如何加强项目施工中管道焊接技术

摘要：瞻望中国管道建设的前景，除去已竣工的西气东输工程外，中俄管道、陕京管道、西部成品油管道、西南成品油管道、LNG管道、煤浆管道等都已指日可待。加入WTO后，随着国外队伍的介入，国内市场势必竞争更加激烈。由于管道用钢向着高强度发展，需要有许多新的焊接技术支持，以提高竞争能力。 

关键词：焊接工程技术建设管道

一、焊接的发展

管道输送是一种安全、经济、对环境破坏小的运输方式。其建设地区跨度大，沿线施工环境恶劣，加之管道输送逐步向高压(7.5MPa)、大口径(Φ1420mm)方向发展，这对管道环焊缝的焊接提出了更高的要求。管道环焊缝的焊接成为制约整个工程质量和建设周期的关键工序。目前，我国管道焊接施工仍以手工电弧焊为主，半自动焊为辅，在施工过程中，由于人为因素造成的质量不稳定问题比较突出。近20多年来，在国外迅速发展了管道焊接施工高新技术，现已经初步形成技术和设备的系列化。美国、加拿大、前苏联等国家在管道施工中均已大量采用了自动化焊接设备，实践证明其自动化焊接系统焊接质量稳定、焊接速度快，是一项比较成熟的管道施工技术。

二、焊接在长输管道建设中的特点 

1．流动性施工对焊接质量的影响。施工作业点随着施工进度而不断迁移，与工厂产品生产相比，增加了施工管理、质量管理、安全管理等方面的难度；因焊接作业处于流动状态，对保证质量相对增加了难度。 

2．地形地貌对焊接质量的影响。施工单位没有能力选择理想的施工场地。一条长输管道可能会遇到多种地形如西气东输工程，自西向东途经戈壁、沙漠、黄土高原、山区、平原、水网等，地形地貌对焊接有直接影响，所以要因地制宜，选择不同的焊接方法来满足工程的需要。 

3．环境对焊接质量的影响。风、雨、温度、湿度等自然环境，与焊接质量高低有着一定的关系。 

4．除现场双联管焊接外，焊接设备、工艺、材料及焊工技能等因素，对焊接质量有很大影响。 

5．人文、社会环境对焊接质量的影响。在我国的东部人工密集地区，由于种种原因，施工不能连续进行，往往给现场焊接带来困难。由于外界因素干扰，造成现场留头多，连头数量增加，质量难以保证，也使焊接成本上升。 

三、管道焊接现状 

随着社会技术进步，长输管道焊接技术也在逐步提高。 

1．国内情况： 

1.1 20世纪70年代及以前，管道建设中焊接以传统手工焊方法施工，该焊接方法由于焊接速度慢、焊接质量低已不再适宜在管道建设中应用。 

1.2 20世纪80年代初，管道局引进了美欧的手工下向焊工艺，并逐步推广到大部分施工企业，质量上了一台阶。当时按焊缝延长米统计质量，x射线一次合格率达95%以上。该焊接方法已取代了传统手工焊方法。 

1.3 20世纪90年代初，管道局从美国引进了自保护半自动焊设备和工艺。经过培训，将该工艺于1995年首次在突尼斯工程中应用，在以后的库鄯线、鄯乌线、苏丹工程及涩宁兰、兰成渝等管道工程中是主要的焊接方法。其焊接合格率按焊缝口统计，可以达到95%以上。其优点是连续送丝、不用气体保护、抗风性能较强4、5级风以下、焊工易操作等。其缺点首先是不能进行根焊，需要采用其他的焊接方法进行根焊。目前美国两家焊材厂家生产的焊丝都不能实现根焊焊接，林肯公司原推出的NR-204因工艺不过关，厂家建议改用下向焊完成根焊。其次是缺陷集中在夹渣上，这与手工焊根焊无关。另外，操作不当时盖面易出气孔。 

1.4 自保护半自动焊焊材主要依靠进口。管道局从1994年开始试验以来，一直没有取得成果。据了解，国内有几家焊材研究机构进行了研制，至今未见正式产品，在各届焊接展览会上均未见产品。 

1.5 1993年，管道二公司在轮南～库尔勒输油管道上首次应用双联管焊接方法。双联管焊接方法，在以后的陕京输气管道、苏丹管道工程中部分采用，收到了较好的效果。该焊接方法积累了丰富的经验。 

1.6 20世纪60年代，国际上就开始在管道工程中应用自动焊技术，自动焊技术适用于大口径、大壁厚管道，大机组流水作业，焊接质量稳定，操作简便，焊缝外观成型美观。自动焊技术在国内大规模应用是在西气东输管道工程中。 

在西气东输工程中，管道二公司引进了NOREAST公司自动焊机AW97-1；石油天然气管道科学研究院承担管道局“九五”科研课题――全位置自动外焊机，该项目获中国石油天然气集团公司科研二等奖、中国石油天然气管道局科研一等奖。这两种焊机已应用到西气东输工程上。其他油建单位也引进了国外焊机，作了工程前的一系列准备工作。 

目前采用的根焊方法主要有五种，一是内焊机，二是外焊机，三是STT根焊，四是外焊内衬强制成型，五是手工根焊。 

为了解决根焊问题，管道局从NOREAST公司购买三套管道内焊机型号AW40-42，已在西气东输试验段上进行了应用。内焊机具有焊接速度快、直径1016毫米管径，根焊时间limn、内焊道成型美观的优点，但由于设备结构复杂，在管道施工过程中设备故障较多，设备需要配备备件和高技术水平的维修人员。 

1997年，从林肯公司引进了STT焊接设备和技术，首先在苏丹双联管焊接上应用，此次西气东输也作为一种备用方法。相对其他焊接方法，STT根焊具有焊接速度快、焊道光滑、不易出缺陷的优点，但其要求对口的质量较高，受风的影响较大。 

四、针对易产生的缺陷所采用的措施

根据工程用的管材和焊材要求，对每次工程要作好焊接工艺评定，编写好焊接工艺操作规程，并要求电焊工严格按焊接工艺规程要求进行操作施焊。

作好焊接的保护，焊条在运输和存放过程中，严禁摔、撞、磕及碰等，确保焊接的完好性。

1 焊前准备要求

1.1 组对前应将坡口及其外侧表面不小于25mm区域范围内的油、漆、垢、锈和毛刺等杂物采用电动钢丝刷清理干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷，并呈现金属光泽。

1.2 组对前要对坡口进行修磨，使坡口角度及钝边等符合设计参数和焊接工艺要求。

1.3 焊接施工前应用砂轮机将钢管两端15mm内的螺旋焊缝磨成缓坡，以保证该处焊道熔合良好。

总之，管道焊接根据其特点，因地制宜，即保证质量，提高效率，又不使成本大幅增加，是其目的。

参考文献:

[1] 孙自全．天然气采气工程．北京：石油工业出版社

[2]王耀东，梁翕章等.世界著名管道工程.北京：石油工业出版社

[3] 天然气工程手册(下)．北京：石油工业出版社，1984

[4] ［苏］К.И.扎依采夫等，李荣恩译.长输管道焊接安装工程手册.北京：石油出版社