儲運工程施工管線焊接技術發展現狀分析

摘 要：管道輸送在油氣長距離輸送中是很重要的一種方式，隨著近幾年中國管網的不斷發展壯大，對于管道的施工相應的提出了更高的要求。焊接是管道施工中很重要的組成部分，焊接質量的好壞直接影響著未來管道的使用情況。本文對目前國內使用的焊接技術現狀進行介紹，探索焊接技術的最新研究情況，同時對焊接施工提出建議。

關鍵詞：管道施工;焊接;現狀;研究

相比油氣長距離運輸的其他方式，管道運輸是最經濟實用的方式。到2013年為止，美國的天然氣管道運輸在陸地上天然氣運輸中占到了約99%。美國天然氣干線管道總長為49萬公里，而截至2013年底，我國天然氣干線管道總長為7.8萬公里，約為美國的1/6。我國天然氣管道、管網建設仍處在初期發展階段。“十二五”全國將新建天然氣管道4.5萬千米、原油管道0.9萬千米、成品油管道2萬千米，到2015年我國油氣管道總長度將達到15萬千米。其中重點建設項目包括中哈原油管道二期、中緬油氣管道境內段、中亞天然氣管道二期，以及西氣東輸三線、西氣東輸四線工程。管道在油氣運輸中的大量使用使得管道的施工在油氣儲運工程施工中顯得愈發重要，先進的管線施工技術決定了完成工程的質量好壞和管線的壽命長短等。而管道的焊接是管道施工中技術含量高，質量要求也高的重要組成部分。

一、管道的焊接種類

（一）氣焊

利用氣體燃燒火焰作熱源的熔焊叫做氣焊。氣焊一般用于焊接DN80mm、壁厚4mm以下的碳鋼管、銅管、鋁管、鉛管等。特殊情況下，也可用于管徑較大管壁較薄的管子焊接，但是不銹鋼管道不準許用氣焊進行焊接。但由于氣體火焰溫度低（3100～3300℃），熱量比較分散，生產效率低，焊接變形大，接頭性能較差。

（二）手工電弧焊

手工電弧焊是一種用電弧做熱源的熔焊法。它廣泛應用于各種金屬管、各種壁厚管子的焊接。由于焊接時線能量較氣焊小，金相組織細，熱影響區小，焊接質量好。目前主要用于長輸管道站場的焊接施工，在線路工程建設中已基本不采用。

（三）埋弧焊

埋弧焊是以連續送的焊絲作為電極和填充金屬。埋弧焊可以采用較大的焊接電流，與手工電弧焊相比，其最大的優點是焊縫質量好，焊接速度高，特別適于焊接大型工件的直縫，而且多數采用機械化焊接。埋弧焊已廣泛用于碳鋼、低合金結構鋼和不銹鋼的焊接。

（四）自動焊

管道全位置自動焊接就是指在管道相對固定的情況下，焊接小車帶動焊槍沿軌道圍繞管壁運動，從而實現自動焊接。目前，除采用手工焊接外，管道焊接較多的是采用埋弧自動焊接工藝和氣體保護焊工藝。

（五）手工鎢極氬弧焊

惰性氣體保護焊是一種以電弧為熱源的熔焊方法。焊接時從焊槍噴嘴連續噴出保護氣體排除焊接區的空氣，保護電弧及焊接熔池不受大氣的污染。

二、我國管道焊接中常存在的缺陷類型

在焊接中常出現的缺陷可分為外部缺陷和內部缺陷兩大類。外部缺陷用眼睛和放大鏡觀察即可發現，而內部缺陷藏于焊縫或熱影響區的金屬內部，必須借助特殊的方法才能發現。外部缺陷主要有焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、燒穿、弧坑未填滿以及表面裂紋及氣孔等;而內部缺陷主要是未焊透、夾渣、氣孔以及裂紋。

三、焊接接頭的性能鑒定

在實際生產中，焊接接頭常會出現一些肉眼無法發現的缺陷，我們必須采取一定的方法發現這些缺陷，才能避免在生產運輸過程中出現事故。在實際工程中，我們采用的多種的無損探傷法，其中包括射線法（χ或γ射線）、超聲波法和磁力探傷法。

四、近幾年焊接技術的研究

近幾年對于焊接技術開展的科研工作有：X70、X80大變形鋼用半自動焊焊接工藝及環焊接頭應力分析研究、X100高強度管線鋼管焊接技術的研究、自保護藥芯焊絲全位置自動焊接裝置研制、X80鋼管環焊縫氣保護實心焊絲新產品的研制、管道全位置激光或電弧復合焊技術前期研究、大口徑管道單弧雙絲自動焊機設備研制、油氣管道環焊縫與母材韌性匹配研究以及油氣管道環焊接接頭沖擊韌性技術條件研究。[1]

五、國內焊接技術存在的問題及提出的建議

（一）焊接設備的自主研制

油氣管道的建設多在地形復雜、環境惡劣的情況下進行，因此對于焊接技術和焊接設備的要求就提出了嚴苛的要求。目前國內仍處于照搬國外焊接設備的階段，只有少數的廠家能夠生產出合格的設備，因此我國在參考國外先進技術的狀況下應開始自主研發適合于中國使用的的焊接設備。

（二）加強焊接技術管理以及焊工基礎培訓工作

焊接是一項技術含量很高的施工技術，對于焊工的熟悉程度、經驗等都要求很高。在油氣管道建設中，為了提高焊接質量，應該加強對上崗員工的管理和培訓，做到在每一次焊接前，都應該當場進行測驗，能夠焊接出合格管道的員工才能上崗。同時，施工方也應該組織相關培訓，讓有經驗的焊工為新上崗的焊工進行指導。

（三）焊接新技術的自主研發

管材在不斷的更新，目前在實際生產中越來越傾向于使用強度高、壁厚大的管材，而相應的管道的焊接技術也應當隨之更新。中國在參考其他國家新技術的同時，也應當注重開展相關研究，根據自身情況開發出適合中國使用的焊接新技術。

（四）焊接技術跟不上管材的發展

我國在開始使用X80管材時，掌握的還是適用于X70管材的焊接技術，因而在使用該焊接技術以后，發現管道在使用的過程會出現很多問題，而我國才將X80管材的焊接技術基本掌握時，X100的管材又開始被廣泛采用。因此，我國應當積極更新焊接技術，緊跟國際步伐，在新管材和新焊接技術的研制上盡量做到同步，提高管道的焊接質量。

六、結語

管道的焊接在儲運工程施工中占據著很重要的地位，它關系著管道在未來是否能夠安全而長期的使用，因此我國因重視管道焊接技術的開發研究，培養具有相關技術的優秀人才，為我國的油氣長輸提供安全可靠的保障。

參考文獻：

[1]曹永利，黃福祥，王勤.我國長輸管道焊接技術進展及發展方向[J]. 石油科技論壇. 2012（01）.

作者簡介：鄭瀚翔（1994–），男，漢族，四川西昌人，西南石油大學油氣儲運工程專業2012級本科生在讀。