探討油氣長輸管線的焊接技術與質量控制

崔珺，陳雪梅

（中國石化管道儲運有限公司工程質量監督站，江蘇 南京 210046）

探討油氣長輸管線的焊接技術與質量控制

崔珺，陳雪梅

（中國石化管道儲運有限公司工程質量監督站，江蘇 南京 210046）

隨著經濟的不斷提高，石油用量持續提升，在石油管道方面的投入乃至數量快速提高，石油管道焊接逐步展現出自身的價值，石油管道在焊接要求方面也隨之提升，所以，提升石油管道的焊接技術十分重要。

油氣；長輸管線；焊接技術；質量控制

0 引言

油氣長輸管線的安全性尤為關鍵，假如管道產生泄漏問題，則會引發火災或爆炸，管道工作的穩定性對總體系統的安全性具有決定性的作用，也就是說，在整個管道安裝中最重要的則為保障管道工作的穩定性。

1　油氣長輸管道的焊接工藝

（1）手工下向焊工藝。手工下向焊工藝在我國油氣長輸管道中屬于較新的技術，大致流程則為根焊、熱焊、填充焊乃至蓋帽焊。根焊大致為直拉式，沒有擺動的狀況，假如產生間隙過大或熔孔長度較大時，較為適宜使用往返式運條，以免由于溫度過高而造成燒穿的狀況。熱焊是為了強化根焊，焊道在確保相應高溫的狀態下，免除了根焊造成裂紋的狀況。直線往復運條的焊接速度較為迅速，并且邊緣具有較高的熔合性，所以，在進行熱焊以前，需要進行清根。填充焊的方式可以通過單道及多道進行，也可以通過多道的方式進行，可是對厚度具有較高的要求。從而，需要運條稍稍橫向擺動，并且掌控好焊層的厚度，確保焊接完成以后處在飽和的狀態。蓋帽焊用在焊道外的加固方面，可以令其美觀和光滑，擺動焊接十分普遍。

（2）全自動向下焊接技術。全自動向下焊接大多運用具備熔化性能的焊絲，通過與焊金屬相互間的電弧完成熔化焊絲及鋼管。在焊接當中，需要焊接區域輸送保護氣體，完成與空氣的隔離，謹防其有害作用，在不斷送絲的狀況下完成焊接。在執行熔化極氣保護焊時，對區域保護較易，有利于觀察，生產效率較高，技術較為簡單，能夠完成全面的焊接工序，具有較高的可控系數。

（3）合焊接工藝。組合焊時通過不同焊接形式來完成焊縫，展現較好的焊接效果。對于焊接而言，在熱焊及根焊當中，運用的焊條是纖維素焊條，焊接形式是下向焊，而且蓋帽與填充焊接的壁厚處于7～17 mm區間。對管口的位置，下向焊的方法較為適宜。當焊接壁較厚的狀況下，焊接層數量和厚度為正比。如此則會延長焊接的時間，工程進度會被影響。所以，對厚壁超出17 mm的管道而言，大多運用上向焊以及下向焊兩個相融合的方法[1]。

（4）低氫焊條下向焊技術。低氫焊條下向焊接方法大多使用低氫型焊條。在此類焊條的應用中，焊縫的金屬熔合含氫量達到相應數值，具有較高的抗斷裂性能，較強的韌性，適宜在附著濃度較高以及嚴寒地區進行焊接。在根焊時，為了確保坡口尺寸的精準性，普遍運用低氫焊條。不然，則較易產生焊接不徹底、內延咬邊的狀況，甚至會出現熔合價差。所以，對于長輸管道的焊接操作不可單獨運用這一方法。

（5）埋弧焊技術。埋弧焊屬于電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方式。坡口加工需要依照GB986—1988執行，以便確保焊縫根部不產生未焊透或夾渣等狀況，并降低填充金屬量。焊件清理通常采取噴砂、噴丸方法或手工清除。裝配焊件時需確保間隙均勻，高低平整，錯邊量小，而且定位焊縫質量和主焊縫質量要求相同。

2　管道焊接常見問題

（1）燒穿與不定分解。在焊接熔池下方沒有熔化的金屬強度無法抵擋其所承載的應力時，則會產生燒穿泄露狀況。可是由于壁厚增加以及熔深降低，燒穿的危險會減少。

（2）氫致開裂。運行管道在線焊接時，因為管子中輸送物質的流動形成焊后速冷，令構成對氫之裂紋敏感的淬硬組織。

（3）焊工形成的不持續性。指的是能夠由焊工透過相應技巧進行控制的缺陷。這些缺陷在一定程度中可以允許，而氫致開裂通常并不允許。

對于長輸管線生產乃至現場環焊縫焊接當中，無法免除引發一些焊接缺陷。在諸多缺陷形成的損壞狀況中，斷裂與塑性失穩屬于管道失效的兩個方式。缺陷的深度與長度均顯著影響了管道的極限承載能力，而深度的影響最為明顯。并且，對抗斷裂能力影響過大的為管道的焊接位置具有較大焊接不足，尤其值得關注的為未熔合、未焊透、錯邊等，在這些裂紋等不足方面，透過復合變為復合型缺陷時，會較大增加影響管道抗斷裂能力的效果。為了可以最大程度確保油氣運輸管道的穩定性，在管道無損檢測以及環焊縫焊接施工中，需要考量盡可能強化焊接缺陷的預防以及盡量彌補不足，特別為復合型缺陷。

3　油氣長輸管道的焊接質量控制

（1）焊接前。應當先檢查且清理焊口。需要查看管口的形狀、焊件坡口的大小乃至形狀方面是否符合標準。為了保障被焊表層的光滑度和平整度，需要將油脂、鐵銹乃至油漆等對焊接質量形成的負面影響物質給予清除。并且，鋼管對口的質量會直接影響到焊接的質量，需嚴格掌控對口的間隙，假如過大，則會令焊接當中產生燒穿狀況，如果過小，則會令根部熔化不徹底。對于鋼管對口而言，應當選擇內對口器組隊，假如沒有運用內對口器的對口環境，也能夠挑選外對口器。兩管在對口位置的制管焊縫應當錯開約10 cm，應當在所有根焊道完成后再把內對口器給予清除。假如使用的是外對口器，則應當保障在其清除以前已經完成了一半根焊道，而且需依照周長均勻設置焊道，只有在一切根焊道完成后才可以清除對口支撐和吊具。為了免除在焊接中產生裂痕，則需在焊接管線前進行預熱，需依照焊接工藝規程相應制度控制預熱溫度。透過預熱能夠良好規避低溫裂紋乃至變脆化裂紋的產生[2]。

（2）焊接過程。焊接質量大多在于焊接過程，在焊接當中，需要嚴格按照焊接規范所設定的相應參數和作業指導書內的相應標準執行，尤其需要加強對焊接電流給予嚴格掌控，焊條熔化的速度、母材熔深、焊接接頭性能乃至焊縫中的質量均需通過焊接電流的大小給予決定。所以，需要謹防操作人員依照本身主管判斷乃至作業習慣隨意調整相應參數。焊接結束后應當檢查焊縫外觀，其外形規格高度和寬度乃至焊接品質相互間不具備必然關聯，焊縫規格過寬乃至過高均會成為焊接的不足，會令局部應力集中，焊接抗疲勞強度會被影響，提高焊縫線的能量，從而不利于機械性能。因此，應當通過焊接工藝規范的標準進行操作。

（3）防腐技術。①外界因素。指的是管道周遭的環境因素乃至周遭介質具有的特征，比如溫度、周遭介質物理性狀、施工因素乃至管道周遭介質所具備的腐蝕性。②油氣本身因素。因為油氣內所具有的物質存在一些氧化性，比如硫酸氫、氧乃至二氧化碳等氣體所具備的酸性會令電化學反應乃至對金屬晶格形成損壞，從而令油氣管道內壁產生腐蝕狀況。

（4）操作要領。管子焊接時，需要加強管內產生的穿堂風。現場焊接當中，應當嚴格依照焊接工藝制定焊接層數、相應工藝參數乃至焊后緩冷。假如為兩個焊工具有收弧交接，為了有利于后焊焊工收弧，先在交接處的焊工多焊一些焊道。焊道起弧或收弧位置最低應當錯開30 mm，而且一切接頭在焊接前均需修磨。

4　結束語

總而言之，通過對油氣長輸管線的焊接技術以及油氣長輸管道的焊接質量控制進行探討，提出對油氣長輸管道焊接質量控制的具體方法，以便有利于油氣的輸送。

[1]曹永利，黃福詳，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):7～11.

[2]韓大鵬，稅艷.提高長輸管線焊接質量的措施探討[J].中國石油和化工標準與質量，2013(13):223.

TE973.3；TG457.6

A

1671-0711（2016）09（下）-0101-02