焊接設備在石油天然氣長輸管道建設中的應用

王建新

遼河油田建設有限公司 遼寧盤錦 124000

由于我國的石油天然氣應用越來越多，因此其管道建設也正處于高峰期。石油天然氣長輸管道是運輸行業(yè)的一個重要組成部分，一旦開始建設管道就必須堅持到底。但是由于石油天然氣長輸管道一般是深埋于地下的。

1 長輸管道對焊接設備應用的影響

第一，石油天然氣長輸管道建設的過程不僅會受到天氣及地形的影響，還會受到眾多人為因素的影響。換句話說，長輸管道建設中所應用的焊接設備也會受到各種天氣及地形條件的考驗。

第二，長輸管道中的鋼管是水平固定的，其焊接施工也是全位置的操作。所以，對焊接的材料設備以及施工工藝的要求一般較高。

第三，石油天然氣長輸管道的建設往往是在室外工作，其管道較長，工作環(huán)境會隨著管道長度的變化而發(fā)生變化。因此，焊接設備也需要根據(jù)施工位置的調(diào)整而調(diào)整，而這種實時的調(diào)整對焊接設備的各方面就提出了更高的要求，例如焊接設備的質(zhì)量和體積等。

第四，由于石油天然氣長輸管道其建設周期較長，為了有效地縮短這種周期一般會在進行根部焊接的同時進行下一道焊口的關口組隊，這時候就會產(chǎn)生較大的附加應力。因此，管道建設中的焊接設備及工藝要盡量實現(xiàn)單面焊雙面成型。

第五，在長輸管道建設中，焊接工藝也會隨著天氣、地形、施工技術的變化而發(fā)生變化，其形式變化多樣?，F(xiàn)在一般采用的焊接工藝可以分為二氧化碳保護、半自動化焊自動焊、纖維素性焊等，長輸管道建設中所應用的焊接設備至少應該能夠適應其中的一種焊接工藝。

2 長輸管道對焊接設備應用的要求

2.1 工藝適應性較強

在石油天然氣長輸管道建設中一般需要三種焊接設備工藝。因此，在管道建設中所應用的焊接設備要有一定的工藝適應性，保證電弧能夠均衡的燃燒，并且具有大的焊接調(diào)整范圍。在二氧化碳氣保護焊這種工藝下，焊接設備中每臺焊接電源的外特性曲線應該保持統(tǒng)一，能夠快速的修改焊接規(guī)范。對于自保護藥芯焊絲用焊接設備來講應該能夠保證焊絲的平穩(wěn)性。對于纖維素焊條用焊接設備來講，其應該有較大的電弧推力。

2.2 操作簡單、調(diào)節(jié)方便

石油天然氣長輸管道建設中，焊接有流水作業(yè)，也有單兵作業(yè)，不同的作業(yè)方式焊接操作也不同。一些需要完成焊口到根焊到蓋面的全部焊接，有的僅僅需要完成一層焊接。

2.3 適應力和可靠性強

我國西部地區(qū)冬寒夏熱，并且以戈壁和荒漠為主，晝夜溫差以及風沙都很大。西北地區(qū)一般以高原和丘陵為主，氣壓較低。我國中部地區(qū)主要以山脈和山間平原為主，具有丘陵起伏的地形。但是每個地區(qū)都離不開石油天然氣長輸管道建設，所以在管道建設中的，焊接設備要具有較強的環(huán)境適應性，能夠做到抗寒、耐高溫、防潮、耐風沙和高原缺氧等。并且在長輸管道建設中，工作人員的平均焊接時間一般都需要在十一個小時左右。如果工作人員在工作的過程中出現(xiàn)設備故障。將會增加施工成本，甚至影響工程的進程。

3 長輸管道中焊接設備應用的情況

3.1 二氧化碳氣保護焊用焊接設備

二氧化碳氣保護半自動焊主要是能夠?qū)崿F(xiàn)焊口根部到單面焊雙面成型。自動化焊接工藝能夠完成根焊到蓋面的全部焊接。在半自動焊下，一些具有脈沖功能的焊接電源匹配焊絲平穩(wěn)的焊絲機構(gòu)，能夠完成全方位的焊接操作和焊接成型焊縫成型。在自動化自動焊工藝下，還要求焊接電源的外特性曲線能夠與控制系統(tǒng)的控制性相協(xié)調(diào)[1]。

3.2 自保護藥芯焊絲用焊接設備

自保護藥芯焊絲的電壓一般是在17-21伏特，電流通常在150-260安培，這樣看來，其電壓較小、電流較大，因此，在焊接時一定要有較高的送絲速度?，F(xiàn)在的石油天然氣長輸管道建設常用的焊接設備有直流電源匹配S-32P送絲機、直流電源匹配LN-23P送絲機等。

3.3 纖維素焊條用焊接設備

纖維素焊條的焊接電壓通常在30-35伏特，電流通常在60-120安培，焊接設備通常為直流焊機，如果當電流較小，就很容易發(fā)生粘條、斷弧等問題?，F(xiàn)在這種情況較多，針對這種情況研究出了多種焊接電源，但是并沒有被廣泛的應用于石油天然氣長輸管道建設中，現(xiàn)在常見的焊接電源有奧太接團的ZX7-400ST和林肯公司的DC-400。

3.4 低氫型焊條用焊接設備

通過分析以上三種焊接設備，經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，低氫型焊條可以采用直流弧焊設備，也就是對弧焊設備的需要不高。在石油天然氣長輸管道建設中，一般采用同纖維素焊條焊接相同的焊接電源即可。

4 焊接設備的發(fā)展

第一，在石油天然氣長輸管道建設中，常見的兩種焊接設備為自保護藥芯焊絲用焊接設備和纖維素焊條用焊接設備。我國的這兩種焊接工藝的焊接設備較國外已經(jīng)發(fā)展的較為成熟。但是，由于這兩種焊接設備的可靠性、工藝適應性還應該有所提高。

第二，現(xiàn)在的根焊正在逐漸的使用低氫型焊接材料，同時，焊接的質(zhì)量和效率還應有所提高。

第三，目前我國的石油天然氣長輸管道建設的發(fā)展突飛猛進，因此，同焊接工藝相對應的半自動焊機、交流電源等必須要不斷的進步。

5 結(jié)語

焊接設備是石油天然氣長輸管道建設的一個重要組成部分，焊接質(zhì)量直接關系到長輸管道的正常運行，也關系到人民生命和財政的安全。因此，必須有效地提高焊接設備的可靠和工藝適應性，通過加強與國外的交流，不斷優(yōu)化我國的石油天然氣長輸管道建設。