油氣長輸管道安裝工藝優(yōu)化策略探究

張飛

摘要：在長輸管道的構(gòu)建過程中，管道安裝工程是十分重要的施工基礎(chǔ)，而管道焊接則是管道安裝工程質(zhì)量控制的重要承載。隨著石油石化工業(yè)的不斷發(fā)展，管道已成為傳輸油氣的主要方式之一，加強油氣管道施工工程控制與工藝優(yōu)選，是確保油氣安全抵達目的地的重要保障，因此篩選匹配、合適的焊接工藝對于長輸管道安裝工程具有十分重要的意義，因此，在實際施工過程中應(yīng)該根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境要求等對具體施工工藝進行調(diào)整，在保證焊接質(zhì)量的前提下提升效率，同時對成本控制進行優(yōu)化，讓工程能夠有序地進行。

關(guān)鍵詞：石油石化工業(yè)；油氣管道；施工工程控制；工藝優(yōu)選

在長輸管道的構(gòu)建過程中，管道安裝工程是十分重要的施工基礎(chǔ)，而管道焊接則是管道安裝工程質(zhì)量控制的重要承載。因此，在實際施工的過程中必須對施工現(xiàn)場環(huán)境進行全面的考察，并對設(shè)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)的采集，在妥善分析之后篩選并組合適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)，讓管道安裝工程的質(zhì)量得以保證。

一、長輸管道安裝焊接工藝概述

長輸管道安裝焊接工藝有多種類型，但在一般施工中，主要采用手工下向焊結(jié)合半自動焊工藝。在下向焊工藝實施的過程中會使用到特制的纖維素焊條，這種焊條相對于其他種類的焊條在焊接速度上具有明顯的優(yōu)勢，在焊接過程中也具有很好的穩(wěn)定性與可塑性，這也使得手工下向焊接所得到的最終建筑產(chǎn)品具有很高的合格率。另外，該方法消耗較小，利于成本控制。為了能夠提升下向焊工藝的水平，讓得到焊接產(chǎn)物具備更好的質(zhì)量，首先應(yīng)該對坡口及其內(nèi)外側(cè)表面的雜物進行專門的清理，若發(fā)現(xiàn)裂痕、夾層等，要及時進行針對性的處理，讓坡口表現(xiàn)出金屬光澤。在對坡口進行修正的過程中需要對坡口進行打磨，保證坡口實際參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相契合。在施工完成后應(yīng)該做好相關(guān)的清渣工作，讓接頭點處于平整的狀態(tài)。在某些特定情況下可以結(jié)合雙聯(lián)管焊接工藝進行施工，以此來提升焊接效果。當(dāng)然部分工程中由于施工規(guī)模較大，施工環(huán)境較為復(fù)雜，此時就會考慮采用手工焊接作業(yè)的方式來進行焊接工作，這也能夠充分發(fā)揮手工焊接的靈活性特點。

二、影響長輸管道安裝焊接質(zhì)量因素

1.夾渣。在長輸管道安裝焊接的過程中很容易出現(xiàn)夾渣。夾渣形態(tài)各異，具有一定的不規(guī)則性。當(dāng)使用藥芯焊接的過程中，在焊縫表面會出現(xiàn)一層熔渣，如果未進行及時處理，熔渣在浮出表面時就已經(jīng)冷卻，從而停留在金屬內(nèi)形成夾渣。若夾渣數(shù)量過多將大大地降低焊縫的質(zhì)量，并導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)焊絲角度設(shè)定不合理、運條速度不穩(wěn)定、清渣工作不徹底時均會帶來夾渣。當(dāng)然，電流的穩(wěn)定性與其也具有密切的關(guān)聯(lián)，若電流出現(xiàn)波動特別是電流過高時，很容易產(chǎn)生夾渣。

2.焊瘤。在實際焊接的過程中，如果速度不均勻特別是速度過快，很有可能會帶來焊瘤。若操作手法不適宜，也會造成咬邊，同時也會產(chǎn)生焊瘤。

3.裂紋。當(dāng)焊接頭出現(xiàn)裂紋時，將會使焊接質(zhì)量大幅下降。造成裂紋的主要原因還是焊接操作手法以及焊接材料篩選不合適。當(dāng)保護電弧不能達到標(biāo)準(zhǔn)時，很容易產(chǎn)生裂紋。另外，保護氣體單位流量不足時也容易造成裂紋。在焊接的過程中，電流以及電壓的控制也是十分關(guān)鍵的步驟。如果電壓過高、電流太大，則會造成焊絲受熱不均導(dǎo)致裂紋。當(dāng)焊絲表面未徹底清潔時，也會影響到焊接的質(zhì)量，同時母材雜質(zhì)含量不合標(biāo)準(zhǔn)也會帶來裂紋。

4.氣孔。氣孔出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部，若氣孔過多或過密將很容易破壞焊接結(jié)構(gòu)，從而降低整體焊接質(zhì)量。當(dāng)一定量的氣體從凹坑出現(xiàn)時，在半熔融熔渣存在的情況下會受到抑制，這樣就很容易出現(xiàn)熔融金屬向下凹深，一旦金屬遇冷凝固時，將會出現(xiàn)氣溝并導(dǎo)致氣孔的出現(xiàn)。

三、長輸管道安裝焊接工藝選擇

某管道全長共4000 公里，管路直徑范圍為960 至1020毫米，厚度主要有三個規(guī)格即為17.5 毫米、21 毫米和26.2 毫米，輸氣壓力為10 兆帕，每年輸氣量超過1 萬立方米。在管道建設(shè)的過程，中主要采用的是鋼級X70 鋼管。一級地區(qū)采用螺旋縫埋弧焊鋼管，管厚為14.7 毫米，其他地區(qū)采用VOE 鋼管以及JCOE 鋼管，厚度為17.5毫米、21毫米和26.2毫米。

1.自動焊接工藝。在采取自動焊接工藝的同時需要根據(jù)實際環(huán)境對工藝進行調(diào)整。（1）雙焊炬活性氣體保護自動焊。運用該方法的自動焊機為P600 雙焊炬全自動焊機以及PAW3000 雙焊炬自動焊機，其中P600 型在生產(chǎn)效率上以及成本控制上具有優(yōu)勢。首先，它能夠進行基本的單、雙焊炬調(diào)節(jié)，其次，它還具有電弧跟蹤、智能編程、智能數(shù)據(jù)整合處理等多方面功能。通過觸屏操作來進行具體操控，這樣也就大大地提升了人機互動水平。P600 型自動焊機采用了對稱式設(shè)計，并根據(jù)人體工程學(xué)原理進行了優(yōu)化，這樣也從一定程度上減輕了焊接工的工作負擔(dān)。通過交互式數(shù)據(jù)操控，能夠大大地提升焊縫的質(zhì)量，讓焊縫達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）單焊炬熔化極活性氣體保護全位置自動焊。采用PWT-CWS.02NRT 焊機來實施該工藝。此焊機能夠讓填充、蓋面焊、根焊工作保持高度一致性，這樣也就讓管徑限制缺陷得到了很好的解決。該機器攜帶了MIG/MAG 焊接系統(tǒng)，在人機交互方面具有很大的優(yōu)勢，給人工操作帶來了很大的便利。在實際焊接過程中PWT-CWS.02NRT 焊機分別采用了行走電機、送絲電機等來對焊接小車進行有效的控制，通過適配傳感器對管道環(huán)縫的工藝參數(shù)進行調(diào)配，并利用工作站配套軟件對焊接工藝參數(shù)和焊接線能量進行計算，提升了整體性的焊接效率。（3）多焊炬管道環(huán)縫自動內(nèi)焊機根焊。對于部分管徑較大的管道（外徑超過813 毫米）采用多焊炬管道環(huán)縫自動內(nèi)焊機根焊效果較好。該焊機一般配置了六至八把焊槍，半數(shù)以上焊槍可以同時進行作業(yè)，這就大大地提升了焊接效率。

2.半自動焊接工藝。（1）STT 半自動根焊結(jié)合PAW2000 外焊機填充。在實際焊接作業(yè)中，管路直徑為1016 毫米，厚度為17.5 毫米，從整體情況來看，一次焊接合格率為93%左右，但是焊接速度不如自動焊接工藝，磨合程度還有待提升。（2）蓋面焊以及STT 半自動根焊結(jié)合APW-Ⅱ自動焊，一次焊接合格率為95%左右。該工藝一般是針對于大、中口徑管道外環(huán)縫熱焊道所使用，另外對填充焊道、蓋面焊道的焊接也具有較好的焊接效果。

3.人工輔助焊接。人工輔助焊接采用藥皮焊條電弧焊方法進行。該方法操作較為簡單，且脫渣容易，焊縫韌性也較為理想。焊條一般是用高纖維素材質(zhì)，此類焊條具有很好的成型效果，具有優(yōu)秀的熔透能力，熔敷速度較快，對熔渣下淌以及鐵水下淌能夠進行有效的控制，這也使其在長輸管道環(huán)焊縫的根熱焊與根焊中具有良好的作用。

參考文獻

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[2]蘇欣，袁宗明，范小霞.管道焊接工藝方法綜述[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2017（6）：147-149.

（作者單位：中石化勝利油建工程有限公司）