长输管道焊接技术发展

刘金成

吉林石油集团有限责任公司建设公司  吉林省松原市 138000

摘要：近年来，随着我国长输管道快速发展，管道钢级、管径和设计压力提升，对高效管道焊接技术提出更高要求。自动焊技术已成为国外高钢级、大口径、高压力管道建设首选技术。我国管道自动焊技术在组织管理、焊接效率、设备升级、焊材标准化等方面与国外存在差距。分析了国外管道自动焊技术在设备研制、工程应用以及管理理念等方面的先进经验。分别从管道设计、钢管制造、施工投产技术、无损检测、设备及焊材研制，提出了我国管道推广、应用和提升自动焊技术的建议。

关键词：管道；自动焊；焊接；设备；技术

引言

中国既是世界原油和天然气的主要产出大国又是消耗大国，石油资源和天然气资源的产业链中大多使用长输管线进行运输，长输管道的运行过程中，因焊接质量产生的裂纹为油气资源的远距离运输埋藏了巨大的安全隐患，因此，进一步探讨长输管道焊接工艺中产生裂纹的因素以及针对性的控制方法意义重大。油气资源是支持社会经济正常运转的重要基础能源，在这样的发展背景下，尤其能源之间的供需矛盾更加突出。长输管道运输技术的出现，有效解决了油气资源分布不均匀，以及远距离运输的问题，长输管道运输技术是一种具备高级经济效益的长距离气体或液体运输方式，长输管道运输技术的出现，一直以来，都依赖于国家管道钢铁技术的发展以及焊接施工技术的持续性进展。长输管道对于油气资源的传输效率以及传输性能能够更加适应目前社会持续性发展，经济建设以及各行各业对于油气资源的需求，但由于长输管道的焊接施工，通常情况下所处的外界条件极不稳定，同时，焊接施工的位置受限，这也导致长输管道的焊接施工质量受外界环境影响水平较高。而长输管道的焊接质量关系到了油气资源等运行安全性以及供应稳定性，因此，研究远距离长输管道的焊接裂纹控制措施对于维持长输管道的运行稳定性来说是至关重要的。

1油气长输管道施工中的焊接技术应用原理

在进行长输管道施工时，通过对管道进行焊接处理，可以延长其使用时间，提高使用安全性。长输管道的材质主要为强度比较高的金属和钢材料。这种管道的承载能力较强，在对管道进行连接时，对焊接施工技术的应用存在较高要求。要保证焊接区域能够紧密连接，降低油气对管道的腐蚀影响，还要满足管道施工的要求。目前在进行长输管道施工时，可供选择的焊接技术类型正在不断增多，主要存在手工作业和半自动化作业以及全自动化作业等形式。而且在进行施工技术创新和研究的过程中，已经研发出相应的产品。利用机械设备进行工程的建设，可以提高焊接施工质量，满足资源的运输要求。施工企业在对管道进行处理时，需要根据现场的环境条件，结合工程的建设要求，选择正确的施工工艺。如果施工现场的环境条件比较好，可以选择双联管焊接工艺进行管道的处理。如果施工环境比较恶劣，约束性的条件比较多，可以通过自动焊接技术和半自动焊接技术的应用，对管道进行有效的处理。在进行工程建设时，如果存在一些特殊的要求，需要通过手工作业，提高焊接作业的质量。

2长输管道焊接技术

2.1设备升级

我国引进自动焊设备如意大利PWT根焊外焊机缺陷较高，焊接效率较半自动焊提升不明显，在陕京二线应用后已淘汰。英国Noreast、加拿大RMS外焊机维持在2001年水平，设备老化严重、故障率高。美国CRC自动焊机专配1名技术人员，焊接问题及时反馈至公司总部。英国Noreast自动焊设备技术服务于沙特、俄罗斯天然气管道，普遍采用双焊炬技术。我国引进自动焊设备在产品保质期之后，国外生产商仅提供付费技术服务，导致我国早期自动焊设备技术老化落后。

2.2长输管道焊接设计

近几年川气东送管道、泰青威天然气输气管道、中缅天然气管线、新大一线、西二线东段樟树—湘潭联络线等长距离输送管线均出现过管道爆燃事件，根据有关调查报告，产生爆燃事故的原因有：环焊缝存在未熔合缺陷问题、环焊缝存在气孔缺陷问题、施工管理混乱、焊缝应力集中、第三方灾害因素导致管道焊缝断裂等问题，侧面证明了管道焊接过程中现场焊缝焊接质量不满足相关标准和焊接过程中执行焊接工艺规程不严等问题，管线环焊缝在管线所受到的组合载荷的的影像下发生了脆性断裂，不等壁厚焊接存在强力对口焊接等。根据长距离油气输送管道设计制造有关标准的要求，长输管线设计内容应包括壁厚相同的直管段焊接、壁厚不同的直管段焊接、壁厚不同的直管段与弯管焊接等多种环焊缝焊接组合，按照类型分为等壁厚焊接和不等壁厚焊接。结合管道焊接施工过程中的焊接实际划分有以下几种环焊缝需要特别设计：固定口连头、返修口、不等壁厚焊口。

2.3长输管线的施工质量以及工艺规范

为确保长输管线施工质量符合国家标准规定，保障长输管线整体结构的使用性能。首先，管道材质在焊接高温条件下不会出现气孔或其他破裂问题。除此之外，在焊接施工过程中，施工两端重叠长度必须要超过0.5mm，即使是在30cm长度的连续焊接施工管线中，重叠长度也必须要控制在0.5mm以下。其次，本文所列举的工程中长输管道的焊接施工类型为下向焊接，想要在这种焊接施工条件下，对长输管道的内部结构以及焊接施工参数进行合理的控制，需要确保传输管道的焊接重合长度控制在0.05m之内，才能保障焊接施工相关参数服务和施工标准。第三，如果是上向焊接施工，需要将管道上方向的焊接重叠高度控制在3mm以内。最后，在焊接工作完成之后，还需要对长输管道焊接部位进行无损探测处理，通过探测处理集中了解长输管道焊接过程中是否存在裂纹或其他质量问题。

2.4半自动焊接技术的应用措施

在进行半自动焊接施工技术应用时，可以使用半自动的焊枪等设备进行下向的处理。在进行自保护药芯焊丝半自动焊接技术应用时，主要是作用于野外施工环境中，可以利用药芯的高温分解，释放出气体，对熔池进行有效的保护，降低熔渣的影响。这种焊接技术的应用质量比较好，在进行焊接处理时，可以减少接头的应用数量，提高焊缝的处理质量。因为药芯焊丝施工工艺的性能比较突出，在对焊缝进行处理时，操作形式更加稳定，制成的产品功能完整，可以将其应用于管道施工的各个部位。但是在进行具体建设时，需要根据施工工艺的应用需求，对焊接作业进行标准化的处理。

在进行二氧化碳气保护焊接技术应用时，施工成本较低，作业质量比较好。在对这项技术进行持续改进的过程中，可以对电弧和熔滴等形态进行有效控制，还可以对焊接作业时的飞溅问题进行有效解决。这项焊接作业方式操作更加灵活，可以满足各种类型坡口的建设要求，且焊接作业质量比较好，施工效率比较高。但是在实际应用时，需要对强风的影响进行有效的控制，才能提高综合建设水平。

结语

我国长输管道已经建成以陆上油气管道为主，海底管道为辅的相对完善的能源输送网络。我国将在未来一定时期内持续加大长输油气管道建设力度，按照国家规划尽快完善全国骨干管网建设，构建成以海上、陆上相结合，调配灵活合理、安全可靠的长输管道运输体系。带动我国长输管道焊接技术以安全为前提，向着高钢级管道焊接、焊接自动化、焊接可靠性和焊接数字化方向发展。

参考文献

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