1、浅析石油天然气管道焊接及其质量控制摘要：石油以及天然气管道运输的介质是有一定特性的，因此要求在管道焊接过程中严格按照规范规程，控制好每一个步骤的焊接质量，保证管道的安全运行。本文首先介绍了石油天然气管道的焊接工艺，然后论述了质量控制措施，具有一定的参考价值。 关键词：石油天然气管道；焊接工艺；质量控制 中图分类号：TE973 文献标识码： A 石油天然气管道不仅路线长、覆盖面广，而且质量要求高，其管道的安装尤其是焊接质量必须要得到充分的保障。根据众多实践经验,影响管道焊接质量的因素较多,主要包括：焊接工作人员技能水平、管道材料质量、焊接工作方式、焊接材料质量等。如果想要确保焊接质量,必须要做好
2、科学预案,科学高效地管理可能对焊接质量产生影响的各种因素。 1 石油天然气管道的焊接工艺 焊接的方式主要可以分为手工焊、半自动焊和自动焊三个大类，下面分别阐述： 1.1 手工电弧焊工艺 手工电弧焊工艺根据焊接的方向和使用不同的焊条，可以分为四种：低氢焊条上、下向焊、高纤维素焊条下向焊和组合焊。高纤维素焊条下向焊是我国最普遍和常用的焊接方法，它电流大、焊接速度快（根焊速度达 20-50cm/min） 、利于野外作业、合格率高，适用于钢级 X60 以下、口径大于 254 毫米、厚度在 7-16 毫米的钢管。低氢焊条下向焊采用低氢型焊条药皮，含氢量小于 5mL/100g，相比高纤维焊条焊缝有很好的低
3、温韧性和抗冷裂性，可以应用在低温环境中和 H2S 含量比较高的腐蚀环境。低氢焊条上向焊主要应用在小管径管道，它抗冷裂能力强，在接头尺寸不规则的情况下焊接仍能有良好的焊接效果。组合不同的焊接方式来完成一道焊接工序，通常能达到不错的效果，这样的组合焊接方式称为组合焊，如根焊用纤维素焊条下向焊，填充、盖帽用上向焊等。 1.2 半自动焊工艺 半自动焊工艺主要包括药芯焊丝自保护半自动焊接技术和 CO2 气体保护半自动焊接方式。其中第一种工艺能适用于各种位置的焊接，药芯在高温下分解出的大量气体能保护电弧和熔池，所以特别适合于室外有风条件下的作业。CO2 气体保护半自动焊接方式成本比较低、焊接效率和质量较高
4、，可应用于全位置单面焊双面成形的打底焊，但是缺点是现场需要有防风设施。 1.3 自动焊接工艺 自动焊的最大优势在于对坡口的设计上，即在保证接头性能和节省焊材的基础上对坡口进行了最优化的设计。主要介绍两种工艺： 1.3.1 内焊机封底和外部自动焊机填充盖面 内焊机是我国针对西气东输工程从国外引进的根焊专机，在管口周围一般都有 4-6 个焊炬，对接之后可以同时进行焊接，大大提高了封底的速度，而且这样封底之后成型很规则。但是设备非常复杂，在施工焊接过程中出现故障的概率很大，这就需要有足够的配套装置和专业的维修保护人员。同时，内焊机适用的管径范围小（只能在沙漠、戈壁发挥性能） ，因此这种工艺的推广被限
5、制。 1.3.2 带内衬垫对口器外部管道自动焊 这种工艺中，单、双焊炬自动焊机都可以应用其中，这类工艺有很多优点：设备简单易操作、故障率低、适用范围广等。在很多管道的施工上得到了应用，特别是海洋管道。 2 石油天然气管道的焊接质量的控制 2.1 施工人员的控制 任何的施工工程，人都是施工的主体。对施工进行质量的控制，首先要做好对施工人员的控制，焊接的质量控制也不例外。当前的石油天然气管道的焊接工艺主要还是以手工为主，所以焊接人员的焊接水平和焊接技术就成为影响焊接质量的最重要的因素之一。所以必须对焊接人员进行岗前培训，掌握专业知识和专业技能，通过基本知识和操作技能考核并取得质量技术监督部门的焊工
6、合格证之后，才能在有效期内持证上岗作业。焊接的检验是焊接质量控制的最后一关，也是非常重要的一关，因此对检验人员也要做好严格的岗前培训工作和技能培训，这样才能在质量检验中对焊接质量严格把关，保证施工质量。 2.2 设备和检验仪器的控制 要保证焊接管道用的各种工具的质量，如手弧焊机、氩弧焊机、自动焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置等，设备的性能指数和参数达到标准，这样才能保证设备的焊接能力和焊接质量。 温度湿度仪、电流表、电压表、风速仪、焊口检验尺等检验工具也要检定合格并保证其检验的能力，保证在焊接质量出现问题时能及时、准确的检验出来。 2.3 石油天然气管道的焊接材料 原材料作为石油天然气管道焊
7、接的根本保障，包括阀门、法兰、焊材、钢管等元件，应选择质量可靠、价格合理的供应厂家；注意焊材或原材料的标记清晰、完整，具有齐全的质量证明书，与施工标准保持一致；对于质量证明书，应避免使用抄件，以原件或者复印后加盖经销单位红色印章为主，确保质量证明书中的规格、品种、批号等与实物相符。对于施工中用到的所有管道的各个部件、辅助材料，例如防腐修补材料、阴极保护材料，焊条等等，这种材料的工艺性能较好，容易焊接成形，更能保证焊接透彻，并且有熔点低穿透力强，并且铁水的粘度较大，不易脱落，生产效率高的优点。 材料都应注意检验合格，由质控工程师验收并签署意见；将已经通过验证的材料设置成“停点” ，以明确区分没有
8、经过验证的压力管道元件，不允许任何不合规的材料进入施工现场；在材料的运输、保管、存放以及吊装过程中，应注意避免材料受到损伤；对于重要的焊接原材料，由专门的库房负责存放与管理，根据材料的物理与化学特性，控制存放的温度、湿度，避免发生腐蚀等问题；例如，用焊条保温桶领用焊条；未用完而回收的焊材需要进行烘干处理，然后再应用于其他的管道焊接程序。 2.4 焊接环境的控制 焊接工作时周围的气候环境是影响焊接质量的一个重要因素。下面的几种自然环境下是不宜进行焊接的：有风天气（气体保护焊：风速大于 2m/s；低氢型焊条电弧焊：风速大于 5m/s；酸性焊条电弧焊，风速大于 8m/s；药芯自保护焊丝半自动焊，风速
9、大于 8m/s）情况下不能焊接；雨雪天气；大气湿度达到 90%以上；环境温度过低（低于焊接工艺规定的最低焊接温度） 。 2.5 控制石油天然气管道的焊接检验 对于管工来说，应对产品的质量负责，确保管口的表面质量、坡口尺寸等与施工要求相一致，将错边量、对口间隙等控制在合理范围内。首先，在正式焊接之前，质检员需要严格查看焊缝坡口状况、坡口的角度、组对间隙以及错边量等，与工艺文件规定保持一致；完成焊缝的焊接工作之后，将熔渣、飞溅等表面缺陷处理干净，经过自检合格，做好焊口标识的记录， 由专业的焊接质检员进行检查与确认；其次，焊接质检员对焊缝的外观进行查看，对于需要深入检测的焊缝，采取无损检测方法，根据
10、探伤的比例、焊缝外观情况、焊接作业指导书规定等进行检测，对施焊的全过程进行监督，确保焊接工艺落实到位，及时发现问题并采取处理措施；最后，加强对焊接咬边缺陷的重视程度；在焊接咬边的位置，应力较为集中，同时也是疲劳裂纹的源头，如果不加强控制，极易引发疲劳断裂失效问题。采取目测方法对咬边的深度进行测量，只能通过检验者的经验判断，而采用 x 射线透照方法，则可精确测量咬边的深度；对于钢制管道的焊缝咬边缺陷，可采取修磨、补焊等方法，确保焊接接头性能不受影响。 3 结论 石油天然气管道的焊接方法具有美好的应用前景，诸如中俄输油管道、西部成品油管道、西南成品油管道等等都在运行和发展，相应的具有更高的管道焊接技术要求，通过强有力的技术支持应用到管道施工中，才能促使石油天然气管道焊接生产的低成本、高速度和高质量发展。 参考文献 1 李俊超. 关于石油天然气管道焊接工艺研究分析J.中国新技术新产品，2012（12） 2 薛振奎，隋永莉等. 石油天然气管道焊接施工工艺J. 焊接，2002（8） 3 黄德志.油气石油天然气管道焊接技术的发展J.焊接技术，2012（3） 4 庞忠瑞. 长输管道焊接过程中相关问题和技术的初探J.科技风，201l(23)
