石油天然气管道焊接工艺及质量控制问题研究

摘要：石油天然气管道运输对整个国家经济发展居民日常生活具有重要意义，因此，要重视对石油天然气管道焊接工艺及质量控制问题的研究，确保石油天然气管道运输的安全。

关键词：石油天然气管道；焊接工艺；质量控制

中图分类号：TU996.7文献标识码： A 文章编号：

石油天然气管道运输对整个国家经济发展居民日常生活具有重要意义，因此，要重视对石油天然气管道焊接工艺及质量控制问题的研究，确保石油天然气管道运输的安全。

一 国际石油、天然气管道焊接工艺应用及科研现状

1.1管道常用材料及设计要求

目前，国内外石油、天然气管道设计承压SMPa左右;常用材料为X52、X60、X65、X70等;管道直径:200一1400mm;管壁厚度

1.2管道常用焊接工艺及存在的问题

目前国外石油、天然气管道焊接工艺方法很多，以熔焊工艺为主，包括:用纤维素焊条的手工电弧焊;药芯焊丝自保护的自动、半自动焊;连续或脉冲的混合气体保护焊;保护气氛有二氧化碳、氢气加二氧化碳、氢气加二氧化碳加氦气等;接头设计为非对称X坡口(见图1)，均为多道焊(见图2)。

石油、天然气的管道焊接，由于管线长不可能旋转，只能采取全位置焊接。采用手工电弧焊对焊工的技术水平要求非常高;采用自动气体保护焊或自动药芯焊丝自保护焊则对设备性能要求较高。要保证接头性能，在条件允许的情况下应尽可能采用双面焊接工艺(图2)。此外，管道大部分是在现场焊接，环境条件差，接头质量很难保证。据统计资料报导:应用传统熔焊工艺焊接的陆地管线平均返修率为21%左右。随着管线材料强度的提高返修率也上升，最高达37%。同时，采用传统的熔焊工艺只能是多道焊(图2)，因而效率低，对工作场地要求较高。海上管线焊接是在海洋平台上进行的，工作环境较好，这就是目前报导海上管线焊接情况的文章较多的原因之一。

二 石油天然气管道焊接工艺的具体内容

2.1焊接前的准备工作

焊接的技术人员要对管道工程的施工状况进行详细的了解，并且根据这些数据制定焊接作业的指导书和科学的焊接方案。在焊接过中应该选择适当的焊接技术，此外还要对整个工程中可能出现的问题进行分析，并且建立相应的解决方案和预警措施。与此同时，还对焊接材料、焊接方式以及焊丝进行严格的检测，察看其是不是符合相关的规定和标准。还要评定焊接工艺的科学性。在根据评定得出的结果制定焊接工艺卡。开工前，焊工要进行培训和考试，考试合格后方可上岗作业，这样就可以更好的指导实际的焊接工作。从而提高焊接质量，保证管道建设的安全。

2.2 焊接的施工阶段

要想保证焊接质量就要在焊接的施工阶段开始注意，严格按照规定进行每一步工作，这样才能真正保证焊接工作的质量，从而保证管道修建工作的正常进行。

2.2.1 根焊打底

管道焊接前需用专用的坡口机按规范要求加工出V型坡口，坡口两侧要使用角磨机进行除锈，采用外对口器管线组对完成后要用电加热带进行预热，达到预热温度后方能开始根焊，根焊采用 RMD，根焊选用METALLOY 80N1 金属粉芯焊丝打底，保证根焊焊缝均匀焊透，防止焊穿。在根焊焊接过程中需要注意以下内容：（1）事先进行试板试焊测试，检测氩气是否含有杂质。（2）焊接过程中要使用防风棚，防止刮风影响焊缝质量。（3）焊前必须预热达到规范要求温度，防止出现焊接裂纹。（4）注意复查焊接质量，及时进行热焊。

2.2.2 热焊和填充焊接

热焊和填充采用自保护药芯半自动焊接方法。选用 E81T8-G 焊丝：（1）及时清理底层焊接后残留下来的熔渣和飞溅物等物质，特别注意清理接口处；（2）注意中层焊缝接头与底层焊缝接头的距离应不小于0.1cm。（3）焊缝厚度应在 0.3~0.5cm 范围之间。（4）清理残留物质、进行复查工作、及时发现问题及时处理。

2.2.3 盖面焊接

盖面亦采用自保护药芯半自动焊接方法。选用 E81T8-G 焊丝。（1）焊缝表面平滑，颜色尽量与管道颜色相近，且过度处要自然，与管道浑然一体才好。（2）焊缝宽度应该超过坡口两侧各约0.2cm，高度约在0.15~0.25cm之间。（3）对于盖面表面上出现的残留物质要及时的清理，采取适当的措施做好盖面的保温工作和防腐工作，这样才能够防止出现侵蚀破坏，从而保证了焊接的质量。（4）冬季施工盖面完成后焊道要采取保温措施，防止出现裂纹。（5）焊接完成后质检员要严格按规范要求进行外观检查，发现问题及时修补。

2.2.4 记录工作

在管道焊接过程中，焊接技术人员除了需要按照焊接工艺指导书，严格按照规范制度实施焊接工艺，也需要做好相关数据的记录工作。例如，每层焊缝使用的材质，电焊的电压、电流，焊前的预热和焊后的热处理等。值得注意的是，当每道焊缝焊接完成之后，都需要对焊口进行编号和标记，便于今后的检修工作。

三 焊接工艺的质量控制措施

3.1建立质量保证体系

焊接单位和焊接技术人员必须坚持质量第一的原则，建立质量保证体系。采用 PDCA 循环工作方法，成立QC小组，对焊接材料、方法、技术等相关因素进行严格的控制，并在过程不断地改进不合理之处，做好施工后的检查工作。最关键的举措就是实行分项焊接项目的质量考核制度，定期地检查焊接工作，以便及时发现问题，及时处理。

3.2严格控制焊接技术人员和检验人员的专业素质

当前，管道焊接工艺还是以手工焊接为主要方式。所以，焊接技术人员的焊接水平和技能应用成为影响焊接质量的主要因素。为了保证管道焊接质量，必须针对焊接人员实行岗前培训。只有在相关专业知识和技能考核合格后，方能上岗。还要依据当前实际焊接工作，对合格人员进行针对性的内容培训，使其了解当前工作的主要内容，便于及时进入工作状态。

焊接检验作为质量保证的非常重要的一项工序，检验人员更需要具有相应的专业知识和技能，了解容易出现问题的薄弱部位和关键环节。针对薄弱环节和关键部位，对焊接人员进行必要的技能培训，使焊接人员能够更好地做好质量控制工作。在实际工作中，认真负责地履行自己的职责，定期地对焊接工程质量进行检验，做好检修与维护工作。

3.3 焊接工艺质量的控制

第一，在开始焊接之前焊接单位一定要对焊接工艺进行严格的评定，在根据评定所得出的报告来制定合理与科学的焊接工艺指导，只有这样才能真正保证焊接技术的科学性，从而保证焊接的质量；第二，在选择焊接技术和焊接方法时，焊接技术人员一定要分析焊接评定报告，再根据分析结果选择适合的方式，从而制定出科学的焊接方案：第三，在选择焊条、焊接材料以及焊接的方法时必须要按照有关的规定和标准进行严格的检查，这样才能保证焊接的质量；第四，焊接过程中制作焊接工艺卡，记录相关的焊接数据，便于维护与检修；第五，在完成了每一层的焊接面之后，必须要进行严格的检查，一旦出现问题要及时的采取适当的措施解决。

3.4 焊接设备的控制

要想更好的提高焊接工作的效率，保障焊接工作的质量就要保证焊接过程中使用到的设备的正常运行和使用，这样一个很重要的问题。所以，在开始焊接工作之前要对焊接工作所要使用的设备进行细致的检查，查看其电流表和电压表显示的数据是不是正确，这样才能使设备在工作时是完好的，不会因为设备问题而影响焊接工作的正常进行和焊接质量。此外，不仅要严格检查焊接设备，还要对这些设备进行维修和护养，这样才能及时发现设备中存在的问题，并且采取适当的措施解决这些问题。如果不及时解决会影响整个工程的质量和进度，不利于管道建设的质量。

四 结语

由于石油天然气管道运输的介质多是有毒物质，这就要求在管道焊接工程中做好质量控制工作，保证管道的质量和安全。焊接单位需要选择科学与合理的焊接工艺、方法和技术，建立相应的质量控制体系，按照焊接规章制度严格控制焊接工艺、焊接设备控制，以及焊接技术人员和检验人员的专业素质控制。全面而系统地保证石油天然气管道的质量安全，避免出现质量问题。

参考文献

[1]廖庆喜，王发选.管道焊接质量控制方案[J].油气田地面工程，2007，(04).

[2]赵汉宁.油气田长输管道焊接质量控制策略之我见[J].科技创新导报，2009，(27).