石油天然氣管道焊接技術(shù)水平提高研究

張俊維　徐蕾

摘要：隨著全世界各個(gè)國(guó)家對(duì)石油天然氣需求量的不斷增加，對(duì)石油天然氣運(yùn)輸，即石油天然氣管道的焊接需求也隨之顯著增加。提高石油天然氣運(yùn)輸過(guò)程中的效率和質(zhì)量是保障石油天然氣資源不被浪費(fèi)、得到有效利用的方法。文章針對(duì)石油天然氣管道焊接技術(shù)方法展開(kāi)論述，旨在提高當(dāng)今的焊接技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：管道運(yùn)輸；石油天然氣管道；焊接技術(shù)；焊接工藝；輸送環(huán)境 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG457 文章編號(hào)：1009-2374（2015）25-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.019

1 概述

在石油天然氣產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，世界各國(guó)石油天然氣管道焊接的技術(shù)水平直接影響石油天然氣行業(yè)發(fā)展的速度與效率。由于各地地形復(fù)雜，石油天然氣作為易燃易爆流體在輸送過(guò)程中需要格外小心，只能采用封閉式管道運(yùn)輸方式。因而，石油天然氣產(chǎn)業(yè)對(duì)輸送環(huán)境的要求十分苛刻。本文主要針對(duì)石油天然氣管道焊接技術(shù)中涉及的問(wèn)題，從焊接選擇材料、管道焊接環(huán)境以及管道焊接施工工藝等方面，深入闡述提高石油天然氣管道焊接技術(shù)水平的方法，提高石油天然氣管道焊接的施工質(zhì)量。

2 石油天然氣管道焊接材料選擇及焊接檢測(cè)

2.1 石油天然氣管道焊接材料選擇

想要達(dá)到良好的管道安全等級(jí)，首先會(huì)在石油天然氣管道焊接材料的選擇方面有較高要求，石油天然氣管道焊接材料的選擇是影響焊接水平的決定性因素之一。各工程隊(duì)不能為了節(jié)約焊接成本而選擇劣質(zhì)的、質(zhì)量不過(guò)關(guān)的焊接材料，必須在焊接材料的選擇上投入足夠大的資金，并對(duì)整個(gè)選擇過(guò)程從采購(gòu)到驗(yàn)收制定嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行高質(zhì)量管道焊接材料選擇標(biāo)準(zhǔn)。選擇石油天然氣管道焊接材料主要關(guān)注四方面內(nèi)容：（1）選擇大廠制造有相關(guān)部門檢測(cè)合格證書的焊接材料，堅(jiān)決不從無(wú)質(zhì)量保障的小廠家購(gòu)入；（2）由于石油天然氣管道鋪設(shè)地區(qū)不同也存在相應(yīng)的管道材料選擇差異性，因此需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行因地制宜的材料選擇評(píng)估，形成嚴(yán)格的選購(gòu)文檔，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境選擇符合實(shí)際情況的管道材料；（3）石油管道材料選購(gòu)中要注意材料包括哪些成分，在選擇之前需要通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如化學(xué)檢測(cè)或光譜分析確認(rèn)管道材料，避免在石油天然氣運(yùn)輸過(guò)程中混入不明有毒有害物質(zhì)，甚至破壞焊接質(zhì)量；（4）在進(jìn)行實(shí)際管道焊接操作時(shí)，由于相關(guān)材料特殊特性要求，使用的焊條必須提前經(jīng)過(guò)干燥處理，經(jīng)過(guò)溫度濕度檢測(cè)后方可繼續(xù)實(shí)施后續(xù)焊接過(guò)程。焊條投入使用前必須妥善保存，置于通風(fēng)干燥環(huán)境中，入庫(kù)與使用前需要分別進(jìn)行烘干處理。

2.2 后期石油管道焊接檢測(cè)處理

石油天然氣管道焊接檢測(cè)過(guò)程是保障焊接技術(shù)水平的主要程序。石油天然氣管道的焊接檢測(cè)包括以下內(nèi)容：管道焊接接口的鈍邊、交錯(cuò)區(qū)域數(shù)量、坡邊角度、管道間隙距離、管道表面縫隙情況等，以上檢測(cè)指標(biāo)務(wù)必符合焊接操作前的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，否則需要進(jìn)行統(tǒng)一修整處理。另外，整個(gè)石油天然氣管道焊接過(guò)程需要有專業(yè)焊接檢測(cè)人員全程監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)返修，完成后相關(guān)焊接人員需要做好焊接接口的統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，方便后期檢測(cè)人員的對(duì)焊接外觀的統(tǒng)一檢測(cè)確認(rèn)。最后，焊接檢測(cè)人員在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)格外注意焊接接口的咬邊處理，咬邊往往是石油天然氣管道焊接中易發(fā)生斷裂、失效及裂縫裂紋的部位，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后需要安排相關(guān)人員對(duì)咬邊進(jìn)行返修處理，防止咬邊處裂縫擴(kuò)大，將焊接縫隙控制在合理范圍內(nèi)，防止咬邊降低整體焊接水平。

3 石油天然氣管道焊接工藝水平及焊接環(huán)境影響

3.1 石油天然氣管道焊接技術(shù)

與國(guó)際上對(duì)石油天然氣管道焊接技術(shù)研究方向不同的是，我國(guó)在此方向的研究更偏重于強(qiáng)調(diào)焊接過(guò)程中的力學(xué)性能，而疏于考慮焊接技術(shù)與不同環(huán)境的結(jié)合。不考慮環(huán)境因素的技術(shù)研究使得管道焊接技術(shù)在酸堿環(huán)境、潮濕環(huán)境、溫差較大環(huán)境的施工質(zhì)量大打折扣，影響管道焊接的可靠性。目前，對(duì)石油管道焊接技術(shù)的基本要求包括以下方面：耐腐蝕性、耐壓性以及高強(qiáng)度韌性、焊接結(jié)點(diǎn)縫隙的抗斷性等。

針對(duì)石油天然氣管道焊接驗(yàn)收的不同要求，有以下三種有針對(duì)性的方式提高石油天然氣管道焊接技術(shù)水平：（1）出于對(duì)管道焊接接頭力學(xué)條件的考慮，融合焊接材料的多種特性，如抗風(fēng)性、耐熱性、耐蝕性、抗?jié)裥缘?。管道焊接?yīng)選擇技術(shù)過(guò)關(guān)，對(duì)此類材料了解充分的焊接施工人員，焊接過(guò)程注意每個(gè)階段的參數(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)提高焊接接口質(zhì)量的目的；（2）焊接接頭硬度與焊接過(guò)程中溫度的控制。整個(gè)石油天然氣管道焊接過(guò)程中必須嚴(yán)格控制管道各層之間的溫度差異，溫度差異可能導(dǎo)致的熱脹冷縮現(xiàn)象使得焊接接頭發(fā)生裂縫或錯(cuò)位，從而影響后續(xù)焊接質(zhì)量，甚至導(dǎo)致整體石油天然氣管道不能使用；（3）提高焊接過(guò)程中接口縫隙的抗SSCC性能，焊接接頭承受壓力越大，所處環(huán)境酸堿度、溫度、濕度越高，越易腐蝕管道焊接材料，而接頭處存在的縫隙加大了管道的氧氣含量，加快了腐蝕的速度。為此，焊接工程可以通過(guò)對(duì)焊接接頭的特殊處理操作改善焊接接頭性能，如在焊接接頭附近做隔熱處理等，提高整體石油天然氣管道焊接的質(zhì)量，增加管道使用安全程度，減小后期出現(xiàn)故障的可能性，節(jié)約后續(xù)的管道翻新維護(hù)成本。

3.2 管道焊接環(huán)境影響

除了選擇質(zhì)量過(guò)關(guān)的管道焊接材料與提高管道焊接技術(shù)兩種方式之外，焊接過(guò)程中的環(huán)境變化也是影響焊接技術(shù)水平的主要因素，且往往不易受人為控制。石油天然氣管道焊接質(zhì)量對(duì)焊接環(huán)境的溫度、濕度、通風(fēng)性有較高要求。因此，在管道焊接操作開(kāi)始前需要對(duì)焊接環(huán)境進(jìn)行前期處理，評(píng)估分析當(dāng)前環(huán)境是否可以保障焊接材料的正常保存以及焊接操作的順利進(jìn)行。全部檢測(cè)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行正式管道焊接處理。其中，在石油天然氣管道焊接過(guò)程中，有以下五種環(huán)境是嚴(yán)格杜絕焊接操作的：（1）空氣相對(duì)濕度高于90%，整體焊接環(huán)境過(guò)于濕潤(rùn)的環(huán)境；（2）風(fēng)速極大難以控制氣流流向的大風(fēng)天氣；（3）雨雪天氣；（4）環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的溫度；（5）地區(qū)土壤酸堿濃度監(jiān)測(cè)超標(biāo)環(huán)境。如果遭遇以上五種環(huán)境，不能開(kāi)展石油天然氣管道焊接操作，需要對(duì)相關(guān)環(huán)境改善后再進(jìn)行焊接施工操作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合全文提到的提高石油天然氣管道焊接技術(shù)水平的所有方法，可以看出，石油天然氣事業(yè)迅速穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵性、保障性根基在于石油天然氣運(yùn)輸管道的穩(wěn)固性與安全性。因此，提高石油天然氣管道焊接技術(shù)水平是整體石油天然氣運(yùn)輸管道正常工作的關(guān)鍵，提高石油天然氣管道焊接技術(shù)水平涉及許多方面，本文只是就其中一些主要部分進(jìn)行研究闡述。然而，從材料選擇到技術(shù)人員安排都會(huì)影響整體石油天然氣管道的焊接技術(shù)水平。因此，要想從根本上保證石油天然氣運(yùn)輸?shù)目煽啃员仨殢氖吞烊粴夤艿篮附拥拿總€(gè)環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格監(jiān)督每一個(gè)施工過(guò)程細(xì)節(jié)，達(dá)到徹底提高管道焊接技術(shù)水平的目的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張俊維（1958-），男，四川成都人，西南油氣田公司安全與環(huán)保技術(shù)監(jiān)督研究院工程師，研究方向：管道安裝。

（責(zé)任編輯：陳 倩）