如何提高石油天然气管道焊接技术

裴运涛

中国石油天然气管道局第一工程分公司

如何提高石油天然气管道焊接技术

裴运涛

中国石油天然气管道局第一工程分公司

目前，石油天然气行业蓬勃发展，石油天然气需求量的增长加快了其开采和储运，因此，为了保障石油天然气资源的安全储运，对石油天然气的管道建设质量提出更高要求，焊接作为管道建设中的重要工序，其技术水平的提高尤为重要。由于石油天然气具有易燃、易爆等特点，因此必须提高管道焊接技术水平，优化输送环境，从而为我国社会与经济的发展提供强有力的能源基础。

如何提高；石油天然气；管道；焊接技术

引言

随着我国社会经济的高速增长及油气行业的进步与发展，石油天然气管道建设规模越来越大，这极大地满足了我国的油气储运需求，但同时也引发了一些问题。管道运输虽然是目前最常用的石油和天然气运输方式，但其对管道质量的要求很高，因为一旦管道因质量问题而发生了泄漏，将可能会引起火灾、爆炸等重大事故，从而对国家和人民的生命财产安全带来巨大损失。所以，必须要重视石油天然气管道质量问题，尤其是对石油天然气管道质量影响最大的焊接施工的质量。

1、石油天然气管道焊接技术

1.1 手工焊条下向焊

①混合型手工下向焊。此焊接方式在长输管道的现场组焊时主要采用纤维型焊条和低氢型焊条进行焊接，纤维型焊条用于打底焊、热焊；低氢型焊条用于填充焊、盖面焊接。混合型手工下向焊接方式主要用于钢管材质级别较高、焊接接头韧性要求较高、输送介质硫含量较高以及处于严寒环境里的管道焊接。②全纤维素手工下向焊。此焊接方式在管道现场组焊时采用纤维型焊条进行根焊、热焊、填充焊及盖面焊，其中根焊时要求采用单面焊双面形式。全纤维素手工下向焊主要焊接材质等级较低的薄壁大口径管道，是天然气管道常用的一种焊接方法。

1.2 半自动焊焊接技术

①自保护药芯焊丝半自动焊。此焊接方式是填充焊与盖面焊广泛使用的方法之一，其具有全位置成型好、环境适应能力强、工艺性能好、合格率高以及成本较低等优点，焊接工艺简单对焊接人员要求较低，是户外场所焊接作业的首选方式。②CO2活性气体保护焊。传统的短路过渡CO2焊在焊接作业时焊接飞溅大、控制熔深与成型的缺陷，因此，需要一种新型的焊接技术来解决此问题。CO2活性气体保护焊中的STT半自动焊接方式通过控制精确的峰值和基值电压及电流使溶滴更易于过渡成型，焊接时的稳定性较高，能够有效解决大口径管道根部环节单面焊双面成型和飞溅问题，主要应用于全位置单面焊双面成形的打底焊。CO2活性气体保护焊降低了焊接作业过程的飞溅，焊接过程较为稳定使焊缝成形变得较为简便，具有高效、优质、劳动强度低、经济性好等优势，从而广泛应用于石油天然气管道的焊接作业中。

2、石油天然气管道焊接质量控制

2.1 焊接环境控制

环境是影响焊接质量的主要因素，焊接的过程中，必须保持环境温湿度的平衡，使其符合焊接工艺的操作环境和规范的要求。恶劣环境下，加强防风、防雨的各项措施，结合焊接工艺特点，合理选用焊接材料和焊接方法，如：风速较大时，应尽量避选用熔化极气体保护焊；对焊接位置环境较差的固定口，应选择全位置的焊接材料；在满足性能的条件下，对受力不大、焊接部位难以清理的焊接部位，宜选用对铁锈、氧化皮和油污不敏感的酸性焊条进行施焊。

2.2 管道焊接工艺过程控制

建立焊接工艺指导性文件，焊接作业前对全体作业人员进行交底培训，检查特种作业人员的资质等级和焊接范围，明确焊工的施焊部位、材质和焊接方法。无特殊情况，工艺管道焊接宜采用氩电联焊的方式，焊接工序、焊接层数及各项工艺参数严格执行焊接工艺文件的要求。针对铬钼合金钢、抗氢抗硫钢和部分奥氏体不锈钢等特殊材质的管道，应侧重检查焊前预热、充氩保护和焊后缓冷等工艺措施的落实情况，确保预热和后热温度，氩气纯度、空气隔离措施等符合要求。严格执行焊后热处理工序，结合设计文件和规范要求，按材质的特性确定热处理的升温速度、峰值温度和恒温时间等重要参数，涉及热后裂纹倾向的材质，应增加热处理后的射线检测工序，确保管道的焊接质量。加强焊接材料的管理，检验焊材的烘干、存放和保温措施，认真核对焊材的材质和质量证明文件，确认其满足焊接工艺和技术规范要求。

2.3 焊接完成后检验控制

焊接后，对焊缝进行外观检查，合格后，按照规范标准和设计要求对管道焊口进行无损检测，RT检测比例应符合要求。部分因位置或其它原因难以进行RT检测的焊口，可采用UT检测代替。动火连头焊口需进行100%RT和100%UT检测。不合格焊口，需要进行返修，并做好施工记录。

2.4 特殊位置焊接管理

在实际施工中，管道焊接中的重要位置：如三通型焊口、计量孔板焊口、承插焊口、凸台焊口、固定焊口等，都是主要的质量控制点，容易出现未焊透、未融合等缺陷问题。施工作业前应制定有针对性的质量检验计划，设置焊接前的坡口检查工序，配合无损检测手段，加强薄弱环节的质量控制。(5)低温环境下的施工注意事项。①焊前预热：气温较低时，为避免出现冷裂纹等缺陷和应力集中现象，采用焊前预热方法，预热温度100～130℃，预热宽度大于等于100mm。②层间温度：在焊接过程中，根焊后3min内开始进行填充盖面，始终保持层间温度在80℃以上，若不能及时进行填充盖面，施焊前需对已冷却的焊道进行预热，保证焊缝受热均匀。

结束语

总的来说，石油天然气管道的焊接技术水平对石油天然气行业的发展速度和效率有着直接的影响，因此，在国内外市场竞争日益激烈的现在，必须提高石油天然气管道焊接的技术水平，保障管网的安全运行，促进石油天然气行业可持续发展，进一步增强我国石油天然气资源的储运能力，从而为提升我国的综合实力及国际市场的竞争力奠定坚实的基础。

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