淺談油氣管道焊接工藝方法、應(yīng)用及發(fā)展前景

謝銀龍 姚文波

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在油氣管道焊接工藝技術(shù)方面也有所提升。然而我國與國外管道焊接工藝進(jìn)行對比，我國的焊接工藝技術(shù)仍然存在一定的差距。目前國外的自動焊接和半自動焊接技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而我國仍然采用手動焊接的方式進(jìn)行管道焊接。因此只有不斷加強創(chuàng)新焊接技術(shù)，替代傳統(tǒng)的焊接方式，才能夠有效提高我國油氣管道焊接工藝。

關(guān)鍵詞：管道焊接;工藝方法;發(fā)展前景

油氣資源在進(jìn)行輸送過程中，通常情況下會選擇管道運輸，隨著我國石油和天然氣行業(yè)的不斷發(fā)展，管道運輸?shù)慕ㄔO(shè)規(guī)模越來越大，因此管道運輸在我國油氣運輸中有著非常重要的地位。通過對各種管道運輸方式進(jìn)行對比，管道運輸具有較高的經(jīng)濟性，并且運輸量非常大。因此管道運輸是油氣資源的重要運輸方式。由于油氣管道的飛速建設(shè)，所需要的管道焊接工藝技術(shù)要求越來越高，因此值日有不斷提高我國油氣管道的焊接工藝，才能夠促進(jìn)我國油氣資源的發(fā)展。

1油氣管道自身特點

（1）運輸量大。隨著我國油氣管道直徑和管道壓力的不斷增大，管道的運輸量增幅明顯，并且運輸油氣非常便捷。

（2）運輸成本低。與其他運輸成本進(jìn)行對比，油氣管道在運輸過程中所消耗的燃料和成本最為客觀。

（3）安全可靠，對環(huán)境污染小。通常情況下，油氣管道的建設(shè)會埋藏于地下，所受到的環(huán)境條件限制較小，并且運輸?shù)膿p耗率也會有所降低。

（4）占地面積小，投資少。油氣管道的投資相對于輸油鐵路來講運輸成本較低，并且油氣管道的施工周期較短，在油氣管道上方仍然可以進(jìn)行耕種，避免了環(huán)境資源的浪費。

2油氣集輸管線焊接質(zhì)量安全問題

油氣集輸管線焊接的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些缺陷，在這些缺陷中往往會導(dǎo)致管線出現(xiàn)斷裂和塑性失去穩(wěn)定性，從不同的角度去分析這些問題可以發(fā)現(xiàn)造成的原因主要是因為焊接部位過寬和過長等因素，在對管線焊接時應(yīng)該注意材料的選擇和焊接施工質(zhì)量，加強對焊接缺陷的預(yù)防和控制。通過對油氣集輸管線焊接數(shù)據(jù)的收集，可以對管線焊接進(jìn)行安全評估和辨識，并且利用評估方法來進(jìn)一步判斷事故發(fā)生的概率和嚴(yán)重性，采取相應(yīng)的油氣集輸管線焊接缺陷應(yīng)對措施，所以油田企業(yè)應(yīng)該推行油氣集輸管線焊接質(zhì)量安全評價，才能以最大限度來保證油氣集輸管線的安全運行。

通過對國內(nèi)外大量實驗研究，油氣集輸管線在焊接的過程中往往會出現(xiàn)以下幾種問題：第一，焊接燒穿，在進(jìn)行油氣集輸管線焊接時管線強度不能很好的承受應(yīng)力，就會出現(xiàn)燒穿的現(xiàn)象。第二，開裂。通過對油氣集輸管線進(jìn)行流通焊接時，在管線中流動的介質(zhì)會造成焊接部分急速冷卻，以至于形成焊接部位的開裂。第三，操作人員的技術(shù)水平不高，不能對焊接部門進(jìn)行連續(xù)焊接，導(dǎo)致管線出現(xiàn)氣孔、咬邊等情況，在長時間運行后會出現(xiàn)泄漏等原因。

3焊接工藝

（1）手工電弧焊。由于手工焊的靈活性較高，對焊接設(shè)備的要求都不高，因此手工焊主要適用于室外管線的焊接，目前油氣管道在焊接過程中，手工焊的工作量仍然占到50%左右。

（2）纖維素向下焊接工藝。該技術(shù)是我國目前普遍采用的一種焊接工藝，主要是針對薄壁大口徑管道的焊接，該工藝的焊接速度較快，而且根焊性能好，探傷合格率高，經(jīng)濟優(yōu)良。

（3）低氫型立下向焊條焊接。該技術(shù)與纖維素向下焊接工藝相比，根焊速度較慢，但是該焊接技術(shù)所承受的氣候條件較為惡劣，能夠?qū)崿F(xiàn)對低溫韌性要求較高的管道，而且適用于壁厚管道焊接。

（4）藥芯焊絲半自動焊接。通過大量的管道焊接試驗證明可以看出，藥芯焊絲半自動焊接能夠取得良好的焊接效果。目前我國應(yīng)用較為成熟的半自動焊接就是利用纖維素焊條進(jìn)行打底，自動化藥芯焊絲或者二氧化氣體對焊絲進(jìn)行填充，藥芯焊絲半自動焊接的抗風(fēng)能力較高，而且半自動焊接設(shè)備較為復(fù)雜，因此該技術(shù)主要適用于一些丘陵或者坡度較緩的山區(qū)進(jìn)行施工。

（5）全自動焊接技術(shù)。全自動焊接技術(shù)的事件主要是依靠機械和電氣的力量，目前國外在進(jìn)行管道焊接過程中，利用較為成熟的技術(shù)主要為實心焊絲氣體保護(hù)焊和藥芯焊絲自動保護(hù)焊兩種。

實心焊絲氣體保護(hù)自動焊接技術(shù)，可以有效減少人為因素對焊接質(zhì)量的影響，在實際施工過程中，不僅可以有效減少人力資源，而且還能夠有效提高焊接質(zhì)量，同時可以大幅度提升焊接速度，降低焊接成本，滿足相關(guān)技術(shù)所提出的要求。國外一些針對大口徑的管道焊接，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全自動焊接技術(shù)，由于全自動氣體保護(hù)，焊接過程中的造價成本較高，而且維修難度大，因此該焊接技術(shù)無法滿足管道環(huán)縫全位置焊接。

針對目前我國油氣管道的建設(shè)規(guī)模，應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同的施工環(huán)境，選擇合適的焊接方式，才能夠有效提高管道的運行效率，在實際焊接過程中，應(yīng)當(dāng)盡量減少錯誤操作的發(fā)生，有效提高管道焊接質(zhì)量，才能夠有效減少油氣管道在輸送過程中安全事故的發(fā)生，從而提高油氣企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

4焊接技術(shù)的發(fā)展

由于管道的設(shè)計條件以及管道建設(shè)的限制，目前我國針對油氣管道的焊接方法大多采用手工向下焊。我的手工向下焊接技術(shù)工藝非常成熟，而且焊工資源非常充分。隨著我國油氣管道的大規(guī)模建設(shè)，傳統(tǒng)的焊接工藝已經(jīng)無法滿足大型管道工程的建設(shè)，因此需要利用半自動和全自動焊接工藝，目前藥芯焊絲半自動焊接技術(shù)的合格率與生產(chǎn)效率越來越高，該技術(shù)在我國大型長距離管道運輸建設(shè)過程中得到了廣泛應(yīng)用。由于我國管道建設(shè)規(guī)模的不斷擴大推動者自動焊系統(tǒng)的發(fā)展，隨著自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，熟練的勞動力隊伍一直在不斷擴大，啟動費用將會越來越少，因此自動化焊接技術(shù)已經(jīng)成為了管道施工的主要焊接方式。

5結(jié)束語

目前，我國在管道焊接過程中所利用的自動焊接技術(shù)仍然處于起步階段，在實際應(yīng)用過程中，我國應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身管道的建設(shè)情況，加強對自動化焊接技術(shù)的研究，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時，需要滿足我國管道建設(shè)的需求，從而有效保障我國油氣管道焊接工藝得到完善和創(chuàng)新。

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