石油天然气场站压力管道的焊接及质量管控

谢刚刚(中国石油天然气第一建设有限公司，河南 洛阳 471000)

0 引言

天然气场站压力管道作为场站的血管，它的正常生产运行与天然气企业体质增效上产能紧密相关，从而使得前期管道的安装技术显得尤为重要，无论从前期管材的检验还是焊接过程的技术质量把控，相关单位必须要有针对性的实施方案予以支持，同时还应满足相关行业技术标准及规范才能从根本上保障压力管道的安装质量。现阶段，压力管道的研发和应用十分迅速，管道的安全性生产往往与企业的信誉和人生安全紧密相连，相关部门必须制定相应措施，保障压力管道运行的安全性和稳定性[1]。

1 天然气场站管道焊接概述

1.1 焊接工艺繁杂

石油天然气场站中的管道涉及到的工艺繁多，在操作过程中较为复杂。比如在天然气增压站，不同的单元所应用材料相对混杂，为了确保不同材料与焊材的正确匹配，需要根据焊评制定合理的焊接工艺规程，从而造成焊接工艺的繁杂。

1.2 施工环境气候特点的客观影响

在天然气场站建设中，场站建设多为露天施工，施工工期较长，尤其在南方地区，雨季持续时间较长，雨季汛期施工对焊接质量的要求更加严格。例如高温天气和雨季施工过程中，要根据环境气候特点对焊接工艺进行合理化的调整，从而更好的保证石油天然气场站管道焊接质量。

2 天然气场站焊接过程

2.1 注重专业焊接设备的保证

工欲善其事必先利其器，在场站施工中，为了更好地保证管道焊接质量和性能，需要合理地选择相关焊接设备，专业有效地焊接设备是焊接作业有效开展的必要保障。在实际场站施工过程中，焊接设备由于缺乏常态化的管理，设备的许多功能已经老化，在实际的操作过程中，设备不能达到焊接工艺规程的相关标准，导致下一步工序的合规作业，例如在现场施工中，焊条烘干箱长期未进行复检，针对牌号烘干要求较高的焊条烘干温度较高而达不到规范要求，焊接设备的电流电压波动较大，焊接参数的把控不易掌握，未能从源头上发现问题，导致返修增加，严重影响了焊接质量。故在施工过程中相关人员要加强对焊接设备的过程记录，不能单一的考虑主观问题。

2.2 特殊作业人员资格审查

焊工是焊接工艺过程的执行者，焊工的技术水平和责任心直接影响到焊接的质量，焊工的素质对保证管道的焊接质量有着决定性的意义[2]。压力管道安装单位要高度重视焊工的技术管理工作，包括对焊工的入场培训及技术交底、焊工资格和焊工档案管理工作，严禁无证施焊及作业项目与证件不符的情况。

2.3 技术交底工作过于表面

在进行场站管道施工过程中，技术交底的到位与否，直接对焊工的焊接导向意识有潜移默化的影响。技术交底无针对性、走形式，导致作业人员面对模棱两可的问题时，一般会采取经验作业，管理人员难以发现问题，导致对焊接一次合格率造成影响。

2.4 焊材的发放回收管控

高峰期作业人员相对较多，如果没有及时建立有效的焊材领用制度，将无法管控焊材的出入，不同批号的焊材缺陷可能是出现焊接质量的本身原因，因此焊接材料的回收管控也是影响焊接效果与质量的重要问题之[3]。

2.5 忽视焊条烘干工序

现场作业焊材的烘干往往在时间上和设备上都未严格按规范执行，对温度要求较高的焊材容易出现问题，施工现场的焊接材料储存场所及烘干、去污设施，应符合国家现行标准JB/T 3223—2017《焊条质量管理规程》的规定[4]。

3 石油天然气场站管道焊接质量的管理控制措施

3.1 焊接工艺评定

焊接工艺评定是焊接前的首要工作。在工艺管道焊接施工前应对所使用的任何钢种、焊接材料和焊接方法进行焊接工艺试验和评定，并根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺规程指导焊接作业。碳钢的焊接工艺评定执行SY/T 0452—2012 《石油天然气金属管道焊接工艺评定》，不锈钢的焊接工艺评定执行NB/T 47014—2011 《承压设备焊接工艺评定》。施工单位已有的焊接工艺评定结果在本工程上应用时，需进一步确认。

3.2 石油天然气管道焊接过程控制

(1) 焊前及焊接检验检测控制，确保管口表面质量、坡口尺寸、对口间隙、错边量等相关参数控制在规定的范围内。

(2) 在作业的过程中，要对焊缝的形成速度和焊条的融化速度进行控制，以免出现焊缝过厚、过宽等缺陷。

(3) 焊接接头必须打磨，焊道清理干净后，方可进行下一层的焊接，相邻焊层引弧点应相互错开。

(4) 已施焊的焊口宜当日完成，未焊完的接头应用干燥、防水、隔热的材料覆盖好。次日焊接前，应重新预热至焊接工艺规程要求的最低层道间温度。

3.3 石油天然气管道焊接过程实例

宁纳线增输工程DN700天然气管线在5月初集中出现气孔缺陷情况，项目部对缺陷及时进行质量分析，避免类似问题重复出现。

3.3.1 焊材选用方面

天然气管道根据焊评焊规选用焊条为CHE557GX，D3.2 mm。现场第1批焊材为2个批次，批号：205022，220 kg；194538，80 kg，质证书齐全已报验。第2批焊材5月1日到货，205118，100 kg，无质证书，未报验，不排除焊材问题的可能性，不同批次的焊材统计情况如表1所示。

表1 不同批号焊材发放统计表

3.3.2 焊条烘干因素

现场烘干使用3台小型烘干机，实际烘干温度未达到焊条牌号为CHE557GX的要求，CHE557GX是管道专用细晶粒钢焊条，焊条烘干温度相对其他焊条要求较高，需经380～400 ℃烘焙1～2 h，随烘随用，故现场不排除焊条烘干的问题。

3.3.3 施焊环境因素

现场焊接作业期间天气良好，风力低于2级，现场采取了防晒措施，未采取防风措施。根据相关规范，现场湿度及风力均未超出焊规允许要求。可以排除环境因素的影响。

3.3.4 焊接工艺的影响

现场下料、加工、组对均按照焊规执行。焊接选用氩电联焊，电流设置为130～150 A之间(焊规要求为130～160 A)，根据现场描述基本可以排除电流电压存在不符的问题，故可以排除焊接电流电压及焊接方法的影响。

3.3.5 拟定现场分批施焊确定原因

(1)将205022、194538、205118等3批焊条分别取出20 kg；

(2)将3批焊条分开，严格按照要求进行烘干；

(3)分别选用3道焊口，更换经验丰富的焊工进行施焊；

(4)焊接完成后进行无损检测，再根据检测结果进行复核。

综合原因分析，主要原因是由于陈旧的焊条烘干箱烘干温度达不到焊条牌号为CHE557GX的相关参数，焊条烘干不到位，其次是焊工自身原因，综合考虑来保证焊接合格率。

3.3.6 焊后质量控制

为了有效确保石油天然气管道运行期间的质量控制，应该注重管道焊接后的外观检查、无损检测等工作。焊口外观检查和内部缺陷检测符合相关规范后，还应该根据设计要求对管道进行强度和严密性试验。避免因焊接质量问题造成天然气泄漏、爆炸带来的经济损失。

4 石油天然气管道焊接技术的应用及展望

总而言之，石油天然气场站管道焊接质量控制是一项重要环节，在未来我们将不断地优化目前的石油天然气管道焊接技术，进一步探索新的焊接技术，也使得相关焊接技术人员不断提高焊接水平。与此同时，还要对压力管道的焊接过程进行实时监控，任何一点的纰漏都有可能对日后的投产使用造成一定的威胁，对工程的成本及相关企业的荣誉造成负面影响，保证管道焊接质量，使焊接技术与工艺更加科学地实施，本文立足实践，就石油天然气场站压力管道的焊接质量问题进行阐述，从而有效地减少石油天然气场站中的安全隐患，提高经济效益。