探討油氣長(zhǎng)輸管線的焊接技術(shù)與質(zhì)量控制

崔珺，陳雪梅

（中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 南京 210046）

探討油氣長(zhǎng)輸管線的焊接技術(shù)與質(zhì)量控制

崔珺，陳雪梅

（中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 南京 210046）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提高，石油用量持續(xù)提升，在石油管道方面的投入乃至數(shù)量快速提高，石油管道焊接逐步展現(xiàn)出自身的價(jià)值，石油管道在焊接要求方面也隨之提升，所以，提升石油管道的焊接技術(shù)十分重要。

油氣；長(zhǎng)輸管線；焊接技術(shù)；質(zhì)量控制

0 引言

油氣長(zhǎng)輸管線的安全性尤為關(guān)鍵，假如管道產(chǎn)生泄漏問(wèn)題，則會(huì)引發(fā)火災(zāi)或爆炸，管道工作的穩(wěn)定性對(duì)總體系統(tǒng)的安全性具有決定性的作用，也就是說(shuō)，在整個(gè)管道安裝中最重要的則為保障管道工作的穩(wěn)定性。

1　油氣長(zhǎng)輸管道的焊接工藝

（1）手工下向焊工藝。手工下向焊工藝在我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道中屬于較新的技術(shù)，大致流程則為根焊、熱焊、填充焊乃至蓋帽焊。根焊大致為直拉式，沒(méi)有擺動(dòng)的狀況，假如產(chǎn)生間隙過(guò)大或熔孔長(zhǎng)度較大時(shí)，較為適宜使用往返式運(yùn)條，以免由于溫度過(guò)高而造成燒穿的狀況。熱焊是為了強(qiáng)化根焊，焊道在確保相應(yīng)高溫的狀態(tài)下，免除了根焊造成裂紋的狀況。直線往復(fù)運(yùn)條的焊接速度較為迅速，并且邊緣具有較高的熔合性，所以，在進(jìn)行熱焊以前，需要進(jìn)行清根。填充焊的方式可以通過(guò)單道及多道進(jìn)行，也可以通過(guò)多道的方式進(jìn)行，可是對(duì)厚度具有較高的要求。從而，需要運(yùn)條稍稍橫向擺動(dòng)，并且掌控好焊層的厚度，確保焊接完成以后處在飽和的狀態(tài)。蓋帽焊用在焊道外的加固方面，可以令其美觀和光滑，擺動(dòng)焊接十分普遍。

（2）全自動(dòng)向下焊接技術(shù)。全自動(dòng)向下焊接大多運(yùn)用具備熔化性能的焊絲，通過(guò)與焊金屬相互間的電弧完成熔化焊絲及鋼管。在焊接當(dāng)中，需要焊接區(qū)域輸送保護(hù)氣體，完成與空氣的隔離，謹(jǐn)防其有害作用，在不斷送絲的狀況下完成焊接。在執(zhí)行熔化極氣保護(hù)焊時(shí)，對(duì)區(qū)域保護(hù)較易，有利于觀察，生產(chǎn)效率較高，技術(shù)較為簡(jiǎn)單，能夠完成全面的焊接工序，具有較高的可控系數(shù)。

（3）合焊接工藝。組合焊時(shí)通過(guò)不同焊接形式來(lái)完成焊縫，展現(xiàn)較好的焊接效果。對(duì)于焊接而言，在熱焊及根焊當(dāng)中，運(yùn)用的焊條是纖維素焊條，焊接形式是下向焊，而且蓋帽與填充焊接的壁厚處于7～17 mm區(qū)間。對(duì)管口的位置，下向焊的方法較為適宜。當(dāng)焊接壁較厚的狀況下，焊接層數(shù)量和厚度為正比。如此則會(huì)延長(zhǎng)焊接的時(shí)間，工程進(jìn)度會(huì)被影響。所以，對(duì)厚壁超出17 mm的管道而言，大多運(yùn)用上向焊以及下向焊兩個(gè)相融合的方法[1]。

（4）低氫焊條下向焊技術(shù)。低氫焊條下向焊接方法大多使用低氫型焊條。在此類焊條的應(yīng)用中，焊縫的金屬熔合含氫量達(dá)到相應(yīng)數(shù)值，具有較高的抗斷裂性能，較強(qiáng)的韌性，適宜在附著濃度較高以及嚴(yán)寒地區(qū)進(jìn)行焊接。在根焊時(shí)，為了確保坡口尺寸的精準(zhǔn)性，普遍運(yùn)用低氫焊條。不然，則較易產(chǎn)生焊接不徹底、內(nèi)延咬邊的狀況，甚至?xí)霈F(xiàn)熔合價(jià)差。所以，對(duì)于長(zhǎng)輸管道的焊接操作不可單獨(dú)運(yùn)用這一方法。

（5）埋弧焊技術(shù)。埋弧焊屬于電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方式。坡口加工需要依照GB986—1988執(zhí)行，以便確保焊縫根部不產(chǎn)生未焊透或夾渣等狀況，并降低填充金屬量。焊件清理通常采取噴砂、噴丸方法或手工清除。裝配焊件時(shí)需確保間隙均勻，高低平整，錯(cuò)邊量小，而且定位焊縫質(zhì)量和主焊縫質(zhì)量要求相同。

2　管道焊接常見(jiàn)問(wèn)題

（1）燒穿與不定分解。在焊接熔池下方?jīng)]有熔化的金屬?gòu)?qiáng)度無(wú)法抵擋其所承載的應(yīng)力時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生燒穿泄露狀況?？墒怯捎诒诤裨黾右约叭凵罱档停瑹┑奈ｋU(xiǎn)會(huì)減少。

（2）氫致開裂。運(yùn)行管道在線焊接時(shí)，因?yàn)楣茏又休斔臀镔|(zhì)的流動(dòng)形成焊后速冷，令構(gòu)成對(duì)氫之裂紋敏感的淬硬組織。

（3）焊工形成的不持續(xù)性。指的是能夠由焊工透過(guò)相應(yīng)技巧進(jìn)行控制的缺陷。這些缺陷在一定程度中可以允許，而氫致開裂通常并不允許。

對(duì)于長(zhǎng)輸管線生產(chǎn)乃至現(xiàn)場(chǎng)環(huán)焊縫焊接當(dāng)中，無(wú)法免除引發(fā)一些焊接缺陷。在諸多缺陷形成的損壞狀況中，斷裂與塑性失穩(wěn)屬于管道失效的兩個(gè)方式。缺陷的深度與長(zhǎng)度均顯著影響了管道的極限承載能力，而深度的影響最為明顯。并且，對(duì)抗斷裂能力影響過(guò)大的為管道的焊接位置具有較大焊接不足，尤其值得關(guān)注的為未熔合、未焊透、錯(cuò)邊等，在這些裂紋等不足方面，透過(guò)復(fù)合變?yōu)閺?fù)合型缺陷時(shí)，會(huì)較大增加影響管道抗斷裂能力的效果。為了可以最大程度確保油氣運(yùn)輸管道的穩(wěn)定性，在管道無(wú)損檢測(cè)以及環(huán)焊縫焊接施工中，需要考量盡可能強(qiáng)化焊接缺陷的預(yù)防以及盡量彌補(bǔ)不足，特別為復(fù)合型缺陷。

3　油氣長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量控制

（1）焊接前。應(yīng)當(dāng)先檢查且清理焊口。需要查看管口的形狀、焊件坡口的大小乃至形狀方面是否符合標(biāo)準(zhǔn)。為了保障被焊表層的光滑度和平整度，需要將油脂、鐵銹乃至油漆等對(duì)焊接質(zhì)量形成的負(fù)面影響物質(zhì)給予清除。并且，鋼管對(duì)口的質(zhì)量會(huì)直接影響到焊接的質(zhì)量，需嚴(yán)格掌控對(duì)口的間隙，假如過(guò)大，則會(huì)令焊接當(dāng)中產(chǎn)生燒穿狀況，如果過(guò)小，則會(huì)令根部熔化不徹底。對(duì)于鋼管對(duì)口而言，應(yīng)當(dāng)選擇內(nèi)對(duì)口器組隊(duì)，假如沒(méi)有運(yùn)用內(nèi)對(duì)口器的對(duì)口環(huán)境，也能夠挑選外對(duì)口器。兩管在對(duì)口位置的制管焊縫應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開約10 cm，應(yīng)當(dāng)在所有根焊道完成后再把內(nèi)對(duì)口器給予清除。假如使用的是外對(duì)口器，則應(yīng)當(dāng)保障在其清除以前已經(jīng)完成了一半根焊道，而且需依照周長(zhǎng)均勻設(shè)置焊道，只有在一切根焊道完成后才可以清除對(duì)口支撐和吊具。為了免除在焊接中產(chǎn)生裂痕，則需在焊接管線前進(jìn)行預(yù)熱，需依照焊接工藝規(guī)程相應(yīng)制度控制預(yù)熱溫度。透過(guò)預(yù)熱能夠良好規(guī)避低溫裂紋乃至變脆化裂紋的產(chǎn)生[2]。

（2）焊接過(guò)程。焊接質(zhì)量大多在于焊接過(guò)程，在焊接當(dāng)中，需要嚴(yán)格按照焊接規(guī)范所設(shè)定的相應(yīng)參數(shù)和作業(yè)指導(dǎo)書內(nèi)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，尤其需要加強(qiáng)對(duì)焊接電流給予嚴(yán)格掌控，焊條熔化的速度、母材熔深、焊接接頭性能乃至焊縫中的質(zhì)量均需通過(guò)焊接電流的大小給予決定。所以，需要謹(jǐn)防操作人員依照本身主管判斷乃至作業(yè)習(xí)慣隨意調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。焊接結(jié)束后應(yīng)當(dāng)檢查焊縫外觀，其外形規(guī)格高度和寬度乃至焊接品質(zhì)相互間不具備必然關(guān)聯(lián)，焊縫規(guī)格過(guò)寬乃至過(guò)高均會(huì)成為焊接的不足，會(huì)令局部應(yīng)力集中，焊接抗疲勞強(qiáng)度會(huì)被影響，提高焊縫線的能量，從而不利于機(jī)械性能。因此，應(yīng)當(dāng)通過(guò)焊接工藝規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。

（3）防腐技術(shù)。①外界因素。指的是管道周遭的環(huán)境因素乃至周遭介質(zhì)具有的特征，比如溫度、周遭介質(zhì)物理性狀、施工因素乃至管道周遭介質(zhì)所具備的腐蝕性。②油氣本身因素。因?yàn)橛蜌鈨?nèi)所具有的物質(zhì)存在一些氧化性，比如硫酸氫、氧乃至二氧化碳等氣體所具備的酸性會(huì)令電化學(xué)反應(yīng)乃至對(duì)金屬晶格形成損壞，從而令油氣管道內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕狀況。

（4）操作要領(lǐng)。管子焊接時(shí)，需要加強(qiáng)管內(nèi)產(chǎn)生的穿堂風(fēng)?，F(xiàn)場(chǎng)焊接當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照焊接工藝制定焊接層數(shù)、相應(yīng)工藝參數(shù)乃至焊后緩冷。假如為兩個(gè)焊工具有收弧交接，為了有利于后焊焊工收弧，先在交接處的焊工多焊一些焊道。焊道起弧或收弧位置最低應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開30 mm，而且一切接頭在焊接前均需修磨。

4　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)油氣長(zhǎng)輸管線的焊接技術(shù)以及油氣長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量控制進(jìn)行探討，提出對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制的具體方法，以便有利于油氣的輸送。

[1]曹永利，黃福詳，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):7～11.

[2]韓大鵬，稅艷.提高長(zhǎng)輸管線焊接質(zhì)量的措施探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013(13):223.

TE973.3；TG457.6

A

1671-0711（2016）09（下）-0101-02