探討長輸油氣管道高強度管線鋼管現(xiàn)場焊接技術(shù)

宋世強 趙汝峰 魏春濤 史運東

摘要：就目前的狀況而言，隨著我國經(jīng)濟、社會的飛速化發(fā)展，油氣管道工程的建設(shè)數(shù)量也越來越多，油氣為我國的社會、經(jīng)濟的發(fā)展壯大做出了極為重要貢獻。如今，人們的生產(chǎn)生活以及學(xué)習(xí)工作領(lǐng)域等都離不開油氣，油氣運輸是現(xiàn)階段社會發(fā)展過程中十分關(guān)鍵且不可或缺的一個部分。在長輸油氣管道高強度管線鋼管現(xiàn)場焊接工作進行的過程中，相關(guān)技術(shù)的運用還不夠完善，需要工作人員積極的、主動的研究、掌握相關(guān)的工藝技術(shù)，并將其應(yīng)用于我國的現(xiàn)場焊接工程建設(shè)之中，從而有利于有效的保障工程建設(shè)的品質(zhì)以及效率。

關(guān)鍵詞：長輸油氣管道;高強度管線鋼管;現(xiàn)場焊接技術(shù)

引言：保護藥芯焊絲半自動焊與焊條電弧焊都可以認作是今后我國管道工程所使用的兩個有用并且基本的焊接工藝，但是現(xiàn)階段隨著管道工程所使用到的鋼管，其自身的級別越來越高，與此同時它自身的管徑與壁厚也處于不停的增長階段，所以管道動焊技術(shù)也會廣泛的被社會各界的工程建設(shè)所使用。本篇文章就高強度管線鋼管的焊接技術(shù)方面存在的困難點與工程建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題開展了一定的分析與探究，并且對我國今后的管道焊接技術(shù)具體的發(fā)展方向以及規(guī)劃進行了一定的闡述，僅供參考。

1.管線鋼管的應(yīng)用

根據(jù)低C-Mn-Si合金化技術(shù)進行開發(fā)的API標(biāo)準(zhǔn)管線鋼，相對于現(xiàn)階段逐步成長起來的X100以及X120，它是除這兩種之外的第三種組織。因為現(xiàn)階段的冶金知識以及軋制工藝的不斷成熟，冶金方面的設(shè)計與規(guī)劃在如今我國管線鋼的應(yīng)用方面進行了巨大的改變。但隨著管線鋼制造工藝不斷的成熟，以上所述的組織類別依然會被社會各界所廣泛的接受。一般情況下，對X65、X70以及X80等高強度的管線鋼的冶金方案有如下兩個具體的工藝思路與方向：首先是在低-Mn-Si基礎(chǔ)上加入Cu、Ni、Cr等，其次是加入適當(dāng)?shù)腃u、Ni以及Cr等的低C-Mn-Si。

2.現(xiàn)階段我國高強度鋼管的焊接技術(shù)難點的分析與闡述

根據(jù)管線鋼的成長歷程而言，鋼種的提升基本上取決于兩個方面的因素，首先是因為冶金成分工藝的發(fā)展，其次是因為合金含量的準(zhǔn)確化的控制，以及控制軋制以及加速冷卻等技術(shù)、設(shè)備的飛速化的完善與成熟。這兩方面的因素有效的推動了管線鋼對于其自身的冷裂問題的解決，并且讓其在HAZ脆化問題方面具有較為突出的優(yōu)勢，但在焊接工作進行的過程中還是會出現(xiàn)關(guān)于這項新技術(shù)的眾多難題，如下幾個小點分別對其經(jīng)常出現(xiàn)的一些難題進行一定的分析：

2.1鋼材屈服比提升，應(yīng)變硬化能力有所減弱

管線鋼它自身的強度正處于飛速增長的狀況中，其自身的屈服比也隨著這種增長狀況不斷地進行著增加，高屈強比可以準(zhǔn)確的體現(xiàn)出鋼的應(yīng)變硬化能力是呈一定的下降趨勢的，從而最大化的降低了管道抗側(cè)向的彎曲功能。所以，這就使得環(huán)焊縫必須滿足十分嚴格的工程建設(shè)要求，比如說焊接工作過程中接頭高強度的匹配，以及其低溫沖擊韌性功能等。

2.2鋼合金元素增加可焊性下降

為了能夠最大程度的提升管線鋼的強度，我們可以加入一定量的合金元素以及微合金元素。舉個例子來說，X65鋼的碳當(dāng)量大概是處于0.31至0.35這個范圍之間的，而X70鋼的碳當(dāng)量大概是處于0.36至0.38這個范圍之間的，X80鋼的碳當(dāng)量大概是處于0.42至0.46之間的。因為其添加入了一定量的合金元素，所以在焊接工作階段母材的熔合比可以直接、緊密的關(guān)系到焊接工作的穩(wěn)定性以及其熱影響區(qū)的金屬強度的韌性等?；诖?，就此種焊接坡口類的設(shè)計工藝而言，對其參數(shù)以及材料的挑選就會有著更為嚴格化的要求。

2.3環(huán)焊縫與母材韌性匹配成為難點

管線鋼是低碳微合金控制軋制與加速冷卻而來的一個產(chǎn)品，其自身擁有相對較高的機械性能。但是焊縫是電弧熔化“鑄態(tài)”結(jié)構(gòu)，它自身的韌性配對關(guān)系一般來說是大大的落后于TMCP處理的韌性配對關(guān)系。同時其與母材分別都達到一定的強度這一操作是具有非常大的難度的，但是為了保障長輸管道的安全穩(wěn)定性能，以及保障高強度管線鋼管可以廣泛的被相關(guān)的工程建設(shè)所使用，現(xiàn)階段急需相關(guān)的工作人員研究以及創(chuàng)新支撐高強度的實心線以及一些焊接工作過程中所使用的一些材料、設(shè)備。

3.現(xiàn)階段管道現(xiàn)場焊接技術(shù)的發(fā)展方向的分析與探究

3.1半自動焊和焊條電弧焊仍將是管道建設(shè)的可選擇方法

現(xiàn)如今，正處于管道現(xiàn)場焊接強度相對較低的階段，半自動焊接與低氫焊條手工焊接技術(shù)依舊會是未來工程所使用到的基本方法。與此同時，焊接工作施工工地會受到一定的地理環(huán)境、氣候狀況等自然因素的影響，這些因素直接關(guān)系著管道自動化建設(shè)的一系列工作，此時一般都會使用到半自動焊和焊條電弧焊這兩種基本的方法，在使用這兩種焊接技術(shù)的開展管線建設(shè)工作的過程中，需要注意的是，要嚴格加強對管線鋼管冶金成分的管理與限制，從而來保障接頭的力學(xué)功能得到最優(yōu)良的發(fā)揮。

3.2管道自動焊接技術(shù)將成為未來焊接的主要管道施工

目前，正處于我國自動控制技術(shù)以及電弧跟蹤技術(shù)飛速化發(fā)展、成熟的階段，自動焊接設(shè)施也隨之越來越模塊化，其所使用的配件也越來越標(biāo)準(zhǔn)化。與此同時，隨著自動焊接所使用到的平臺日益成熟化，其相關(guān)的系列操作也會變得容易、簡單，相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)與維修將會變得流程化與便捷化。這就會讓自動管道焊接這項工藝越來越適合于油氣長輸管道的工程建設(shè)，有著巨大的經(jīng)濟效益與社會效益，并逐步的使用于一些高等級的鋼管施工建設(shè)之中。

4.結(jié)論

我們國家現(xiàn)階段清潔能源需求的正處于飛速化增長的狀況中，長輸油氣管道的使用也隨之越來越廣泛。此外，因為管道工程建設(shè)所使用的鋼管強度、級別以及傳送所承受的壓力也處于逐步增長的階段，所以在其自身的工藝、能力方面，面臨著嶄新的挑戰(zhàn)，同時也保障了高檔焊縫的品質(zhì)與穩(wěn)定性。管線自動焊接工藝將逐步的使用于一些高等級的鋼管施工建設(shè)之中，半自動焊接與低氫焊條手工焊接技術(shù)依舊會是未來工程所使用到的基本方法。

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