提高天然氣管道焊接技術(shù)水平的路徑研究

徐敏(中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東 膠州 266300)

0 引言

我國天然氣行業(yè)快速發(fā)展，社會發(fā)展不斷增加天然氣的需求量，油氣企業(yè)需要安全儲運天然氣資源，保障天然氣管道建設(shè)質(zhì)量，在管道建設(shè)過程中，焊接工作發(fā)揮著重要的作用，因此油氣企業(yè)需要提高天然氣管道焊接技術(shù)水平。天然氣具有易燃易爆的特征，提高天然氣管道焊接技術(shù)水平，可以優(yōu)化天然氣輸送環(huán)境，提供優(yōu)質(zhì)的能源，促進我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

1 天然氣管道焊接施工中存在的不足

1.1 氣孔

熔化進入在凝固之前，熔池中逸出了氣體，導(dǎo)致天然氣管道焊接出現(xiàn)氣孔。氣孔包括柱孔，柱孔的深度比較大，此外還包括圓孔，圓孔的面積比較大，一些氣孔存在著止裂問題。在天然氣管道焊接過程中出現(xiàn)氣孔，可能是因為工作人員沒有情節(jié)處理坡口和焊材，焊材上存在鐵銹和油污等問題。在天然氣管道焊接過程中，如果電源電壓缺乏穩(wěn)定性，也會影響到焊接電流的穩(wěn)定性，引發(fā)焊接氣孔。此外焊接速度過快也會引發(fā)氣孔問題。在天然氣管道焊接過程中工作人員利用不合理的保護方式，也會導(dǎo)致氣孔的出現(xiàn)[1]。

1.2 夾渣

焊縫金屬中存在的熔渣就是夾渣，出現(xiàn)這一問題主要是因為在填充階段，沒有完全清除上層焊縫的熔渣和，或者焊縫中存在死角，在覆蓋上一層焊道的過程中，可能會產(chǎn)生條狀和電夾渣和點狀夾渣。在填充過程中利用藥芯半自動下向焊的過程中，如果設(shè)備初選間歇性問題，因此引發(fā)頂絲問題。焊絲穿進熔池的過程中，在冷卻、重燃的過程中，在焊縫中出現(xiàn)出現(xiàn)各種金屬雜物和熔渣，這就是焊接夾渣。

1.3 未焊透

在天然氣管道焊接過程中也會出現(xiàn)未焊透的問題，影響到管道質(zhì)量，同時會減少管道有效面積，集中應(yīng)力。天然氣管道焊接過程中出現(xiàn)焊透問題，一方面是因為在管道層面過度的清理打磨，擴大了坡口，引發(fā)溝槽問題。另一方面是坡口加工工作不夠規(guī)范，導(dǎo)致坡口角度比較小，間隙不夠充足。最后焊機人員的施工技術(shù)比較差，在電焊過程中利用過小的電流，線能量輸入不夠充足，引發(fā)天然氣管道出現(xiàn)未焊透問題[2]。

2 概述天然氣管道焊接技術(shù)

2.1 自動焊

自動焊是一種成熟的天然氣管道焊接技術(shù)，整體工作效率比較高，可以保障焊接質(zhì)量，同時降低人為因素的影響，在大口徑管道焊接過程中適合利用自動焊技術(shù)。在焊接過程中，可以利用實芯焊絲氣體保護自動焊接技術(shù)，對于周圍環(huán)境提出較高的要求，在焊接過程中需要設(shè)置防風(fēng)棚。

工作人員也可以利用藥芯焊絲自動焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)具有良好的管材適應(yīng)性和焊接韌性，可以快速熔敷，同時具有良好的經(jīng)濟性，選擇的藥芯材料包括還原劑和鈦合金以及造渣劑等，利用藥芯焊絲自動焊接技術(shù)的過程中，可以根據(jù)實際情況合理選擇藥芯焊絲氣體保護焊和自保焊方式[3]。

電阻閃光對焊也是自動焊技術(shù)中重要的一部分，這種焊接方式屬于壓力焊，發(fā)揮強電流和低電壓交流電，迅速提高管道溫度，有效保護焊接區(qū)，利用外加頂鍛壓力，使管端因此融化，優(yōu)化焊接作業(yè)水平。

2.2 手工焊條下向焊

手工焊條下向焊屬于一種全面焊接方式，在管道頂部引弧，根據(jù)由上向下的順利焊接。手工焊條下向焊方式可以保障焊接質(zhì)量，同時可以提高整體工作效率，降低整體勞動強度。利用手工焊條下向焊的過程中，可以利用混合型手工下向焊，在常熟管道現(xiàn)場阻焊過程中適合利用這種焊接方式，在焊接過程中利用纖維型焊條和低氫型焊條，在打底焊和熱焊過程中適合利用纖維型焊條，在填充焊和蓋面焊接過程中適合利用低氫型焊條。如果天然氣管道屬于鋼管材質(zhì)，并且要求焊接接頭具有較高的韌性，適合利用混合型手工下向焊接方式，同時可以在嚴寒環(huán)境中穩(wěn)定焊接[4]。

在焊接過程中利用全纖維素手工下向焊，指的是工作人員在天然氣管道現(xiàn)場組焊階段利用纖維型焊條，完成根焊和熱焊以及蓋面焊等方式，在根焊階段利用單面焊雙面形式。在薄壁大口徑管道中適合利用全纖維素手工下向焊方式，可以保障天然氣管道焊接效果。

2.3 半自動焊焊接技術(shù)

在天然氣管道填充焊和蓋面焊過程中適合利用半自動焊接技術(shù)，整體焊接方式比較簡單，有利于提高天然氣管道焊接工作效率，有利于降低勞動強度。在填充焊和蓋面焊中廣泛利用自保護藥芯焊絲半自動焊，這類技術(shù)具有較強的環(huán)境適應(yīng)性和工藝性能，可以提高焊接的合格率，節(jié)省焊接成本。此外這類技術(shù)對于焊接人員沒有提出較高的要求，在戶外場所中適合利用這項技術(shù)。

利用CO2活性氣體保護焊技術(shù)，可以提高天然氣管道焊接工作的穩(wěn)定性，避免管道根部焊接中出現(xiàn)飛濺問題，提升打底焊的工作效果。利用CO2活性氣體保護焊可以更加簡便的完成焊縫成形，降低勞動強度，在天然氣管道焊接過程中廣泛應(yīng)用[5]。

3 提高天然氣管道焊接技術(shù)水平的路徑

3.1 做好焊前準備工作

在天然氣管道焊接之前，油氣企業(yè)需要完善管理機制，建立質(zhì)量檢查小組，安排技術(shù)人員編寫天然氣管道焊接技術(shù)指導(dǎo)文件，針對不同的管徑和厚度，提出針對性的天然氣管道焊接技術(shù)，合理選擇焊接材料，控制焊接速度和接頭形式等。焊工需要具備相應(yīng)的焊接資質(zhì)，在天然氣管道焊接之前，油氣企業(yè)需要測試天然氣管道焊接技術(shù)，檢測焊接接頭的質(zhì)量，檢測合格之后，有序落實天然氣管道焊接工作。油氣企業(yè)需要組織焊接人員落實思想教育，使施工人員的工作責(zé)任心不斷提高，結(jié)合焊接質(zhì)量和工資水平，利用經(jīng)濟措施，提高天然氣管道焊接的合格率。

此外需要落實焊前檢查工作，根據(jù)設(shè)計文件要去檢查機械設(shè)備和材料的質(zhì)量。工作人員在選擇擇焊機的過程中，需要根據(jù)焊接環(huán)境選擇合適的焊機，焊機工作之前，工作人員需要檢查各項參數(shù)，提升焊接電流、電壓的穩(wěn)定性。檢查工作現(xiàn)場的焊條等材料，通過抽樣檢測工作，合理存儲焊接材料，保障倉庫的溫濕度條件和通風(fēng)條件，烘干處理拆包的焊條，避免出現(xiàn)焊縫缺陷。制定、落實焊條管理、烘干管理規(guī)定，相關(guān)作業(yè)人員每天簽寫焊條烘干、發(fā)放回收記錄[6]。

在天然氣管道焊接之前，企業(yè)負責(zé)人員需要評定焊接工作。在焊接過程中，工作人員需要合理利用焊接設(shè)備，根據(jù)工作要求完成焊接工作，工作人員需要詳細記錄天然氣管道焊接數(shù)據(jù)。完成焊接工作之后，工作人員需要檢查管道外觀和綜合性能，落實抗拉強度等物理檢測，保障工藝評定效果。審核了工藝評定文件之后，制作焊接工藝卡，技術(shù)人員交接焊接工藝之后，保障天然氣管道焊接工作的有序性。

3.2 培養(yǎng)焊接施工人員綜合素質(zhì)

焊接人員綜合素質(zhì)關(guān)系到天然氣管道焊接質(zhì)量，為了提升天然氣管道焊接技術(shù)水平，油氣企業(yè)需要強化管理焊接工作人員，在日常工作過程中落實教育培訓(xùn)工作，強化工作考核，確定工作人員的技術(shù)水平。在天然氣管道焊接之前，油氣企業(yè)需要落實焊接人員技術(shù)交底工作，強化崗前培訓(xùn)考核，保障天然氣管道焊接質(zhì)量。在焊接之前，焊接人員之間需要積極溝通交流，優(yōu)化天然氣管道焊接工藝方案，提升天然氣管道焊接技術(shù)水平。在天然氣管道焊接過程中，焊接技術(shù)人員要注意控制焊接質(zhì)量。

3.3 控制焊接過程

天然氣管道焊接工作需要遵守操作規(guī)范，滿足焊接作業(yè)的操作規(guī)范。利用天然氣管道焊接技術(shù)的過程中，焊接電流關(guān)系到焊條融化速率和母材熔深等方面，在天然氣管道焊接過程中，工作人員需要結(jié)合基材材質(zhì)和厚度等方面，合理控制焊接電流，避免電力過大引發(fā)基材坡口形變等問題[7]。

在天然氣管道焊接過程中，工作人員需要保障焊縫的均勻性，使天然氣管道焊接強度因此提升。利用科學(xué)的防控措施，避免在天然氣管道中初選穿堂風(fēng)，否則會增加空氣流速，焊縫冷卻速度因此提高，引發(fā)天然氣管道裂紋問題，工作人員可以在焊接過程中設(shè)置遮擋裝置，避免產(chǎn)生穿堂風(fēng)?？刂泼繉雍傅赖钠鸹『褪栈〉拈g距，保障在坡口以內(nèi)出現(xiàn)起弧，根據(jù)一定順序落實多層焊接作業(yè)，結(jié)束了上層焊接工作之后，再落實下一層焊接工作。工作人員需要實時觀察焊條狀態(tài)，如果焊條出現(xiàn)易粘條等問題，工作人員需要及時更換焊條，經(jīng)過修磨處理之后繼續(xù)焊接。在焊接纖維素焊條的過程中，工作人員控制焊條擺動的幅度，保障焊接質(zhì)量。

3.4 控制焊接后的質(zhì)量

完成天然氣管道焊接工作之后，工作人員需要及時落實質(zhì)量控制工作，全面檢測焊縫的內(nèi)部和外部。工作人員在檢查焊縫外觀質(zhì)量過程中，確定是否存在咬邊、焊縫寬度不足、焊縫余高過高等問題。如果焊縫不符合質(zhì)量目標，工作人員需要根據(jù)實際情況處理，定期開展焊接質(zhì)量講評會，總結(jié)焊接經(jīng)驗，提升天然氣管道焊接技術(shù)水平。

焊縫采用超聲波探傷和射線探傷等檢測技術(shù)，進行無損檢測。確定不合格問題后，及時返修處理。工作人員需要加強焊縫防護工作，在焊縫部位利用金屬材料，同時需要采取防腐處理工作，隔離管道和外部環(huán)境，避免管道生銹。

4 結(jié)語

文章論述了天然氣管道焊接技術(shù)，提出針對性的措施，提高天然氣管道焊接技術(shù)水平，保障天然氣管道焊接質(zhì)量，提升天然氣管道運輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，促進我國天然氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。