長輸管道焊接工藝和焊接質量的控制

代智超

摘要：近些年來隨著我國經濟的發展，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、高壓力等方向發展，新材料也不斷被應用。要想保證石油行業的健康安全發展，長輸管道的焊接工藝和焊接質量也應該得到足夠的重視。本文介紹了長輸管道的焊接工藝，并對焊接質量的控制進行了探討。

關鍵詞：長輸管道;焊接工藝;質量控制

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量，主要有以下幾個因素：

（1）氣候環境。溫度、濕度等環境條件會對焊接的質量產生一定的影響。

（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生變化，使得焊接質量難以保證。

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

（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，不能應用先進的焊接技術。

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、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，可以應用在低溫環境中和H2S含量比較高的腐蝕環境。低氫焊條上向焊主要應用在小管徑管道，它抗冷裂能力強，在接頭尺寸不規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條件下的作業。CO2氣體保護半自動焊接方式成本比較低、焊接效率和質量較高，可應用于全位置單面焊雙面成形的打底焊，但是缺點是現場需要有防風設施。

2.3 自動焊接工藝

自動焊的最大優勢在于對坡口的設計上，即在保證接頭性能和節省焊材的基礎上對坡口進行了最優化的設計。主要介紹兩種工藝：

2.3.1內焊機封底和外部自動焊機填充蓋面

內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則。但是設備非常復雜，在施工焊接過程中出現故障的概率很大，這就需要有足夠的配套裝置和專業的維修保護人員。同時，內焊機適用的管徑范圍小（只能在沙漠、戈壁發揮性能），因此這種工藝的推廣被限制。

2.3.2帶內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用其中，這類工藝有很多優點：設備簡單易操作、故障率低、適用范圍廣等。在很多管道的施工上得到了應用，特別是海洋管道。

3 長輸管道的焊接質量的控制

焊接的質量應該從焊接人員、設備和檢驗儀器、材料、焊接環境、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。對施工進行質量的控制，首先要做好對施工人員的控制，焊接的質量控制也不例外。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就成為影響焊接質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，掌握專業知識和專業技能，通過基本知識和操作技能考核并取得質量技術監督部門的焊工合格證之后，才能在有效期內持證上崗作業。

3.2 設備和檢驗儀器的控制

要保證焊接管道用的各種工具的質量，如手弧焊機、氬弧焊機、自動焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等，設備的性能指數和參數達到標準，這樣才能保證設備的焊接能力和焊接質量。溫度濕度儀、電流表、電壓表、風速儀、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，保證在焊接質量出現問題時能及時、準確的檢驗出來。

3.3 焊接環境的控制

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

3.4 材料的控制

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

3.5 焊前和焊接檢驗檢測

要確保管口表面質量、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，并確定是否符合工藝文件的規定。每次焊接完成后，焊工應先自行檢測飛濺、熔渣等缺陷病并將之清除，然后交給檢驗員檢驗。檢驗員應該根據相關的檢測標準進行檢測，監督并檢查焊接工藝的施工情況，一旦發現問題應該及時處理，或者向上進行反饋。

結束語

目前的長輸管道焊接技術應用相當廣泛，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場情況復雜，焊縫數量較多，各種不可預期因素都在影響著焊接的質量，這都對管道焊接技術提出了更高的要求。我們只有不斷地深入研究焊接技術，創新焊接方法，才能更好的保證長輸管道的焊接質量，從而保證其經濟利益和社會效益。

參考文獻

[1] 李俊超. 關于長輸管道焊接工藝研究分析[J].中國新技術新產品，2012（12）