他，同时焊接效率较低，因此无法满足现代长输管道建设需求。

（2）20世纪80年代开始，手工下向焊工艺被引入中国廊坊管道局，该工艺主要在欧美国家广泛应用，随后被广泛应用于我国各大相关企业当中，一定程度上提升了焊接质量。在质量统计时以焊缝延长米为基础，拥有高于95%的X射线一次合格率，和高于99.9%的超声波检查一次合格率。在这一过程中，传统手工焊接方法被彻底取代。

（3）20世纪90年代初，半自动自保焊设备及工艺被引入中国廊坊管道局，这一工艺源自美国。在有效展开工艺培训的基础上，突尼斯工程于1995年正式使用了这一工艺进行施工，而在接下来的各个管道工程中，该工艺也成为主要焊接技术得到充分应用。该技术的优势在于操作便捷、能够在4、5级风以下有效使用，无需气体保护等；其缺陷在于无法根焊。

（4）进口是自保护半自动焊焊材广泛应用的主要途径自1994年开始，管道局展开一系列实验，但是效果并不明显。据相关资料显示，我国部分企业针对这一焊材展开了研究，但是始终没有产生正式产品。

2.2 长输管道焊接方法

2.2.1 手工电弧焊

稳定电弧存在于工件、焊条间，在对手工电弧焊进行应用的过程中，能够有效融化工件与焊条，此时所产生的焊接接头相对牢固，该方法应用中具有操作便捷、移动灵活和设备简单等优势，因此经常被应用于野外管道焊接施工中。手工电弧焊施焊方向是以管道焊接方向为主的，通常包含两种方式，即下向焊、上向焊。

2.2.2 半自动焊

现阶段，我国管道焊接施工中，通常会对半自动焊工艺进行应用，实现为纤维素焊条打底的目的，该技术相对成熟。同手工电弧焊设备相比，半自动焊接设备更为复杂，通常被广泛应用于山区地段机械化流水线作业和平原管道施工中。

2.2.3 全自动焊

（1）药芯焊丝自动焊接技术。药芯焊丝气保焊、药芯焊丝自保焊是药芯焊丝自动焊接技术的两种类型，该技术同实芯焊丝气体保护焊拥有类似原理。稳弧剂、矿物材料、造渣剂、钛合金透气剂和还原剂等是主要药芯材料，在对药芯焊丝进行应用的过程中，其不仅能够形成良好的焊接质量和冲击韧性，同时拥有较快的熔敷速度，能够对各种管材进行应用，同全自动气体保护焊相比成本较低。

（2）实芯焊丝气体保护自动焊接技术。在对自动焊接技术进行应用的过程中，焊接质量受人为因素影响较少，与此同时，所使用的焊接材料成本较低，能够快速的完成焊接，目前，发达国家在焊接大壁厚、大口径管道时都会对这一技术进行应用。

自动焊机AW97-1被应用于西气东输工程中，呈现出许多应用优势，其在西气东输工程中有重要的应用；全位置自动外焊机，是科学院研究的重要内容，在此课题的研究中，取得重要的成果，并分别在集团公司和管道局的科研项目中获得二等奖和一等奖。并且，研究成果已成功地应用于西气东输工程中。还有的石油天然气建设单位在各工程的准备工作中，也相继从国外引进一些先进的焊机，以提高工程的施工效率。

3 长输管道焊接技术存在的问题及应对措施

3.1 国内焊接材料质量问题

管道焊接质量的一个基础性影响因素就是焊接材料，必须对焊接材料进行合理选择。然而，现阶段我国很多焊接材料都无法满足工程建设质量要求，拥有较差的熔池凝固性，大量夹渣会在焊接中形成，因此焊缝成形较差，焊接缺陷较多。在这种情况下，相关部门必须根据焊接质量建立严格的标准体系，对焊接设备、材料的质量和性能进行全面控制，从根本上保证长输管道建设质量。

3.2 不合理设置自动焊机组以及不稳定的焊接质量问题

目前，我国在积极进行长输管道建设的过程中，最常见的焊接方法就是自动焊接技术，而在对自动焊接进行应用的过程中，必须确保焊接质量符合相关标准，同时还应对自动焊机组进行合理设置。现阶段，实际焊接过程中，始终存在焊接操作不规范、温度控制不合理等问题，一定程度上影响了我国长输管道工程的建设。在这种情况下，相关部门应积极提升焊工组管理力度，通过协调利用各项资源，加大对焊工组施工技术人员的专业技能培训力度，来保证焊接质量和效率。

3.3 对焊接的后期缝外检查缺乏全面认知

现阶段，部分施工人员认为只有增加长输管道焊接缝的厚度和宽度，才能够保证焊接质量，相关管道在使用的过程中所承受的压力值也更高。然而，这一认知是错误的，造成工程焊接施工完成后，无法对焊接缺陷进行全面检查。针对认知错误，相关单位在运行的过程中，必须加大对焊接技术人员以及质量检查人员的专业技能培训力度，促使其对焊接相关专业理论知识产生深刻的认知，并能够在实际施工中全面控制各项参数，保证焊接质量。

4 长输管道焊接技术的运用现状和未来发展趋势

4.1 国内外运用现状

同国外相比，我国的管道焊接技术起步较晚。现阶段，自动焊接已经成为国外输送管道建设过程中的关键技术，同时在实际施工中还会应用焊条电弧焊技术来进行辅助。CRCEVANS技术产生于美国，是现阶段典型的油气长输管道焊接工艺，目前已被广泛应用于世界各国的大口径输油气管道焊接施工中。

传统焊接技术在20世纪70年代以前是我国主要的油气长输管道焊接方法，在实际操作中，无法保证焊接质量，同时效率相对较低，管口组对间隙相对较大。而从20世纪80年代开始，焊条下向焊方法得以产生和应用，该方法拥有相对较小的管口组对间隙和较薄的焊层厚度，实际操作中效率高，能够进行灵活的应用。

4.2 未来发展趋势

从未来油气长输管道焊接技术发展的角度来看，自动焊接技术的重要性无法取代。在对长输管道的建设要求以及实际特点进行分析的基础上，要求焊接技术能够针对厚管壁和大口径管壁使用。例如，大口径对接引立置TIG焊接机将发挥重要功能。但是目前该技术还处于发展阶段，相关工作人员必须对该技术的应用指标进行全面分析。

5 结束语

同其他管道相比，长输管道具有特殊性，集中体现在拥有相对恶劣的焊接环境、特殊的性质参数和较多的焊接缝数量等方面，因此实际进行长输管道建设的过程中，影响工程质量的因素相对较多，在这种情况下，必须合理的采用焊接技术，才能够实现长输管道建设和使用的目标。近年来，我国的管道输送产业不断发展，管道焊接工程量随之增加，在实际施工中需要面对各种复杂的焊接环境，在这种情况下，必须对我国现有长输管道建设过程中的技术缺陷进行全面分析，并有针对性的合理利用焊接技术，提升管道焊接质量，为我国长输管道运行过程中创造更多的经济和社会效益奠定良好基础。

[1] 张振永，赵海宴，时效众，等.长输油气管道的焊接技术[J].油气储运，2004，（2）.

Welding Technology and Development of Long Distance Pipeline

Zhang Meng

In the process of pipeline construction in the traditional traditional welding method， has been unable to meet the quality requirements of the new era of pipeline transportation， at the same time， the traditional welding methods need to spend a lot of time，this is a direct result of pipeline construction is slow， can not meet the needs of the development of the pipeline， it is difficult to adapt to the requirements of the oil and gas market competition. Therefore， strengthening the research on welding technology of long distance pipeline and improving the level of welding technology have become the needs of world development.

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TE973.3

A

1003–6490（2017）10–0069–02