探究高壓天然氣管道焊接工藝選擇及質量控制

繩東風 楊立劍（石油天然氣管道工程質量監督站，河北 廊坊 065000）

與其他管道相比較來講，高壓天然氣管道危險性比較高，如果發生泄露，容易引發爆炸事故。為了保證高壓天然氣管道焊接質量，降低泄露事故的發生概率，本文重點分析高壓天然氣管道焊接注意事項與質量控制要點。

1 常見的高壓天然氣管道焊接工藝

根據輸氣壓力來分類，天然氣管道主要分為以下幾種，分別是高壓燃氣管道、次高壓燃氣管道、中低壓燃氣管道與低壓燃氣管道，其中，高壓燃氣管道分為A 級高壓燃氣管道與B 級高壓燃氣管道。高壓天然氣管道焊接前，結合有關規范標準要求制定合理的焊接工藝評定，并編制焊接工藝規程或焊接作業指導書。為提高焊接效率，長距離輸送天然氣的高壓管道一般采用纖維素焊條下向根焊+自保護藥芯焊絲下向焊填充、蓋面工藝組合較多，接頭型式一般選用V 型，由鋼管制造廠加工成型，根據鋼管的材質不同選用等強度或高強匹配的焊材型號，以保證焊縫金屬韌性及強度。

1.1 焊根與熱焊

根焊與熱焊焊材一般選用纖維素焊條下向焊，電弧具有熔深大，穿透力強，根部打底焊單面焊雙面成形好，氣孔敏感性小，操作難度小，焊縫內外質量高，焊工易掌握，培訓周期短等工藝特點，適宜野外環境及大口徑高壓管道焊接。組對方式一般選用內對口器，連頭口選用內對口器。

另外，在根焊與熱焊過程當中，高壓天然氣管道焊接人員還要特別注意以下問題：

（1）焊接期間，科學利用防風棚，減小外界風力對高壓天然氣管道焊接質量產生的不利影響。

（2）做好預熱工作，高壓天然氣管道的預熱溫度滿足焊接工藝規程要求，防止焊接過程中出現較多裂縫[1]。

（3）線能量輸入嚴格按照焊接工藝規程執行，防止焊縫金屬力學性能下降。

1.2 填充

在填充焊接作業期間，焊接人員可采用藥芯焊絲自保護半自動焊接工藝，常見的焊絲為美國林肯氣保藥芯焊絲，焊接過程中氣渣聯合保護熔池，熔滴過度均勻，生產效率高。但焊接過程中會產生大量飛濺。所以，在填充焊接與熱焊作業期間，焊接人員要全面清理焊渣和飛濺物。焊接各層的引弧點與熄弧點，錯開量不能小于30mm，同時不能在焊道以外的鋼管上進行引弧。

1.3 蓋面

蓋面焊接環節，焊接工藝選擇一般與填充焊一致，焊縫寬度較大時要采用多道焊蓋面，高壓天然氣管道焊縫的外觀要求比較高，要求管道焊縫外觀平整、圓滑過渡，表層存在存有夾渣、氣孔、未熔合、凹陷及超出標準要求的深度咬邊等缺陷，焊接人員施焊完成后要進行外觀檢查，如發現超標缺陷立即清理和修補，=保證焊縫外觀質量合格。另外，在寒冷的冬季，要想進一步提升高壓天然氣管道的焊接質量，焊接人員還要采取完善的保溫緩冷措施，確保焊接質量合格，避免出現管道泄露現象，降低經濟損失[2]。

2 提升高壓天然氣管道焊接質量的重要措施

2.1 焊接準備環節的質量控制要點

為了提升高壓天然氣管道焊接質量，在開展焊接工作之前，焊接人員需要做好一系列準備工作，從根本上減少焊接缺陷的出現。和其他工程類似，高壓天然氣管道焊接質量受“人、機、料、法、環”影響較大，要求施工單位加強焊接人員培訓力度，選擇正確的焊接設備、焊接工藝與方法，并嚴格控制焊接材料質量，減小外界環境對高壓天然氣管道焊接質量產生的負面影響。

高壓天然氣管道焊接前，施工單位需要制定出完善的管理制度由焊接專業的技術人員根據鋼管材質、焊材型號、焊接設備及工程特點，制定合理的焊接工藝評定方案，嚴格按照標準要求對焊接試驗過程進行記錄、檢測、取樣，并由有資格的檢測機構進行力學性能試驗，根據試驗結果出具焊接工藝評定報告，編寫焊接工藝規程，用于指導施工現場焊接作業，保證焊接質量。

通過落實高壓天然氣管道焊接工藝規程，可以避免焊接缺陷的出現，焊接人員在實際焊接作業之前，施工單位還要對各項材料與機具進行全方位檢查，在滿足高壓天然氣管道焊接要求的基礎之上，提升焊接質量。在檢查各項焊接設備時，要求檢驗人員重點檢查發電機、電焊機，保證發電機與電焊接的電壓與電流穩定[3]。

焊接材料進入到施工場地前，施工單位要對焊條與焊絲的規格型號及包裝完好性進行檢查，監理單位重點檢驗材料規格型號、產品質量證明文件、復檢報告等是否滿足規定標準要求。焊條撤掉包裝之后，需要采取有效防潮措施，必要時進行焊材烘干。

2.2 焊接環節的質量控制要點

為了保證高壓天然氣管道焊接質量滿足規定標準要求，焊接人員在實際工作之中，需要認真按照焊接工藝要求進行施工，需要特別注意的是，嚴格控制焊接電流、電壓、預熱溫度和層間溫度，保證焊接過程滿足工藝規程要求。針對不同壁厚的高壓天然氣管道，焊接人員要按照工藝規程要求合理控制焊接層數，適當增加立填焊[4]。

高壓天然氣管道現場對口焊接，焊接人員要重點注意以下問題：

第一，管口組對時，相鄰制管焊縫在對口出錯開，距離不小于100mm。

第二，使用內對口器時，根焊全部完成后方可撤離，當根部恨到承受鋪設應力比正常情況高，且可能發生裂紋，宜完成熱焊后撤離對口器。使用外對口器時，根焊至少均勻對稱完成環焊縫總長的50%后，方可撤離對口器。

第三，當日不能完成的焊口至少應完成50%管道壁厚且不少于三層焊道。

第四，焊接完成后，應清除焊縫表面熔渣、飛濺和其他污物。

第五，當施焊環境條件不符合焊接工藝規程要求時，應采取有效的防護做事，否則嚴禁施焊。

2.3 焊接結束后的質量控制要點

高壓天然氣管道焊接完畢后，焊接人員需要將焊接管道表面的雜物清理干凈，并使用記號筆在距離焊口附近位置，標記焊口編號，100%檢查焊縫外觀質量，防止出現裂紋、表面未熔合、氣孔等超標缺陷，提高天然氣管道的焊接質量。

2.4 返修焊接

無損檢測后，除弧坑裂紋外，所有帶裂紋的焊口應從管線上切除，弧坑裂紋和其他非裂紋性缺陷可進行返修。返修應執行返修焊接工藝規程，每處返修不超過2次，每處返修長度應符合標準要求。返修后重新進行無損檢測。

3 結語

綜上，通過合理介紹提升高壓天然氣管道焊接質量的重要措施，例如明確焊接準備環節的質量控制要點、焊接環節的質量控制要點、焊接結束后的質量控制要點等等，可以保證高壓天然氣管道焊接工作效率與質量更好提升。