油气长输管道施工中的焊接技术探究

油气长输管道施工中的焊接技术探究

李腾飞

中石化江苏油建工程有限公司 江苏省扬州市 225200

摘要：油气输送管道是国家能源输送的大动脉，它的平稳高效运行关系到国家能源安全和公共安全。环焊缝作为油气管道系统的薄弱部位，易发生失效且数量庞大，其质量直接影响管道的安全运行。近年来，由环焊缝缺陷引发的油气管道失效事故，尤其是高钢级管道环焊缝断裂的问题，受到了广泛关注。基于此，本文主要对油气长输管道施工中的焊接技术进行探究，详情如下。

关键词：油气长输管道；焊接技术

引言

如今我国的社会经济建设正逐渐过渡到平稳阶段，社会整体经济实力在不断上升，人们的整体消费实力也在呈现出明显的上涨变化。然而日渐转变的市场经济体制和人们不断上升的消费需求，却对我国的能源行业发展带来了巨大的挑战。我国的自然能源比如油气资源的消耗量逐渐增大，资源储备量逐渐减少，现存资源已经很难满足明显增加的能源需求量。在众多能源问题当中，最主要的就是油气能源储备量的不足。为了应对油气能源储备量严重不足的问题，我国开始采取长距离运输油气资源的方式，弥补国内各地油气资源储备不平衡的问题。对于油气长距离运输工作而言，较高的管道施工质量，是保证油气资源运输工作稳定开展的前提。

1油气长输管道施工建设过程中主要应用的焊接技术

1.1油气长输管道施工对于自动焊接技术的应用分析

自动焊接技术在应用过程中往往有较多的技术需求，且自动焊机技术需要结合全位置药芯焊丝的自动技术，只有将多种自动焊接技术进行灵活的组合，才能够全面保证焊接缝的质量能够达到施工要求，保证焊接缝具备一定完整性。在实际的焊接施工时，要科学且合理的调整平摆焊接、自动填充焊和盖面焊，并根据实际的焊接需求和管道性质，灵活的调整自动焊接技术的组合方案，从而保证油气长输管道的施工始终保持高质量的状态。

1.2油气长输管道施工对于手工向下焊接技术的应用分析

在我国目前应用的焊接技术当中，手工向下焊接技术是最为常用的一种，然而手工向下焊接技术在应用过程中也有着较为严格的要求。手工向下焊接技术通常应用于管道直径较大、管壁比较薄的油气长输管道的焊接施工中，且一般以利用手工焊条向下焊接的施工方法作为主体，具体可以分为复合型焊接、全纤维素型焊接和混合型焊接。复合型手工焊条向下焊接工艺，通常被用于长输管道的管壁相对较厚的施工情形下。我国传统的长输管道焊接施工往往采用向上焊接的方式，该方式对于劳动强度的需求较低，但是传热较弱，而复合型手工焊条向下焊接工艺焊接的质量和效率较高，因此复合型手工焊条向下焊接工艺的应用范围更加广泛。全纤维素型的手工向下焊接技术通常使用于直径大且管壁最薄油气长输管道的焊接施工，虽然全纤维型的焊接技术不能够满足长输管道接头部分的焊接需求，但是管道整体的焊接质量和焊接效率较高，且受到外界施工因素的影响比较小，因此应用范围也较为广泛。最后对于混合型向下焊接技术的应用而言，其通常被用于施工环境复杂、焊接施工质量要求较高的长输管道的焊接施工过程中，混合型的向下焊接技术能够较好的满足长输管道接头部分的施工需求，同时还具备较强的抗冷性和韧性，能够增强长输管道的使用性能，然而混合型性的手工向下焊接技术具有熔化慢等缺点，因此在使用时需要在满足焊接条件的基础上尽可能提升焊接操作的实际速度。

2油气长输管道施工中的焊接技术

2.1油气管道焊接新工艺

随着焊接工艺技术的发展成熟，越来越多新的焊接工艺在油气管道工程中得到应用。目前，具有广阔发展前景的主要有高能束焊和摩擦焊工艺。高能束焊在油气管道工程中的应用主要有电子束焊和激光焊两种。电子束焊利用加速和聚焦的电子束轰击焊接面实现焊工件的熔化焊接，因其不使用焊条、热变形量小、抗氧化能力强和工艺重复性好等优势，在油气管道和航空航天、国防军工等众多高精尖领域得到广泛应用。电子束焊在油气管道工程中的应用，可以在大直径、厚壁化管道焊接中保持高质量、快速度的特点，但在如何获得高功率密度、高真空度和防控X射线等方面仍需要继续深入研究。激光焊借助聚焦的激光束轰击焊件完成焊接，由于激光的折射、聚焦等光学性质，适用于可达性差的部位焊接，且具有焊接变形小等优点，但缺点在于设备价格昂贵且电光转换效率不高。近年来，光纤激光器得到高速发展，具有使用寿命长、效率高、体积小和光纤传输等优点，使激光焊在油气管道工程的广泛应用具备可行性。目前，单独的激光焊焊缝冲击应力低且焊接速度较慢，可以研究激光-电弧等复合焊技术，利用激光焊替代内焊机单独打底焊，利用电弧焊进行填充焊，简化焊接程序，提高焊接速度和质量。摩擦焊在油气管道工程中的应用主要是径向和搅拌摩擦焊工艺。其中径向摩擦焊起源于特种连续驱动摩擦焊，随着油气管道铺设越接越长，常规的轴向摩擦焊机难以满足轴向加压顶锻要求，可以采用径向连续环旋转的摩擦焊工艺，该工艺具有连接效率高、可重复性好、焊缝成形质量高等优点，适用于常规手段难以连接的焊接作业。搅拌摩擦焊利用高速旋转焊具与工件摩擦使焊材局部熔化，在焊具挤压下形成固相焊缝，适用于轻金属的焊接。搅拌摩擦焊的优势在于接头性能好、焊接环境好，但对于高熔点高强度材料焊接难度较大。为此，近年来对搅拌头的研究成为热点，搅拌头的成功设计有助于应用在高熔点高强度材料和更大厚度的焊接作业，目前已研发出适用于油气管道全位置焊接的搅拌头。但仍需要继续加大在搅拌头设计制造等方面的投入力度，并对搅拌摩擦焊的搅拌头与夹持机构整体环向运动、加压焊接等工艺进行研究改进，进一步提升搅拌摩擦焊的适用性，使搅拌摩擦焊在油气管道工程中逐渐得到广泛应用。

2.2严格控制焊接接线的质量

焊接施工的接线选择需要根据油气长输管道的焊接类型和管道本身的材料进行选择，高质量的焊接接线控制能够有效避免管道焊接过程中出现偏移或者变形等质量问题。为了实现对焊接接线的全面控制，从根本上保证焊接操作的质量，还需要严格的选择焊接操作设备。在正式加工之前，还需要对焊接处进行彻底的清理，同时对焊接操作需要使用的原料进行最后清点。除此之外，在焊接操作完成之后，还需要根据实际的焊接情况设计针对性的防裂缝措施，严格的控制焊接操作的质量。

2.3油气管道保温补口技术选择

在油气管道的保温补口技术的选择方面，通常情况下需要选择导热系数较低的材料，例如硬质聚氨酯泡沫材料等，这种材料质量较轻、耐热性能良好、耐腐性能较强且绝缘性能较好，所以在油气管道的保温补口技术中应用较为广泛。通常情况下，油气管道保温补口施工中保温层厚度一般需要控制在40mm左右，油气管道直管段保温需要采用管中管方式，补口位置的保温厚度需要与直管相符合，在施工过程中需要充分考虑到施工现场环境因素的影响，在㕣位置的保温层可以采用聚氨酯泡沫块代替传统的发泡材料，将预制成像的聚氨酯泡沫块安装在补口位置，从而能够有效提高油气管道保温效果。

结语

整体而言，利用长输管道运输油气能源时，必须全面重视起运输过程中存在的安全问题，为了保证油气资源稳定高效运输，也为了全面保证工程人员的人身安全，就需要从长输管道的施工建设阶段开始，贯彻高质量的建设理念，全面提高管道焊接质量。

参考文献

[1]王军强，秦红斌，叶威.长输油气管道全自动焊技术及施工应用[J].当代化工研究，2021(13):48-49.

[2]白洁.浅谈油气长输管道施工中的焊接技术[J].冶金管理，2020(09):3-4.