焊接技術(shù)在石油工程建設(shè)中的應(yīng)用研究

李庚曦 李 宏 楊金貴

玉門油田管道運(yùn)維服務(wù)公司安裝二隊(duì) 甘肅 酒泉 735200

一、引言

焊接技術(shù)在石油工程建設(shè)的應(yīng)用中，種類有很多種，不同焊接技術(shù)的應(yīng)用條件不同，不同材質(zhì)的焊接技術(shù)和操作手法也不同。石油工程中油氣管道等的制造、安裝和維修等工作都需要大量的焊接技術(shù)為支撐，焊接技術(shù)對(duì)石油工程的建設(shè)有不可替代的作用。本文同通過結(jié)合油氣管道安裝中的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，論述了研究焊接關(guān)鍵技術(shù)的重要性和必要性。

二、石油工程建設(shè)中焊接技術(shù)的應(yīng)用

(1)石油化工管道是石油工程建設(shè)中的重要組成部分，包括反應(yīng)塔、換熱器、加熱爐以及各種化工容器、運(yùn)輸管道等設(shè)備。不同生產(chǎn)管道有不同的焊接技術(shù)需求。為滿足生產(chǎn)設(shè)備高效使用率、低破損力等的需求，鋯合金、鈦合金、鎳基合金以及不銹鋼、X60、X70、X80鋼等材料越來越多地運(yùn)用到石油化工石油管道中。在對(duì)這些材料進(jìn)行焊接的過程中，經(jīng)常使用的焊接工藝有鎢極氬弧焊、焊條電弧焊、二氧化碳保護(hù)焊及埋弧自動(dòng)焊等。其中，有著環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、焊接操作便捷等優(yōu)勢的鎢極氬弧焊一般用于基礎(chǔ)機(jī)械打底焊接和站內(nèi)油氣輸送管線；焊條電弧焊則多用在中板制造環(huán)節(jié)、一般管道焊接；二氧化碳保護(hù)焊常用于厚度較薄的機(jī)械設(shè)備焊接；埋弧自動(dòng)焊用于結(jié)構(gòu)比較簡單的機(jī)械和特定的長輸管道焊接。鎢極氬弧焊則隨著設(shè)備材料、設(shè)備要求的逐步發(fā)展，和設(shè)備性能的改善，轉(zhuǎn)變成了目前石油化工機(jī)械焊接中非常常用的一項(xiàng)焊接技術(shù)。

(2)我國石油應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和石油資源地理特性和社會(huì)的發(fā)展，催生了大量的石油運(yùn)輸管道需求，同時(shí)，持續(xù)性和長距離運(yùn)輸性的特征也對(duì)石油運(yùn)輸管道質(zhì)量、性能的要求越來越高。油氣運(yùn)輸管道需要經(jīng)過海底，穿越河流、山川等，各種大落差地段、地震區(qū)、沼澤區(qū)等各種不穩(wěn)定、高壓強(qiáng)的環(huán)境。因此，高質(zhì)量、高可靠性和低破壞性、低維修頻率是油氣管道建設(shè)中要著重考慮的。具有耐高壓、防腐蝕等特性的鋼制管道，非常普遍地應(yīng)用到了石油管道制造中。例如:X60、X70、X80鋼。X60、X70、X80鋼制管道的運(yùn)用，更是對(duì)焊接材料提出了更高、更嚴(yán)的要求，同時(shí)，也需要高效率的焊接技術(shù)與之匹配，以此保障管道的質(zhì)量和實(shí)用性，保證油氣能安全、高效、順暢地輸送。

(3)近些年來，我國油氣管道的焊接工藝水平得到了不斷的發(fā)展和提高，越來越多的成熟工藝技術(shù)應(yīng)用到了管道焊接中。目前比較應(yīng)用比較廣泛的有半自動(dòng)向下焊接方法、手工下向焊方法和自動(dòng)焊方法。在長距離輸送管道的焊接工藝中發(fā)展最快的是半自動(dòng)向下焊接方法，其中包括適合野外作業(yè)的，通過高溫分解釋放氣體進(jìn)行作業(yè)的藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)向下焊模式，焊接成本更低、質(zhì)量更好、效率更高的，通過活性氣體和焊接機(jī)相結(jié)合對(duì)電流電壓波形進(jìn)行控制的活性氣體自動(dòng)向下焊作業(yè)模式。在具有大直徑、薄管壁的長輸管道的生產(chǎn)和現(xiàn)場焊接過程中，應(yīng)用較多的是手工下向焊法。這種焊接工藝依賴與人的手工作業(yè)，在出現(xiàn)場時(shí)不需要攜帶復(fù)雜的設(shè)備，弱化了現(xiàn)場作業(yè)難度。手工下向焊主要是手工焊條下向焊法，含焊接速度快、質(zhì)量好、探傷準(zhǔn)確的常應(yīng)用在水網(wǎng)密集和自動(dòng)化半自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)入不了的焊接現(xiàn)場的全纖維素型向下焊法；和抗冷性強(qiáng)、韌性高的常用在酸性氣體介質(zhì)和惡劣氣候的管道現(xiàn)場的混合型向下焊法；以及常用到厚管壁管道焊接中的復(fù)合型向下焊法。在石油管道焊接工藝中，效率和質(zhì)量最高的屬自動(dòng)焊方法，自動(dòng)焊方法依靠于現(xiàn)代化自動(dòng)焊機(jī)設(shè)備，對(duì)操作人員的專業(yè)性有較高的要求。自動(dòng)焊方法除了在焊接工藝上更為先進(jìn)，還在整個(gè)焊接工作中更加智能化、自動(dòng)化，是人工智慧和信息化的相結(jié)合，在兩方的不足之處能互相彌補(bǔ)。在石油管道的安裝焊接中，要根據(jù)實(shí)際情況采取合適的焊接方法，在選擇了最合適的焊接方法后，還要根據(jù)該焊接方法的特性和注意事項(xiàng)合理運(yùn)用，使其最大限度地發(fā)揮應(yīng)有的作用。焊接技術(shù)在石油管道的焊接中有非常大的應(yīng)用空間和發(fā)展空間，先進(jìn)的焊接技術(shù)能為管道制造及施工提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，提高石油管道的生產(chǎn)效益，為我國石油行業(yè)的健康、有序發(fā)展提供助力。

三、石油工程建設(shè)中焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

(1)焊接技術(shù)方面，各石油工程建設(shè)企業(yè)之間沒有共同研究和成果共享，國家管道局的研究力量有限。我國大部分石油工程建設(shè)企業(yè)設(shè)立科研所，都只是用于處理自己企業(yè)工程建設(shè)中遇到的技術(shù)問題，行業(yè)內(nèi)沒有發(fā)起和組織研究共同技術(shù)，并共享成果、共同進(jìn)步。目前，我國管道建設(shè)發(fā)展迅速，長輸管道、海洋石油、煉油化工裝置等都在進(jìn)行大規(guī)模的建設(shè)，管道局為此建立了管道焊接方面的科研團(tuán)隊(duì)，專門對(duì)管道焊接技術(shù)、設(shè)備、機(jī)具等進(jìn)行了一系列的研究，并取得了一定的研究成果。但研究不同的施工環(huán)境，不同的裝備要求下的焊接技術(shù)活動(dòng)，還沒有得到深入開展。

(2)我國國產(chǎn)的焊接設(shè)備和原料非常缺乏，研發(fā)力度不均衡。石油系統(tǒng)中的不同規(guī)模焊接設(shè)備，使用的基本都是進(jìn)口產(chǎn)品。附加值較高的專用材料、設(shè)備進(jìn)口量占比也非常大，極大地提高了開采成本。

(3)焊工從業(yè)門檻低，綜合素質(zhì)普遍不高。

焊接技術(shù)的發(fā)展和焊接工種的高收入回報(bào)，使越來越多的人加入到焊工隊(duì)伍中。但焊接工作的特殊性，從事焊接工作必然要面對(duì)環(huán)境差、風(fēng)險(xiǎn)高等情況。因此，大部分人對(duì)這個(gè)工種并不看好。文化程度較低的人員為了生計(jì)成為焊工，從事焊接作業(yè)，無職業(yè)自豪感。也因文化程度低，接受能力有限，企業(yè)在對(duì)其的培訓(xùn)上也心有余而力不足，焊工隊(duì)伍的綜合素質(zhì)、操作技能更是難以提升。

結(jié)語

綜上所述，焊接技術(shù)在我國的石油工程建設(shè)行業(yè)得到了比較高效的運(yùn)用。焊接技術(shù)的高效運(yùn)用讓我們制造了更好更優(yōu)質(zhì)的石油化工機(jī)械、鉆采機(jī)械和油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備，提高了石油的開采、運(yùn)輸效率，節(jié)約了成本，提高了效益。但是，現(xiàn)階段我國在焊接技術(shù)的使用上也存在較大的問題，如石油行業(yè)的企業(yè)之間沒有連成一線共同研究焊接技術(shù)，個(gè)別企業(yè)的發(fā)展進(jìn)步?jīng)]有為整個(gè)石油行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步貢獻(xiàn)推力。焊接技術(shù)從業(yè)人員多為文化程度較低的人員，不具備學(xué)習(xí)更先進(jìn)焊接技術(shù)的文化知識(shí)和專業(yè)素養(yǎng)，難以培養(yǎng)。且社會(huì)上對(duì)焊接工種持高污染、高風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度，很難鼓勵(lì)更多的高學(xué)歷人員從事焊接技術(shù)工作。而最大的難題在于，我們國家在焊接設(shè)備和材料方面，研發(fā)力度不足，石油行業(yè)依賴于向外進(jìn)口，極大地提高了成本，拉低了效益。我國正處于國民經(jīng)濟(jì)不斷增長、石油需求量不斷攀升的時(shí)期，我們必須加強(qiáng)對(duì)焊接設(shè)備、材料的自主研發(fā)，并取得有效成果，強(qiáng)化焊接技術(shù)在石油工程建設(shè)中的應(yīng)用；國家和企業(yè)必須重視焊接工種的培養(yǎng)，為石油行業(yè)輸出綜合素質(zhì)高的焊工隊(duì)伍。以此來保證石油行業(yè)的健康、穩(wěn)步發(fā)展。