油气管道焊接工艺及焊接质控对策研究

摘要：在油气管道建设中，其采用的焊接工艺主要有手工、全自动、低氢焊条等下向焊工艺类型以及组合焊接工艺等，在焊接方面多使用半自动焊方法和焊条电弧焊方法。文章对油气管道焊接施工特点进行了分析，并对油气管道焊接工艺及焊接质控对策做出了相关的研究。

关键词：油气管道；焊接工艺；焊接质控；自动焊接；质控体系 文献标识码：A

中图分类号：TE973 文章编号：1009-2374（2015）15-0062-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.032

随着科学技术的快速发展，油气管道建设中的用钢管强度等级、管道直径、管道壁厚度以及管道输送承受的压力等都在持续不断地更新升级，这些因素对管道现场焊接工艺和焊接质控提高了要求。油气管道的连接主要依靠焊接工艺来实现，从手工焊接过渡到自动焊接在一定程度上推动了油气管道的快速发展，有利于突破制约管道发展的瓶颈。近年来的管道自动焊接技术以其自动化程度高、焊接外观良好、焊接速度快、人工劳动强度下降以及焊接合格率较高等为油气管道焊接工艺的精进提供了有利条件，并在油气管道领域得到广泛推广与应用。现今油气管道焊接发展进程中，通过应用实践表明气体保护半自动焊接技术能够推动油气管道建设事业，利于保障油气管道的顺畅工作。

1 油气管道焊接施工特点

油气管道在焊接施工过程中呈现出较为明显的特点：首先其管材钢级的跨度较大，在规格上种类较多，钢级、管径、壁厚等方面等级跨度不等，规格型号有较大的选择空间。其次在施工过程中焊材品种齐全、等级跨度较大、多种规格，焊条、焊丝等类型多样，其力学上的等级跨度应与管材钢级一致；但在焊条规格上大多为3.2mm和4.0mm，焊丝规格则有选择余地。再次焊接方法多样，焊接工艺较为复杂，随着先进技术的引进，逐渐使焊接方法倾向于自动化方向，而焊接工艺理论知识较为丰富，常用的焊接作业规程类型较为繁多。最后焊接施工作业主要展现出其较强的流动性，对于焊接工艺的顺序性要求较高，给确保焊接质量控制带来挑战，并且油气管道施工现场地形地貌起伏明显，将会影响到管口组对和焊接质量，更有甚者在野外作业时遇到风、雨、雪等自然环境变化，将会为焊接工艺的施展和焊接质控带来不利影响。

2 油气管道焊接工艺

2.1 手工下向焊

传统的手工下向焊焊接工艺主要有四大工序，根据焊接的顺序依次进行根焊、热焊、填充焊、盖面焊等工序。在进行根焊操作时多采用直拉式运条，若存在熔孔长、间隙大的情况，为规避高温烧穿的风险可使用往返运条；热焊则是利用热量的输入保障焊道的温度，防止开裂现象；填充焊则是以单道或多道方式对焊层厚度、运条摆动方向进行控制，以实现焊道低于坡口0.6mm的标准，完成焊接操作；盖面焊主要促进焊道的坚固美观，多用摆动焊接方法。

2.2 全自动向下焊

全自动向下焊焊接工艺主要以电弧为主要热源，对管道中的焊丝、钢管等进行熔化，并且还具有隔离有毒气体的效果，以便保障焊接区保护气体的输送正常。油气管道中采用全自动向下焊焊接工艺有利于保障焊接区的保护气体供应充足，还能进行观察工作，以保证焊接区较高的生产效率，其操作难度相对而言较低，利于油气管道工作人员对其焊接质控操作。

2.3 组合焊

组合焊焊接工艺主要应用在环缝焊接操作中，为了实现较好的焊接效果，常会采用多种焊接方法进行焊接施工操作。根焊和热焊在一般情况下主要采取纤维素焊条下向焊；而盖面焊、填充焊多与其相反，在有效控制壁厚的情况下选择上向焊；管道口焊接区则常用下向焊焊接工艺。当出现管道壁厚超过17mm，需将上向焊和下向焊相互结合运用，以保障焊接质量，进而在一定程度上降低施工操作的难度。

2.4 低氢焊条下向焊

低氢焊条下向焊焊接工艺如其名称一般在选择焊条时需采用低氢类型，将焊缝熔合金属的含氢量有效保证其在每百克4.9mL以内，并且采用该焊接工艺将能防止管道断裂问题的频繁出现，其低温韧性较其他焊接工艺强。若焊接区现场处于易受氧化硫腐蚀或气温低的环境，将可首先采用该焊接工艺。在根焊焊接方式过程中焊口组对、坡口尺寸精度均决定性地选择低氢焊条，以避免纤维素焊条的未焊透、未融合以及内咬边等隐患出现。但低氢焊条下向焊焊接工艺不会单独出现油气管道焊接操作的实践过程中，只应用在特殊场合以及较为需要的焊接施工步骤。

3 油气管道焊接质控对策

3.1 建立完善的质控体系

引导焊接技术人员重视焊接工作需促使其树立质量第一，兼顾工作效率的理念，完善的质控体系将能保障施工人员采用科学、合理的工作方法，严格管理、控制焊材、焊接技术以及焊接设备的质量，及时发现并处理不合理现象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好准备工作，包括焊接口检查、焊接前预热等，同时还应在正式施工之后，严格按照企业制定的焊接技术标准及制度性规定进行操作。结合焊接工作实际需求及现实情况，严格践行质量保障体系及质量控制机制，并对于焊接材料、焊接设备等相关的焊接工作重要组成部分进行常规检查，以确保其符合相关规定的标准。

3.2 严格审查焊接工作人员的资质

当前焊接技术倾向于自动化方向，但在管道焊接工艺上仍然要依赖人工操作，故而焊接质量将会受到焊接技术人员专业能力和技术水平的制约。为了提高焊接质控水平需严格审查焊接工作人员的资质，并对现有的施工人员予以强化培训，从施工主体上进行焊接质控把关。焊接工作若处于野外作业，需采取防风棚或保温棚，若周围气温低于零下20℃需采取小流水作业方式，这种情形的存在将会为焊接工作带来一定的难度，需要焊接工作人员具有较强的专业技能才能符合焊接质控要求，因而严格审查焊接工作人员的资质具有现实意义。

3.3 重视质控操作及焊接设备管理

焊接施工完成后需严格其后期质量检验工作，检验人员应具备相应的检验技能和专业化知识，对易出问题部位和关键环节予以仔细检查，以严谨的工作态度，定期完成焊接施工质量检验，其促进油气管道的维修工作效率提升。重视质控操作不仅需要加强质量检验工作关，还应有效控制焊接工艺，这就需要在焊接施工之前合理评定焊接工艺，进而依据油气管道现状，选择出较为科学、合理的技术方案，以求满足相关过程设计的需求。焊接设备作为焊接工艺实施载体，对焊接质量有着直接影响，因而在施工之前需严格管理焊接设备，全面检测焊接设备，以确保焊接质控水平。

4 结语

在油气管道焊接实践中，焊接工艺及焊接质控受到社会各界普遍关注，当前我国主要采用半自动焊方法，较为依赖人工焊接工艺，但是全自动焊将是未来油气管

道焊接方法的发展方向，将会有效提高焊接质控水平。

参考文献

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作者简介：韦菊彬（1986-），瑶族，广西人，广西广汇低温设备有限公司助理工程师，研究方向：焊接工艺。