頁(yè)巖氣站內(nèi)管道工程焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比及選用

王健

摘要：頁(yè)巖氣是一種清潔、高效的綠色能源，我國(guó)高度重視頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已將頁(yè)巖氣擺到國(guó)家能源戰(zhàn)略的位置。頁(yè)巖氣開發(fā)在國(guó)家各項(xiàng)政策的支持下已進(jìn)入黃金時(shí)期，但在國(guó)際油氣價(jià)格持續(xù)低迷的大形勢(shì)下，降本增效仍是石油行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要手段，因此，頁(yè)巖氣開采過(guò)程中壓力能的利用意義非凡。本文對(duì)頁(yè)巖氣站內(nèi)管道工程焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比及選用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣;站內(nèi)管道工程;焊接工藝評(píng)定

引言

我國(guó)非常規(guī)油氣資源的勘探開發(fā)尚處于初級(jí)階段，頁(yè)巖氣外輸管線建設(shè)的相關(guān)研究相對(duì)較少。然而，管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施完善與否對(duì)頁(yè)巖氣能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)至關(guān)重要。由于我國(guó)頁(yè)巖氣富集區(qū)域多處于山區(qū)或丘陵地帶，地質(zhì)地貌復(fù)雜多樣，頁(yè)巖氣外輸管線鋪設(shè)面臨著很大的不確定性，投資決策過(guò)程十分復(fù)雜，是一個(gè)典型的多階段多目標(biāo)投資決策問(wèn)題。

1天然氣管道焊接中下向焊接技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前大口徑天然氣管道焊接技術(shù)中的下向焊接技術(shù)與上向焊接技術(shù)、管道全位焊接具備以下優(yōu)勢(shì)：第一，下向焊接技術(shù)工藝參數(shù)采用小縫隙、大鈍邊，因此焊接的質(zhì)量遠(yuǎn)高于上向焊接技術(shù)與管道全位焊接技術(shù)，且焊接速度與效率也得到有效的提升，對(duì)于施工企業(yè)來(lái)說(shuō)能提升經(jīng)濟(jì)效益。第二，下向焊接技術(shù)中采用了專用焊條，專用焊條是由獨(dú)特藥皮配方制成，能幫助增大電弧吹力，穩(wěn)定燃燒。而焊接中飛濺范圍小，焊條融化速度快，熔敷效率高，大幅度的保護(hù)電弧與熔池。第三，焊接填充之中使用相同長(zhǎng)度的焊條焊接，如若采用上向焊接技術(shù)能保證熔敷率低，且焊接長(zhǎng)度不得短于下向焊接。而下向焊接技術(shù)的使用下熔敷率更高，且焊接速度遠(yuǎn)高于上向焊接速度。第四，下向焊接的操作難度相比較其他焊接技術(shù)來(lái)說(shuō)更小，焊道厚度維持在2mm左右，焊縫缺陷效，確保焊接質(zhì)量。第五，下向焊接操作中普遍運(yùn)用纖維素焊條，這是因?yàn)樵跈C(jī)械操作下纖維素焊條的燃燒只會(huì)產(chǎn)生少量的熔渣，在連續(xù)焊接下能形成單面焊雙面形型焊縫。第六，通過(guò)不斷的檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)下向焊接的管道具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，適合野外長(zhǎng)距離鋪設(shè)。第七，下向焊接產(chǎn)生的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上向焊接，且下向焊接的速度與質(zhì)量都高于上向焊接。

2復(fù)合型下向焊接技術(shù)

隨著管道工程建設(shè)復(fù)雜性提升，在施工過(guò)程中不免出現(xiàn)大口徑天然管道泄漏問(wèn)題，如若根據(jù)根層、熱焊層、填充層，及覆蓋面層采用不同種類的焊接技術(shù)與工藝，會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間與精力。因此在實(shí)際操作中可對(duì)根層與熱焊層進(jìn)行焊接采用下向焊，這一措施解決了根層與熱焊層管道壁較厚帶來(lái)的維修問(wèn)題，但是在這個(gè)過(guò)程中需要焊接的層數(shù)過(guò)多，下向焊的速度過(guò)快不能滿足焊接要求。深思熟慮后筆者認(rèn)為可對(duì)填充層與覆蓋層則采用上向焊，是將上向焊與下向焊結(jié)合進(jìn)行施工，兩者間的取長(zhǎng)補(bǔ)短充分的完成這一工作，以此來(lái)滿足大口徑天然氣管道泄漏搶修工作的需求，為附近居民盡快恢復(fù)供氣。

3頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境管理要點(diǎn)

由于頁(yè)巖氣開發(fā)行業(yè)尚未發(fā)布污染控制，在頁(yè)巖氣廢水開發(fā)、甲烷等方面，尤其是在污染控制方面，沒(méi)有明確的排放控制要求，廢水工業(yè)中可溶解的固體。目前的環(huán)境評(píng)估通常需要采取措施，控制填埋場(chǎng)和其他主要建筑場(chǎng)地，防止?jié)穸龋诜指舻牡貐^(qū)安裝降落傘，限制鉆井，進(jìn)行污水泄漏和減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在我國(guó)，石油污染富集的油氣工業(yè)鉆柱一般被視為危險(xiǎn)廢物，如熱分析、提取、化學(xué)清洗等。已處理，但固體廢物處理和處理后碎片的綜合利用尚未完全控制。

4焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)異同分析

4.1材料分組

GB/T31032僅適用于碳鋼和低合金鋼，按屈服強(qiáng)度不同，將材料分成3個(gè)組別，一旦材料組別變化，應(yīng)重新進(jìn)行評(píng)定;SY/T0452適用的材料更廣，按抗拉強(qiáng)度對(duì)碳鋼和低合金鋼分成5組。頁(yè)巖氣項(xiàng)目的平臺(tái)、集氣站普遍采用管線鋼，主要包括L245和L360鋼級(jí)。管道焊接涉及L245、L360同材質(zhì)焊接以及L245和L360兩種材質(zhì)焊接。若焊評(píng)執(zhí)行GB/T31032，由于L360和L245材料不在一個(gè)組別，上述三種焊接工況均應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，即3組焊評(píng);若采用SY/T0452，L245和L360屬于同一類不同組材料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不同類別（組別）號(hào)母材之間相焊，經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝也適用于這兩類（組）別號(hào)母材各自相焊。并且同類別號(hào)中，高組別號(hào)母材的評(píng)定適用于該組別號(hào)母材與低組別號(hào)母材所組成的焊接接頭。因此，采用評(píng)定合格的L360和L245材質(zhì)焊接工藝評(píng)定可覆蓋L245和L360同材質(zhì)焊接，僅用1組焊評(píng)即滿足三種焊接工況要求，減少焊評(píng)組數(shù)。

4.2焊接位置

GB/T31032要求焊縫由旋轉(zhuǎn)焊變?yōu)楣潭ê福蚍粗畱?yīng)重新進(jìn)行評(píng)定;45°傾斜固定焊可替代水平固定焊和垂直焊接，其他不得相互替代。SY/T0452要求任一焊接位置評(píng)定合格的焊接工藝，該工藝應(yīng)適用各種焊接位置。

5焊縫試驗(yàn)

5.1外觀檢測(cè)

GB/T31032對(duì)外觀檢測(cè)未做規(guī)定。SY/T0452要求焊縫不能有裂紋，同時(shí)要求對(duì)焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)。應(yīng)注意的是，焊評(píng)的主要目的是驗(yàn)證焊縫的力學(xué)性能而非考察焊縫缺陷和裂紋。在焊縫力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求前提下，焊縫質(zhì)量可在設(shè)計(jì)文件中要求，現(xiàn)場(chǎng)焊縫無(wú)損檢測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

5.2刻槽試驗(yàn)

刻槽試驗(yàn)是GB/T31032規(guī)定的試驗(yàn)，合格標(biāo)準(zhǔn)為：每個(gè)刻槽錘斷試樣的斷裂面應(yīng)完全焊透和熔合，任何氣孔的最大尺寸應(yīng)不大于1.6mm，且所有氣孔的累計(jì)面積應(yīng)不大于斷裂面的2%，夾雜高度應(yīng)不超過(guò)0.8mm，長(zhǎng)度應(yīng)不大于鋼管工程壁厚的1/2，且小于3mm;相鄰?qiáng)A渣之間至少應(yīng)有13mm。SY/T0452要求用于長(zhǎng)輸線路管線焊評(píng)應(yīng)進(jìn)行刻槽試驗(yàn)，合格標(biāo)準(zhǔn)與GB/T31032一致。

結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合頁(yè)巖氣站內(nèi)管道工程特點(diǎn)，對(duì)比GB/T31032和SY/T0452焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫力學(xué)性能的要求一致;SY/T0452的評(píng)定因素比GB/T31032少。

參考文獻(xiàn)

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