高壓天然氣管道焊接工藝選擇及質量控制

唐山工業職業技術學院

高壓天然氣管道焊接工藝選擇及質量控制

姬玉媛唐山工業職業技術學院

焊接工藝主要包括焊接前準備、施工、焊接后防護三個階段。高壓天然氣管道焊接工藝的最核心內容是焊接方法，焊接方法的選擇即確定了焊接工藝的實施過程。焊接方法選擇是管道焊接工藝選擇的最主要內容，當前正在使用和推廣的管道焊接方法很多，如焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊、自保護藥芯焊絲電弧焊、埋弧自動焊、閃光對焊等，焊接材料選擇需要綜合考慮焊接材料環保、力學、安全、韌性等性能，還要考慮焊接區域氣候環境，它直接影響了焊接質量的好壞。質量控制技術措施主要是針對人員操作、設備選型、材料選擇等進行控制，采用技術手段確保焊接質量達到目標要求。

天然氣管道；焊接工藝；治理；質量控制

1 焊接工藝及質量控制

高壓天然氣管道焊接工藝是一項特殊操作工藝，施工過程具有一定的危險性，焊接質量好壞對工程應用也具有重要影響。焊接工藝涉及焊接方法、焊接步驟、焊接材料、設備工具、焊接操作人員等各個方面[1]。焊接工藝主要包括焊接前準備、施工、焊接后防護三個階段，主要操作工藝有打底、中層施焊、蓋面及檢查記錄等。

高壓天然氣管道焊接質量控制主要是指采取一系列的有效措施和方法，降低焊接過程存在的失誤、過錯和風險，避免不正當的操作和其他原因引起焊接質量的缺陷，以達到控制焊接質量的效果。管道焊接質量控制是要控制影響焊接質量的因素，解決質量控制易發生的問題。

2 工藝選擇

高壓天然氣管道焊接工藝的最核心內容是焊接方法，焊接方法的選擇即確定了焊接工藝的實施過程。

2.1焊接方法

焊接方法選擇是管道焊接工藝選擇的最主要內容，當前正在使用和推廣的管道焊接方法很多，如焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊、自保護藥芯焊絲電弧焊、埋弧自動焊、閃光對焊等，要選擇合適的、匹配的、良好穩定的焊接方法比較困難，必需要遵循科學原則選擇焊接方法。

我國高壓天然氣管道焊接工藝主要以自保護藥芯焊絲半自動焊和熔化極活性氣體保護自動焊為主。在全位置單面焊雙面成形技術中，根焊可采用傳統低氫型焊條進行上向焊接或高纖維素型焊條進行下向焊接來完成；針對大口徑管道焊接還開發出了焊接效率更高的活性氣體保護雙焊炬自動外焊機；對于填充蓋面焊，小管徑管線安裝焊接以藥芯焊條電弧焊（包括鐵粉低氫型下向焊條和高纖維素型下向焊條）和自保護藥芯焊絲半自動焊為主，大管徑、厚壁管線安裝焊接以自保護藥芯焊絲半自動焊和高速熔化極活性氣體保護自動焊為主。經全面分析歸納后，得出焊接方法選擇應當遵循的原則，如表1所示。

表1 高壓天然氣管道焊接方法選擇原則

2.2焊接材料

焊接材料選擇是高壓天然氣管道焊接工藝選擇的重要內容，需要綜合考慮焊接材料環保、力學、安全、韌性等性能，還要考慮焊接區域氣候環境，它直接影響了焊接質量的好壞，焊接材料的選擇見表2。

表2 高壓天然氣管道焊接材料選擇

焊接選擇要求較高，一般遵循的原則有：①充分考慮焊材強度和韌性；②選取有效減少焊縫金屬中擴散氫含量的焊材；③仔細分析并考慮焊材的熔敷率；④根據焊接質量和周圍影響考慮焊材的工藝性能；⑤根據不同的焊接母體和力學性能選擇焊材；⑥盡量根據以往經驗選擇符合實際的焊材。

3 質量控制

3.1控制方法及遵循原則

質量控制是高壓天然氣管道焊接工藝的最重要工作，質量控制工作應堅持“質量第一、預防為主”的方針和系統性原則，對焊接工藝涉及的人、物、管理、環境、材料等方面進行系統性分析，對各個方面和環節進行不斷改進，最終促使焊接質量得到有效控制和保障。

管道焊接質量控制應建立質量保證體系，明確各項任務、職責、目標、要求并進行監督考核，管道焊接質量控制應采取PDCA的循環控制方法，并不斷改進和完善。

3.2焊接質量控制內容

3.2.1 管理措施

（1）焊接前管理準備工作。一是在焊接施工前制定各項工藝操作規范及管理制度，結合具體實際進行不斷完善和改進。建立科學的質量保障體系，確保各項施工質量達標。二是嚴格檢查和記錄工作，對使用的焊接材料、工具、操作等進行詳細檢查和記錄，確保與設計方案一致。

（2）操作過程管理工作。設立現場監護人員，對焊接施工工具選擇、各項參數設置、施工流程步驟等必須按照施工方案進行，確保從源頭上控制質量。

（3）做好施工質量和安全評估工作。對完成的每一項工作進行施工后質量評估，發現問題及時采取適當措施進行解決。

3.2.2 技術措施

質量控制技術措施主要是針對人員操作、設備選型、材料選擇等進行控制，采用技術手段確保焊接質量達到目標要求。

（1）焊接工藝控制。天然氣管道焊接施工前務必按照標準進行焊接工藝評定，按照評定書和焊接工藝指導書編寫科學完善的焊接工藝卡，施工技術人員和班組要進行書面的技術交底，相關材料需交送質量檢查員一份。不同焊接工藝、不同管道分開記錄填寫；對焊接位置、工藝號要清晰注明；質量控制員要嚴格對焊接工藝卡進行檢查和治理控制，做好記錄。

（2）施工人員、設備及焊材控制。保證焊接質量一是要求所有參與焊接施工的人員都必須經培訓考核合格并取得相應資格，上崗焊工必須在合格證書范圍內承擔相應焊接工作，包括現場監護人、質量控制員、檢驗員等都必須是專業人員；二是要求焊接設備、器材、儀表性能良好，嚴禁超負荷及故障使用；三是嚴格控制焊接材料的采購驗收、保管、發放及使用等幾個環節，做到合理、科學、高效。

（3）焊接環境控制。應采取措施確保合理的焊接作業環境，一是確保環境溫度，保證焊接不受影響；二是確保風速不超過焊接方法的規定值；三是對焊接電弧1m范圍內的濕度進行控制；四是研究在下雨、暴風、下雪等惡劣天氣下進行焊接作業。

（4）焊接操作及檢驗控制。對天然氣管道焊接施工中容易發生問題的承插焊口、凸臺焊口、三通焊口、計量孔板焊口、管道支吊架焊接、管托焊縫質量等設置專門的工藝條件，并進行檢查確保合格。檢驗員要對焊接焊口、數量、質量等進行檢測、探傷，確保管道操作及檢驗合格，保障質量。

（5）焊接后質量控制。焊接施工后，對焊口外觀質量、管道標記、焊口標記、檢測報告及現場記錄等必須逐一審核，出現問題及時解決；對焊接工藝涉及的資料進行整理，做到完整、及時、準確，符合要求后再進行移交。

[1]楊文忠．油氣管道焊接工藝及質量控制[J]．油氣田地面工程，2014，33（3）：33-34.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.037