長輸管道焊接工藝和焊接質(zhì)量的控制

代智超

摘要：近些年來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對石油、天然氣的需求量也不斷增加，長輸管道逐漸向大管徑、高壓力等方向發(fā)展，新材料也不斷被應(yīng)用。要想保證石油行業(yè)的健康安全發(fā)展，長輸管道的焊接工藝和焊接質(zhì)量也應(yīng)該得到足夠的重視。本文介紹了長輸管道的焊接工藝，并對焊接質(zhì)量的控制進行了探討。

關(guān)鍵詞：長輸管道;焊接工藝;質(zhì)量控制

1 影響長輸管道焊接的因素

在長輸管道焊接施工中，會有各種因素影響著管道焊接的質(zhì)量，主要有以下幾個因素：

（1）氣候環(huán)境。溫度、濕度等環(huán)境條件會對焊接的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

（2）流動性施工。在長輸管道的焊接施工中，工作地點會隨工程的進度不斷的發(fā)生變化，使得焊接質(zhì)量難以保證。

（3）地形、地貌。長輸管道在鋪設(shè)施工過程中會遇到各種的地形、地貌，導(dǎo)致焊縫位置變化多端，會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。

（4）施工場地如果比較狹窄，也會使機械化的焊接工藝的適用性差，不能應(yīng)用先進的焊接技術(shù)。

2 長輸管道的焊接工藝

焊接的方式主要可以分為手工焊、半自動焊和自動焊三個大類，下面分別闡述：

2.1 手工電弧焊工藝

手工電弧焊工藝根據(jù)焊接的方向和使用不同的焊條，可以分為四種：低氫焊條上、下向焊、高纖維素焊條下向焊和組合焊。高纖維素焊條下向焊是我國最普遍和常用的焊接方法，它電流大、焊接速度快（根焊速度達20-50cm/min）、利于野外作業(yè)、合格率高，適用于鋼級X60以下、口徑大于254毫米、厚度在7-16毫米的鋼管。低氫焊條下向焊采用低氫型焊條藥皮，含氫量小于5mL/100g，相比高纖維焊條焊縫有很好的低溫韌性和抗冷裂性，可以應(yīng)用在低溫環(huán)境中和H2S含量比較高的腐蝕環(huán)境。低氫焊條上向焊主要應(yīng)用在小管徑管道，它抗冷裂能力強，在接頭尺寸不規(guī)則的情況下焊接仍能有良好的焊接效果。組合不同的焊接方式來完成一道焊接工序，通常能達到不錯的效果，這樣的組合焊接方式稱為組合焊，如根焊用纖維素焊條下向焊，填充、蓋帽用上向焊等。

2.2 半自動焊工藝

半自動焊工藝主要包括藥芯焊絲自保護半自動焊接技術(shù)和CO2氣體保護半自動焊接方式。其中第一種工藝能適用于各種位置的焊接，藥芯在高溫下分解出的大量氣體能保護電弧和熔池，所以特別適合于室外有風(fēng)條件下的作業(yè)。CO2氣體保護半自動焊接方式成本比較低、焊接效率和質(zhì)量較高，可應(yīng)用于全位置單面焊雙面成形的打底焊，但是缺點是現(xiàn)場需要有防風(fēng)設(shè)施。

2.3 自動焊接工藝

自動焊的最大優(yōu)勢在于對坡口的設(shè)計上，即在保證接頭性能和節(jié)省焊材的基礎(chǔ)上對坡口進行了最優(yōu)化的設(shè)計。主要介紹兩種工藝：

2.3.1內(nèi)焊機封底和外部自動焊機填充蓋面

內(nèi)焊機是我國針對西氣東輸工程從國外引進的根焊專機，在管口周圍一般都有4-6個焊炬，對接之后可以同時進行焊接，大大提高了封底的速度，而且這樣封底之后成型很規(guī)則。但是設(shè)備非常復(fù)雜，在施工焊接過程中出現(xiàn)故障的概率很大，這就需要有足夠的配套裝置和專業(yè)的維修保護人員。同時，內(nèi)焊機適用的管徑范圍?。ㄖ荒茉谏衬?、戈壁發(fā)揮性能），因此這種工藝的推廣被限制。

2.3.2帶內(nèi)襯墊對口器外部管道自動焊

這種工藝中，單、雙焊炬自動焊機都可以應(yīng)用其中，這類工藝有很多優(yōu)點：設(shè)備簡單易操作、故障率低、適用范圍廣等。在很多管道的施工上得到了應(yīng)用，特別是海洋管道。

3 長輸管道的焊接質(zhì)量的控制

焊接的質(zhì)量應(yīng)該從焊接人員、設(shè)備和檢驗儀器、材料、焊接環(huán)境、焊前和焊接檢驗檢測、焊縫返修等多個方面進行控制。

3.1 施工人員的控制

任何的施工工程，人都是施工的主體。對施工進行質(zhì)量的控制，首先要做好對施工人員的控制，焊接的質(zhì)量控制也不例外。當前的長輸管道的焊接工藝主要還是以手工為主，所以焊接人員的焊接水平和焊接技術(shù)就成為影響焊接質(zhì)量的最重要的因素之一。所以必須對焊接人員進行崗前培訓(xùn)，掌握專業(yè)知識和專業(yè)技能，通過基本知識和操作技能考核并取得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門的焊工合格證之后，才能在有效期內(nèi)持證上崗作業(yè)。

3.2 設(shè)備和檢驗儀器的控制

要保證焊接管道用的各種工具的質(zhì)量，如手弧焊機、氬弧焊機、自動焊機、焊條烘干設(shè)備和焊縫熱處理裝置等，設(shè)備的性能指數(shù)和參數(shù)達到標準，這樣才能保證設(shè)備的焊接能力和焊接質(zhì)量。溫度濕度儀、電流表、電壓表、風(fēng)速儀、焊口檢驗尺等檢驗工具也要檢定合格并保證其檢驗的能力，保證在焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題時能及時、準確的檢驗出來。

3.3 焊接環(huán)境的控制

焊接工作時周圍的氣候環(huán)境是影響焊接質(zhì)量的一個重要因素。下面的幾種自然環(huán)境下是不宜進行焊接的：有風(fēng)天氣（氣體保護焊：風(fēng)速大于2m/s;低氫型焊條電弧焊：風(fēng)速大于5m/s;酸性焊條電弧焊，風(fēng)速大于8m/s;藥芯自保護焊絲半自動焊，風(fēng)速大于8m/s）情況下不能焊接;雨雪天氣;大氣濕度達到90%以上;環(huán)境溫度過低（低于焊接工藝規(guī)定的最低焊接溫度）。

3.4 材料的控制

長輸管道元件，如鋼管、焊材、管件等材料，應(yīng)該于有長輸管道元件生產(chǎn)許可證的生產(chǎn)商處采購，管道元件的質(zhì)量說明書等內(nèi)容應(yīng)該清晰、齊全，管道元件的質(zhì)量要符合施工標準，這是保證焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。要堅決禁止不合格、偽劣的產(chǎn)品投入使用。

3.5 焊前和焊接檢驗檢測

要確保管口表面質(zhì)量、坡口的表面和角度、對口間隙、組對間隙、錯邊量、坡口尺寸的誤差在合理的范圍內(nèi)，并確定是否符合工藝文件的規(guī)定。每次焊接完成后，焊工應(yīng)先自行檢測飛濺、熔渣等缺陷病并將之清除，然后交給檢驗員檢驗。檢驗員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的檢測標準進行檢測，監(jiān)督并檢查焊接工藝的施工情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該及時處理，或者向上進行反饋。

結(jié)束語

目前的長輸管道焊接技術(shù)應(yīng)用相當廣泛，除了西氣東輸管道，還有中俄輸油管道、西南成品油管道等都在實施過程中。長輸管道焊接的施工現(xiàn)場情況復(fù)雜，焊縫數(shù)量較多，各種不可預(yù)期因素都在影響著焊接的質(zhì)量，這都對管道焊接技術(shù)提出了更高的要求。我們只有不斷地深入研究焊接技術(shù)，創(chuàng)新焊接方法，才能更好的保證長輸管道的焊接質(zhì)量，從而保證其經(jīng)濟利益和社會效益。

參考文獻

[1] 李俊超. 關(guān)于長輸管道焊接工藝研究分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（12）