探讨长输油气管道高强度管线钢管现场焊接技术

宋世强 赵汝峰 魏春涛 史运东

摘要：就目前的状况而言，随着我国经济、社会的飞速化发展，油气管道工程的建设数量也越来越多，油气为我国的社会、经济的发展壮大做出了极为重要贡献。如今，人们的生产生活以及学习工作领域等都离不开油气，油气运输是现阶段社会发展过程中十分关键且不可或缺的一个部分。在长输油气管道高强度管线钢管现场焊接工作进行的过程中，相关技术的运用还不够完善，需要工作人员积极的、主动的研究、掌握相关的工艺技术，并将其应用于我国的现场焊接工程建设之中，从而有利于有效的保障工程建设的品质以及效率。

关键词：长输油气管道;高强度管线钢管;现场焊接技术

引言：保护药芯焊丝半自动焊与焊条电弧焊都可以认作是今后我国管道工程所使用的两个有用并且基本的焊接工艺，但是现阶段随着管道工程所使用到的钢管，其自身的级别越来越高，与此同时它自身的管径与壁厚也处于不停的增长阶段，所以管道动焊技术也会广泛的被社会各界的工程建设所使用。本篇文章就高强度管线钢管的焊接技术方面存在的困难点与工程建设过程中出现的问题开展了一定的分析与探究，并且对我国今后的管道焊接技术具体的发展方向以及规划进行了一定的阐述，仅供参考。

1.管线钢管的应用

根据低C-Mn-Si合金化技术进行开发的API标准管线钢，相对于现阶段逐步成长起来的X100以及X120，它是除这两种之外的第三种组织。因为现阶段的冶金知识以及轧制工艺的不断成熟，冶金方面的设计与规划在如今我国管线钢的应用方面进行了巨大的改变。但随着管线钢制造工艺不断的成熟，以上所述的组织类别依然会被社会各界所广泛的接受。一般情况下，对X65、X70以及X80等高强度的管线钢的冶金方案有如下两个具体的工艺思路与方向：首先是在低-Mn-Si基础上加入Cu、Ni、Cr等，其次是加入适当的Cu、Ni以及Cr等的低C-Mn-Si。

2.现阶段我国高强度钢管的焊接技术难点的分析与阐述

根据管线钢的成长历程而言，钢种的提升基本上取决于两个方面的因素，首先是因为冶金成分工艺的发展，其次是因为合金含量的准确化的控制，以及控制轧制以及加速冷却等技术、设备的飞速化的完善与成熟。这两方面的因素有效的推动了管线钢对于其自身的冷裂问题的解决，并且让其在HAZ脆化问题方面具有较为突出的优势，但在焊接工作进行的过程中还是会出现关于这项新技术的众多难题，如下几个小点分别对其经常出现的一些难题进行一定的分析：

2.1钢材屈服比提升，应变硬化能力有所减弱

管线钢它自身的强度正处于飞速增长的状况中，其自身的屈服比也随着这种增长状况不断地进行着增加，高屈强比可以准确的体现出钢的应变硬化能力是呈一定的下降趋势的，从而最大化的降低了管道抗侧向的弯曲功能。所以，这就使得环焊缝必须满足十分严格的工程建设要求，比如说焊接工作过程中接头高强度的匹配，以及其低温冲击韧性功能等。

2.2钢合金元素增加可焊性下降

为了能够最大程度的提升管线钢的强度，我们可以加入一定量的合金元素以及微合金元素。举个例子来说，X65鋼的碳当量大概是处于0.31至0.35这个范围之间的，而X70钢的碳当量大概是处于0.36至0.38这个范围之间的，X80钢的碳当量大概是处于0.42至0.46之间的。因为其添加入了一定量的合金元素，所以在焊接工作阶段母材的熔合比可以直接、紧密的关系到焊接工作的稳定性以及其热影响区的金属强度的韧性等。基于此，就此种焊接坡口类的设计工艺而言，对其参数以及材料的挑选就会有着更为严格化的要求。

2.3环焊缝与母材韧性匹配成为难点

管线钢是低碳微合金控制轧制与加速冷却而来的一个产品，其自身拥有相对较高的机械性能。但是焊缝是电弧熔化“铸态”结构，它自身的韧性配对关系一般来说是大大的落后于TMCP处理的韧性配对关系。同时其与母材分别都达到一定的强度这一操作是具有非常大的难度的，但是为了保障长输管道的安全稳定性能，以及保障高强度管线钢管可以广泛的被相关的工程建设所使用，现阶段急需相关的工作人员研究以及创新支撑高强度的实心线以及一些焊接工作过程中所使用的一些材料、设备。

3.现阶段管道现场焊接技术的发展方向的分析与探究

3.1半自动焊和焊条电弧焊仍将是管道建设的可选择方法

现如今，正处于管道现场焊接强度相对较低的阶段，半自动焊接与低氢焊条手工焊接技术依旧会是未来工程所使用到的基本方法。与此同时，焊接工作施工工地会受到一定的地理环境、气候状况等自然因素的影响，这些因素直接关系着管道自动化建设的一系列工作，此时一般都会使用到半自动焊和焊条电弧焊这两种基本的方法，在使用这两种焊接技术的开展管线建设工作的过程中，需要注意的是，要严格加强对管线钢管冶金成分的管理与限制，从而来保障接头的力学功能得到最优良的发挥。

3.2管道自动焊接技术将成为未来焊接的主要管道施工

目前，正处于我国自动控制技术以及电弧跟踪技术飞速化发展、成熟的阶段，自动焊接设施也随之越来越模块化，其所使用的配件也越来越标准化。与此同时，随着自动焊接所使用到的平台日益成熟化，其相关的系列操作也会变得容易、简单，相关设备的生产与维修将会变得流程化与便捷化。这就会让自动管道焊接这项工艺越来越适合于油气长输管道的工程建设，有着巨大的经济效益与社会效益，并逐步的使用于一些高等级的钢管施工建设之中。

4.结论

我们国家现阶段清洁能源需求的正处于飞速化增长的状况中，长输油气管道的使用也随之越来越广泛。此外，因为管道工程建设所使用的钢管强度、级别以及传送所承受的压力也处于逐步增长的阶段，所以在其自身的工艺、能力方面，面临着崭新的挑战，同时也保障了高档焊缝的品质与稳定性。管线自动焊接工艺将逐步的使用于一些高等级的钢管施工建设之中，半自动焊接与低氢焊条手工焊接技术依旧会是未来工程所使用到的基本方法。

参考文献：

[1]刘聪.我国长输油气管道自动焊技术应用现状及展望[J].化工管理，2018（25）：151-152.

[2]皮亚东，徐欣欣，董志强，邓俊，石晓松.油气管道内焊机打底+激光-电弧复合根焊工艺[J].油气储运，2019，38（01）：98-102+120.

[3]李龙，洪悦.油气田长输管道焊接质量控制[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（12）：13-14.

[4]姜海峰.长输油气管道焊接工艺及施工过程中应用分析[J].化工管理，2017（10）：216.

[5]樊学华，庄贵涛，李向阳，于勇，陈丽娟，柯特.长输油气管道焊接方法选用原则[J].油气储运，2014，33（08）：885-890.

[6]隋永莉.长输油气管道高强度管线钢管现场焊接技术[J].电焊机，2014，44（05）：27-32.