长输管道施工的焊接施工工艺分析

长输管道施工的焊接施工工艺分析

渠淑良

中国石油天然气管道局第五工程公司陕西分公司 河北 任丘 062550

摘要：石油开采环境恶劣，处于人烟罕至的环境，作业环境差且安全系数低，油田管道焊接具有很高的要求，而现阶段我国油田管道焊接工艺还存在效率低下、质量不到位的问题，因此需要创新油田管道焊接工艺技术，建立精细化质量管理模式来管理油田管道焊接。

关键词：油气；长输管道施工；焊接施工工艺

中图分类号：TQ153文献标识码：A

引言

在进行石油管道焊接时，为了保证管道焊接的质量，实操人员在进行焊接工作时，必须掌握石油管道焊接的技术难点，做好优化处理对策。

1长输管道焊接裂纹的成因

1.1冷裂纹

冷裂纹多出现在管道的热影响区和熔合线部位，冷裂纹的出现一般多在多层焊接中，这种情况下主要是由于焊接接头在淬硬组织产生的作用下，性能会发生一定的变化，导致脆化，而与此同时，氢分子会在焊接缺陷部位大量集聚，从而出现冷裂纹。从整体构造上来讲，冷裂纹又有纵向与横向之分。而详细来说，又分为穿晶型、晶间型或者二者混合的类型。当相应的管道焊接工艺完成以后，将没有立即出现的裂纹称为延迟裂纹，这种裂纹对管道作用的发挥有着极为不利的影响。

1.2热裂纹

管道在高温作用下产生的裂纹是热裂纹，这种裂纹的出现一般位于管道焊接缝的内部，但是也有部分的热裂纹会出现在长输管道的热影响区域内部。一般情况下，热裂纹具有多种表现形式，比如纵向、横向或者根部等。即使这些裂纹的表现形式不同，但是都是受到结晶作用的影响出现的。具体的焊接操作中，一旦管道材质中含有其他的杂物，就会使得焊接质量不达标，出现焊接裂纹。再比如，在熔池结晶过程中，由于常常存在着偏析现象，在这种情况下，一旦焊接应力较大，结晶拉开以后就会出现裂纹。

1.3再热裂纹

长输管道施工工艺具有复杂性，当相关的焊接操作结束以后，在高温作用下，会出现再热裂纹，这种裂纹一般位于焊接接头的热影响区融合线附近的粗晶内。再热裂纹的出现与高温应力与合金碳化物等的状态有着紧密的关系。另一方面，由于钢材等材质的特殊性，钢材与焊缝内含有一定量的合金元素，还受到焊接残余力等因素的影响，在这种情况下，也会出现再热裂纹。长输管道钢板内部存在分层结构的夹杂物，焊接中应力的出现会导致管道形成阶梯状的裂纹。

2长输管道施工的焊接施工工艺

2.1自动焊接技术

（1）加大高端电源研发资金投入。现阶段，我国焊接电源较为落后，主要是由于电源生产企业的技术落后，水平低，在电源研发资金投入方面不够重视，加之研发技术有限，周期长，因此，放弃了对高端焊接电源的研发，导致我国电源生产企业陷入了瓶颈期。能率先研发出高端电源的企业，必然会提高自身的市场竞争能力与经济效益，获得丰厚、长远的回报。（2）加强对智能化全位置自动焊设备的研究。由于石油化工管道施工属于野外露天作业，施工现场有诸多影响因素，而全位置自动焊接设备无论是对组对精度，还是对坡口的质量，要求都比较高，以至于部分焊口无法达到使用自动焊接技术的要求。因此，应加强智能化程度更高的全位置自动焊接设备，不断学习、引进国外先进的高科技技术，从而满足各种焊口的要求。

2.2冷裂纹的控制措施

焊接过程中，焊条必不可少，结合工程的施工要求科学选择焊条，比如，如果管道焊接中对于氢含量等有严格的要求，就可以通过选用碱性焊条的方式来控制焊缝中的氢含量，从而实现对焊缝中塑性的控制，在一定的施工工艺要求下，保证焊接的整体质量。冷裂纹处理主要是从以下方面进行的 ：（1）焊接结束以后的热处理环节，相关人员要控制应力，避免应力集聚。（2）焊接结束后，要科学控制焊缝冷却的速度，做好相应的热处理，随后再进行冷却处理。（3）管道材质、焊条的选择上，要尽量减少其中的氢含量，从源头上加以控制。

2.3对各焊接裂纹区控制

就冷裂纹而言，其控制措施主要需从以下方面进行：（1）科学选择焊条，尽量选用氢含量较少的焊条，以提高长输管道的塑。（2）在焊接处理中，要遵守使用的规范性，避免由于热处理等不到位导致的应力集聚现象。（3）预热与缓冷分别在管道焊接前后进行，科学控制管道冷却的时间。而针对热裂纹，需要采取以下的控制措施 ：（1）遵循规范的施工流程，科学控制管道的焊接顺序与工艺，用一定量的碱性焊剂，使得焊缝中的杂质含量等在一定的范围以内。（2）在焊接过程中，相关人员要提升焊缝形状系数，避免在焊接操作中形成裂纹，管道选材上，要尽量选用管材中磷、碳、硫含量都符合工程要求的材料。（3）为了降低热裂纹出现的概率，可以尽量选择温度敏感性较低的材料，随后在焊接过程中合理安排焊接的工艺，对预热处理等加以控制，避免焊接应力的出现。对于层状撕裂裂纹的控制，主要是要注意金属冶炼环节杂质含量的控制。

2.4加强焊接管理

长输管道焊接裂纹的控制上，相关人员应该具备极高专业素质，在工程开始前期可以掌握造成裂纹原因，从而在具体焊接过程中重视特殊环节处理。焊接操作人员需要在焊接过程中遵守相关规定，严格按照工艺的基本要求组织施工，避免在焊接操作中发生不当操作等行为，数量掌握焊接关键技术。另外，焊接操作人员要具备极强责任意识，在焊接过程中严格完成每个环节焊接操作任务，从而使得焊接能够满足其工艺要求，使管道可以发挥其应有作用。严格执行安全质量施工标准，施工单位要加强人员施工管理与培训，提高焊接操作人员综合素质。

2.5带极堆焊接技术

在长输管道的焊接处理中，采取金属带进行焊丝的有效替换，应用这种新型电极可以发挥出理想的焊接效果，有助于保障并提高长输管道焊接的质量性能，对于确保焊道的平整度也具备明显优势，成为未来长输管道焊接处理的一个重要发展方向。对于长输管道焊接操作的处理而言，其一般涉及到了电渣堆焊以及埋弧堆焊两种方式，应该结合不同长输管道的焊接需求进行恰当选用。在电渣堆焊的处理中，需要重点围绕着堆焊工艺参数进行合理设置，结合焊缝以及长输管道焊接的具体要求进行严格把关，确保其能够在后续焊接中表现出理想的适应性。带极堆焊接技术的应用往往还需要重点把握好焊剂的恰当选用，确保焊剂能够在实际应用中表现出较强的导电性。针对该类焊接新技术在应用中出现的咬边问题也需要进行有效防治。

2.6其他保障措施

在长输管道焊接操作过程中，对裂纹的控制还需要做好其他相关的保障措施，具体来讲，主要包括以下方面：（1）在焊接过程中，打底焊条尽量采用纤维素焊条，而对于其他盖面的焊条，则可以采用碱性焊条，从而有效对氢分子进行控制，避免其含量过多引起的混乱现象。（2）在焊缝的同一位置，存在焊补次数的限制，一般需要将焊补次数维持在两次以内。（3）焊缝焊接中最好采用连续焊接的方式，在焊接完成以后，还需要进行必要的消氢处理等，以保证焊接的整体质量，避免裂纹的出现造成的安全风险。

结束语

综上所述，在当前长输管道焊接中，注重选择适宜的焊接新技术成为比较关键的一环，尤其是随着科学技术的创新发展，更是需要研究焊接新技术的选用，最终确保长输管道的焊接更为优化高效，有助于形成理想的焊接效果，给长输管道的安全运行提供更有效的保障。

参考文献

[1]叶霜.油田管道焊接工艺技术及质量控制措施研究[J].化工管理,2016,31:178.

[2]王在位.石油场站管道的焊接工艺以及质量控制策略[J].中国石油和化工,2016,S1:323.

[3]刘添.管道焊接工艺技术及质量控制措施探讨[J].科技风，2018，364(32):146.