浅谈钢管焊接技术

王昕军

摘要：文章简述了当今浅谈钢管焊接技术现状，并对未来的发展趋势做了展望。

关键词：焊接；钢管；工艺技术

引言

虽然随着先进科技技术的进步与蓬勃的发展，焊管的技术在本世纪的十几年间便取得了大范围跨越式的发展，直接带动了焊管的产能效率和焊管自身质量都在原有的基础上取得了大跨步的提高，虽然在技术质量有明显的提高，但是对于竞争激烈的市场来说，对于焊管的质量要求却更加高标准，所以在现有的基础上提高钢管材质的质量、降低钢管材料的生产的成本称为现在焊管工业方向的一个热点研究问题。对于中国的焊管企业来说，加快焊管设备改造的速度、增加操作技术程序的升级，以便与焊管的精确性、精密性、准确性的高质量、高性能、强硬度、均匀性以及尺寸高度精确性的各项要求；在提高设备设施的质量以及操作性能的同时，还要要求在日长使用当中工作人员必须要对运行的设备定期进行无损探伤的检查，该工作在保证工作人员人身安全的前提下要求人员在检查过程中要全面、彻底进行科学系统的排除问题；

一、高频直缝焊管工艺技术

高频直缝焊管的改造、进步速度很快，从最初的辊式成型进行改进变成后期的排辊成型，一直到如今的柔性成型、直缘成型以及等刚性机架的揉入先进的科学技术模型，现如今所使用的成型已经日益趋于完善，可以说在某种程度上初步实现了智能化成型；而焊管技术流程中的焊接和热处理电源的技术，也从一开始的电子管式变成如今的全固态式，在原有的基础上很大程度的增加了燃料燃烧的功率，而且现象还引入了数字化、智能化等自动控制的操作理念；而且研究人员致力于对高频焊接過程所具有的问题进行研究，并提出切实可靠的解决方案，对存在的问题进行改善修正，研发出以焊区加强为核心的焊接工艺与质量控制手段，大大缓解了发生灰斑缺陷的概率，使得焊缝性能已经很接近母材，经过完善一贯制的管理模式，将高频焊管的质量控制向上延伸到上游的原料设计与生产工艺，提高产品性能与品质水平，此技术海底管道和高钢级油井管等关键关节上获得广泛使用。

我国高频电阻焊管的装备水平近年来有很大提升，大中直径生产线基本实现了国际先进水平； 进过针对焊接与预热处理工艺的不断改进，已经初步完成了焊区增强技术的改良，焊接质量有很大提高，部分焊缝性能可以与母材媲美。已开发出P111套管，X60级高频电阻焊管输送管已经实现在海底管道的应用。高频焊管装备国产化有很大进展，高频焊管生产线的信息化系统化建设进展完善，部分企业已建设了完善的工艺系统，而且运行良好，但是应该看到由于市场日渐饱和，还有一大批机组正在建设中准备投入使用。今后需要转变增长形式，注重技术发展和工艺改良，开发新的工艺技术，节能降耗提高信息化程度。

二、钛合金与钢管的焊接技术

钛合金与钢铁的焊接过程主要取决于两次材料的差异和二者在冶金学理论上的相容能力，当前钛合金与钢管焊接的主要技术难题，首先钛合金与钢管在焊接中会发生很大的内应力，同时很难清除。主要影响因素是钛合金与钢管的线膨胀过程差异比较明显，在焊接冷却过程的变形程度差异引起的，第二是钛和钢铁这两种金属的互溶度较低，通常在焊接过程中常常形成性质硬脆的金属间化合物，通常是铁化钛。此物质形成的原理主要是焊接时钛与铁之间发生扩散，一定时间铁在钛中出现过饱和的情况，从而生成铁化钛。所以，钛与钢管中的碳元素生成碳话钛，同时钛还可以与钢管的微量的铬、镍、铁等形成金属间化合物，造成脆性增大。

因此，对钛合金与钢管通过焊接成功连接，同时想保证接头的性能，就必须转对不同工况实施相应的焊接手段与工艺来实现。主要目的还是为了避免接头的内应力，减低材料形成脆性。当前对于钛合金与钢管的焊接工艺，也有很多科研工作者研究，发展处具有钎焊，爆破焊，扩散焊和激光焊等综合手段的一套体系。每种焊接的工艺都有其特点，单一的工艺不能满足所有工件的工程要求。

三、钢管腐蚀坑的焊接补强

管线钢管在输送油气等物质的过程中，通常会由于腐蚀性介质和跨越区域的土壤酸碱潮湿度等因素形成管壁减薄，导致管线强度下降，厚度在允许范围以下，再者，土壤层的位移和人为破坏等造成的机械损伤也会形成管线的局部破坏，因此导致管线不能良好的运行而发生巨大的损失，所以，管线的维修成为国内外石油运输企业关注的热点之一。油气管线常常长达几百甚至上千公里，在长距离的管线上实施即时维护很困难，但是排查到泄漏再进行补救常常会造成很大的经济损失与环境破坏，而且在操作过程中也存在很大的危险性，所以，从被动地堵漏向主动地预防加固的发展过程是管线维护的趋势。在线焊接维护操作中一般运用套管维护焊接与带压力钻孔安装的单管焊接，另外，对腐蚀坑中点项腐蚀与面项腐蚀等缺陷使用直接堆焊和补疤焊接工艺也是比较常见的管线维修补强方法。

现役管线的焊接修补存在的问题有是烧穿和氢腐蚀的裂纹，故针对现役管线实施维护焊接，完成焊接工艺试验研究，制定的合理的工艺技术，就有很重要的实际意义。鉴于役管线焊接维护模拟试验需要的设备比较复杂，试验的耗费比较大，作者认为，通过焊接工艺实验测定焊接的热影响区域的位置进而达到是烧穿风险程度是可行的，同时可以测试硬度值来达到是氢致裂纹的风险系数，同时对补疤焊接维修也技术要求随着降低，这样的研究结果为管线腐蚀坑焊接维修提供了数据基础。

四、结语

通过高科技的改进，使得整个系统变为信息化，与全机械自动化靠拢，降低人员的工作量，最终实现全线自动化、信息化的目标，以最快的速度与国际先进国家——欧盟、日本等——相接轨，与国际技术水平相持平，提高使用客户对我国产品的信赖程度提高，赶超对印度产品信赖的程度，因为只有提高自身的生产质量，才可能在当今全球的激烈竞争中站得稳、站得久，我国才可能在此基础上在世界范围内成为钢管强国之一。