儲(chǔ)運(yùn)工程施工管線(xiàn)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

摘 要：管道輸送在油氣長(zhǎng)距離輸送中是很重要的一種方式，隨著近幾年中國(guó)管網(wǎng)的不斷發(fā)展壯大，對(duì)于管道的施工相應(yīng)的提出了更高的要求。焊接是管道施工中很重要的組成部分，焊接質(zhì)量的好壞直接影響著未來(lái)管道的使用情況。本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)使用的焊接技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，探索焊接技術(shù)的最新研究情況，同時(shí)對(duì)焊接施工提出建議。

關(guān)鍵詞：管道施工;焊接;現(xiàn)狀;研究

相比油氣長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)钠渌绞?，管道運(yùn)輸是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式。到2013年為止，美國(guó)的天然氣管道運(yùn)輸在陸地上天然氣運(yùn)輸中占到了約99%。美國(guó)天然氣干線(xiàn)管道總長(zhǎng)為49萬(wàn)公里，而截至2013年底，我國(guó)天然氣干線(xiàn)管道總長(zhǎng)為7.8萬(wàn)公里，約為美國(guó)的1/6。我國(guó)天然氣管道、管網(wǎng)建設(shè)仍處在初期發(fā)展階段?！笆濉比珖?guó)將新建天然氣管道4.5萬(wàn)千米、原油管道0.9萬(wàn)千米、成品油管道2萬(wàn)千米，到2015年我國(guó)油氣管道總長(zhǎng)度將達(dá)到15萬(wàn)千米。其中重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目包括中哈原油管道二期、中緬油氣管道境內(nèi)段、中亞天然氣管道二期，以及西氣東輸三線(xiàn)、西氣東輸四線(xiàn)工程。管道在油氣運(yùn)輸中的大量使用使得管道的施工在油氣儲(chǔ)運(yùn)工程施工中顯得愈發(fā)重要，先進(jìn)的管線(xiàn)施工技術(shù)決定了完成工程的質(zhì)量好壞和管線(xiàn)的壽命長(zhǎng)短等。而管道的焊接是管道施工中技術(shù)含量高，質(zhì)量要求也高的重要組成部分。

一、管道的焊接種類(lèi)

（一）氣焊

利用氣體燃燒火焰作熱源的熔焊叫做氣焊。氣焊一般用于焊接DN80mm、壁厚4mm以下的碳鋼管、銅管、鋁管、鉛管等。特殊情況下，也可用于管徑較大管壁較薄的管子焊接，但是不銹鋼管道不準(zhǔn)許用氣焊進(jìn)行焊接。但由于氣體火焰溫度低（3100～3300℃），熱量比較分散，生產(chǎn)效率低，焊接變形大，接頭性能較差。

（二）手工電弧焊

手工電弧焊是一種用電弧做熱源的熔焊法。它廣泛應(yīng)用于各種金屬管、各種壁厚管子的焊接。由于焊接時(shí)線(xiàn)能量較氣焊小，金相組織細(xì)，熱影響區(qū)小，焊接質(zhì)量好。目前主要用于長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)的焊接施工，在線(xiàn)路工程建設(shè)中已基本不采用。

（三）埋弧焊

埋弧焊是以連續(xù)送的焊絲作為電極和填充金屬。埋弧焊可以采用較大的焊接電流，與手工電弧焊相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)是焊縫質(zhì)量好，焊接速度高，特別適于焊接大型工件的直縫，而且多數(shù)采用機(jī)械化焊接。埋弧焊已廣泛用于碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼的焊接。

（四）自動(dòng)焊

管道全位置自動(dòng)焊接就是指在管道相對(duì)固定的情況下，焊接小車(chē)帶動(dòng)焊槍沿軌道圍繞管壁運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。目前，除采用手工焊接外，管道焊接較多的是采用埋弧自動(dòng)焊接工藝和氣體保護(hù)焊工藝。

（五）手工鎢極氬弧焊

惰性氣體保護(hù)焊是一種以電弧為熱源的熔焊方法。焊接時(shí)從焊槍噴嘴連續(xù)噴出保護(hù)氣體排除焊接區(qū)的空氣，保護(hù)電弧及焊接熔池不受大氣的污染。

二、我國(guó)管道焊接中常存在的缺陷類(lèi)型

在焊接中常出現(xiàn)的缺陷可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類(lèi)。外部缺陷用眼睛和放大鏡觀(guān)察即可發(fā)現(xiàn)，而內(nèi)部缺陷藏于焊縫或熱影響區(qū)的金屬內(nèi)部，必須借助特殊的方法才能發(fā)現(xiàn)。外部缺陷主要有焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、燒穿、弧坑未填滿(mǎn)以及表面裂紋及氣孔等;而內(nèi)部缺陷主要是未焊透、夾渣、氣孔以及裂紋。

三、焊接接頭的性能鑒定

在實(shí)際生產(chǎn)中，焊接接頭常會(huì)出現(xiàn)一些肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)的缺陷，我們必須采取一定的方法發(fā)現(xiàn)這些缺陷，才能避免在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)事故。在實(shí)際工程中，我們采用的多種的無(wú)損探傷法，其中包括射線(xiàn)法（χ或γ射線(xiàn)）、超聲波法和磁力探傷法。

四、近幾年焊接技術(shù)的研究

近幾年對(duì)于焊接技術(shù)開(kāi)展的科研工作有：X70、X80大變形鋼用半自動(dòng)焊焊接工藝及環(huán)焊接頭應(yīng)力分析研究、X100高強(qiáng)度管線(xiàn)鋼管焊接技術(shù)的研究、自保護(hù)藥芯焊絲全位置自動(dòng)焊接裝置研制、X80鋼管環(huán)焊縫氣保護(hù)實(shí)心焊絲新產(chǎn)品的研制、管道全位置激光或電弧復(fù)合焊技術(shù)前期研究、大口徑管道單弧雙絲自動(dòng)焊機(jī)設(shè)備研制、油氣管道環(huán)焊縫與母材韌性匹配研究以及油氣管道環(huán)焊接接頭沖擊韌性技術(shù)條件研究。[1]

五、國(guó)內(nèi)焊接技術(shù)存在的問(wèn)題及提出的建議

（一）焊接設(shè)備的自主研制

油氣管道的建設(shè)多在地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的情況下進(jìn)行，因此對(duì)于焊接技術(shù)和焊接設(shè)備的要求就提出了嚴(yán)苛的要求。目前國(guó)內(nèi)仍處于照搬國(guó)外焊接設(shè)備的階段，只有少數(shù)的廠(chǎng)家能夠生產(chǎn)出合格的設(shè)備，因此我國(guó)在參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的狀況下應(yīng)開(kāi)始自主研發(fā)適合于中國(guó)使用的的焊接設(shè)備。

（二）加強(qiáng)焊接技術(shù)管理以及焊工基礎(chǔ)培訓(xùn)工作

焊接是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的施工技術(shù)，對(duì)于焊工的熟悉程度、經(jīng)驗(yàn)等都要求很高。在油氣管道建設(shè)中，為了提高焊接質(zhì)量，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)上崗員工的管理和培訓(xùn)，做到在每一次焊接前，都應(yīng)該當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，能夠焊接出合格管道的員工才能上崗。同時(shí)，施工方也應(yīng)該組織相關(guān)培訓(xùn)，讓有經(jīng)驗(yàn)的焊工為新上崗的焊工進(jìn)行指導(dǎo)。

（三）焊接新技術(shù)的自主研發(fā)

管材在不斷的更新，目前在實(shí)際生產(chǎn)中越來(lái)越傾向于使用強(qiáng)度高、壁厚大的管材，而相應(yīng)的管道的焊接技術(shù)也應(yīng)當(dāng)隨之更新。中國(guó)在參考其他國(guó)家新技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注重開(kāi)展相關(guān)研究，根據(jù)自身情況開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)使用的焊接新技術(shù)。

（四）焊接技術(shù)跟不上管材的發(fā)展

我國(guó)在開(kāi)始使用X80管材時(shí)，掌握的還是適用于X70管材的焊接技術(shù)，因而在使用該焊接技術(shù)以后，發(fā)現(xiàn)管道在使用的過(guò)程會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，而我國(guó)才將X80管材的焊接技術(shù)基本掌握時(shí)，X100的管材又開(kāi)始被廣泛采用。因此，我國(guó)應(yīng)當(dāng)積極更新焊接技術(shù)，緊跟國(guó)際步伐，在新管材和新焊接技術(shù)的研制上盡量做到同步，提高管道的焊接質(zhì)量。

六、結(jié)語(yǔ)

管道的焊接在儲(chǔ)運(yùn)工程施工中占據(jù)著很重要的地位，它關(guān)系著管道在未來(lái)是否能夠安全而長(zhǎng)期的使用，因此我國(guó)因重視管道焊接技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，培養(yǎng)具有相關(guān)技術(shù)的優(yōu)秀人才，為我國(guó)的油氣長(zhǎng)輸提供安全可靠的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹永利，黃福祥，王勤.我國(guó)長(zhǎng)輸管道焊接技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向[J]. 石油科技論壇. 2012（01）.

作者簡(jiǎn)介：鄭瀚翔（1994–），男，漢族，四川西昌人，西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)2012級(jí)本科生在讀。