天然气管道施工焊接技术的探讨

【摘要】为了提高管道施工焊接质量，必须不断提高天然气管道施工焊接技术。本文对天然气管道施工焊接技术进行分析探讨，希望能够给相关人员提供一定的参考依据。

【关键词】天然气；管道施工；焊接技术

引言

天然气管道是天然气输送的重要装置，关系到天然气运输的质量和效率。在天然气管道施工中，焊接技术是非常重要的内容，焊接质量的高低直接影响天然气管道施工质量。为确保天然气管道的质量，发挥其在天然气管道中的重要作用，必须充分重视天然气管道施工中焊接技术的有效应用，不断提高焊接技术在天然气管道施工中的应用水平。

一、提高天然气管道焊接技术的必要性

随着我国能源工业的迅猛发展，天然气管道的建设越来越趋向于中长距离、高工作压力、大且厚的方向发展。由于管道铺设完全依靠焊接工艺来完成，天然气管道工程质量的高低很大程度上取决于焊接的质量。为保障天然气输送的高效性和安全性，就需要提高天然气管道焊接技术。同时，天然气管道的现场施工地点往往周边环境（地理、气候及地质条件）复杂，社会依托条件较差，且流动性施工，焊接作业处于流动状态，施工难度较大，对焊接技术也提出了更高的要求。

二、天然气管道施工焊接中存在的质量问题

1、气孔的产生

焊接时出现气孔的主要原因是熔池里面的气泡没有在凝固之前完全逸出形成的空穴。这类气泡有许多种形状，像条形、针孔型、圆柱形，按照分布的情况来看，可以分为密集型的气孔以及链条型的气孔。气孔的产生有两种原因，一是凝固界面上有水蒸气以及氢、氧等物质造成的，另一种是焊接的工艺技术原因造成的。

2、焊接点出现裂纹

焊接裂纹主要指在焊接过程中由于接头中部的金属原子结合力在遭受到一定破坏之后形成新的界面而产生的缝隙，属于焊接应力以及其它一些致脆因素共同作用的结果。另外，由于力学作用，焊接过程中产生的热力不均会导致在同一区域产生不同程度的应力关联，让焊接处的金属处于应力复杂的状态。由此，组织应力、内在热应力以及拘束应力共同作用导致接头处的金属开裂。

3、未完全焊透

由于焊接过程中电流的影响、坡口角度、焊接速度等方面的影响，在焊接时可能会出现焊点根部没有完全焊透的状况出现。同时，坡口过小或是焊点根部的焊接尺寸过大都会造成焊件的间隙与钝边不美留下未完全熔化的间隙。

三、天然气管道施工焊接技术要点

1、焊接材料选择

想要达到良好的管道安全等级，首先会在天然气管道焊接材料的选择方面有较高要求，天然气管道焊接材料的选择是影响焊接水平的决定性因素之一。各工程队不能为了节约焊接成本而选择劣质的、质量不过关的焊接材料，必须在焊接材料的选择上投入足够大的资金，并对整个选择过程从采购到验收制定严格标准，严格执行高质量管道焊接材料选择标准。选择天然气管道焊接材料主要关注四方面内容：（1）选择大厂制造有相关部门检测合格证书的焊接材料，坚决不从无质量保障的小厂家购入；（2）由于天然气管道铺设地区不同也存在相应的管道材料选择差异性，因此需要相关技术人员进行因地制宜的材料选择评估，形成严格的选购文档，根据当地环境选择符合实际情况的管道材料；（3）管道材料选购中要注意材料包括哪些成分，在选择之前需要通过相关实验，如化学检测或光谱分析确认管道材料，避免在天然气运输过程中混入不明有毒有害物质，甚至破坏焊接质量；（4）在进行实际管道焊接操作时，由于相关材料特殊特性要求，使用的焊条必须提前经过干燥处理，经过温度湿度检测后方可继续实施后续焊接过程。焊条投入使用前必须妥善保存，置于通风干燥环境中，入库与使用前需要分别进行烘干处理。

2、焊接人员控制

对于管道焊接工人必须严格检查，对每一个焊接工人都要求其具有有效的职业技能证和资格证，严查办假证、蒙混过关的人。在开工前，焊接工人须向施工负责人出示相关证件，负责人不仅要核实该焊工的身份，还要检查焊工的证件是否用于管道焊接，为避免一些焊工蒙混进入施工现场，负责人有必要抽查焊工的证件。负责人对进入施工现场的焊工作好档案记录，并详细记录每个焊工的施工工序，要求焊工在该工序施工完成后进行核对签字。不仅要对工人进行焊接技术训练，还要定期对焊工焊接技术进行考核，提高工人的焊接质量。

3、焊接施工前准备

首先，做好焊口的检查与处理工作。应按照施工图纸检查焊件坡口角度的大小及形状，检查工艺选择、管口形状是否有椭圆度超标现象。保持施工表面的清洁，防止鳞状现象的发生。要将焊接表面的油污、磨损等物质清理干净，尤其是坡口内侧，要呈现金属光泽，否则这些都会影响焊接的品质。同时还要注意钢管口的情形。如果在进行焊接操作的过程中，间隙过小，容易发生根部熔化不佳的情况；如果间隙过大，又会出现烧穿的情形，内部造成焊接瘤。钢管的对口优先选择内对口器组对，其次为外对口器；其次，做好焊接前的预热处理工作。做好焊接前的预热工作不仅能够防止管线焊口出现轻质的裂纹，还可以有效降低焊口脆化、裂变问题的产生。

4、管道焊接技术

4.1 手工下向焊技术

在管道施工中，手工下向焊工艺仍属于一种较新的工艺技术，其基本流程是：根焊、热焊、填充焊、盖面焊。其中，根焊的主要运条为直拉式，可避免因为温度过高而产生的烧穿问题；热焊则是对根焊的进一步加强，其发挥的根本作用在于避免根焊产生裂纹情况，这里需要格外注意的是在进行热焊之前应该做好清根操作；填充焊，即可选择单道，也可以选择多道，只是对厚度的要求比较高，因为焊层的厚度直接决定了焊接完成后所处的饱满状态；而盖面焊，则是起到对焊道外层的加固作用，并使焊接工艺看起来更加的美观、光滑。

4.2 自保护药芯焊丝半自动焊技术

我国在20世纪开始进行自保护药芯的焊接丝半自动焊，这种技术需要在管状焊丝内部进行焊接药物填充，而不必使用气体进行填充，使用管状焊丝中的含金元素以及焊接药品就可实现焊接，在我国的冶金行业中，能够实现对熔池的保护，同时还可将熔池中氮对其的破坏，这样的焊接效果更加好。自保护药芯焊丝半自动焊接工艺具有优势非常明显，具体表现为工艺良好，电弧非常稳定，熔敷的效果高而且成形良好，具有非常优良的适应性，并且成本相对较低，

4.3 电阻闪光对焊

这种焊接技术基本是在低电压以及强电流交流电的作用下进行，两个管端会在短时间内达到较高的温度，这个时候金属会被蒸发掉，采用外加项锻压使融化的两端焊接起来，这种技术优势就是工艺高，效果好，接头质量也很高，并且成本低，能够在很多地方使用。由于各种原因，闪光对焊的推广和应用受到很大的限制，还未在天然气管道施工焊接中普及。

结束语

综上所述，为促进我国天然气管道的建设，我们只有吸收国外先进技术，不断创新焊接技术，提高焊接技术在天然气管道施工中的应用水平，才能最大限度的改善我国天然气输送和管道焊接的现状，确保国家天然气能源的安全、高效输送，为我国的社会主义经济建设提供坚实基础。

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