焊接技术在输油气管道施工中的应用探索

【前言】焊接技术在输油气管道施工中的应用探索由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。油气管道的焊接和一般的焊接技术有所相同，但也存在差异。不仅是因为油气管道的焊接口径更大，要求更高，也是因为油气管道的用途特殊，其对焊接的质量要求更高。在焊接材料方面，具体而言主要是包括了焊条、焊丝和保护气体等三种。 （一）焊条 在油气管道中，因油气管...

摘要：能源产业的发展带动了输油气管道的建设和改革，在能源产业中，输油气管道的铺设和施工日益重要起来。本文从输油气管道的焊接出发，简要概述输油气管道的各种焊接材料，分析输油气管道的各种焊接技术及各种焊接技术的优缺点，强调输油气管道焊接中的具体注意事项，为焊接技术在输油气管道施工中的优化应用提供基础。

关键词：焊接；油气管道；施工；应用

【分类号】：TE988.2

随着能源产业的发展，我国在调整产业结构，尤其是能源产业的过程中，对于管道工程进行了大力改革和优化。但在相比广阔的国土和严重的资源分布不均衡而言，还需要继续加强油气管道建设。其中需要强调的则是油气管道的焊接技术，焊接技术的好坏直接影响油气管道的建设质量和建设效率，并且间接影响能源产业的发展。因此，需要加强对油气管道焊接技术的研究，为进一步的扩大油气管道建设范围和建设里程作好技术准备。本人参建的南疆天然气利民管道喀什-泽普二标段、和田河气田产品气外输管道工程都采用纤维素型焊条手工根焊+自保护药芯焊丝半自动热焊、填充焊、盖面焊，使用焊材均为：E6010高纤维素钠型药皮立向下焊条及E71T8-Ni1J自保护药芯焊丝。以上两个工程一次焊接合格率均达到了95%以上，和田河气田产品气外输管道工程还获得了2014年度全国优质焊接工程奖。通过实践的学习与理论上的深造，本人针对焊接技术在输油管道中的应用作了相关的探索。

油气管道的焊接材料

油气管道的焊接和一般的焊接技术有所相同，但也存在差异。不仅是因为油气管道的焊接口径更大，要求更高，也是因为油气管道的用途特殊，其对焊接的质量要求更高。在焊接材料方面，具体而言主要是包括了焊条、焊丝和保护气体等三种。

（一）焊条

在油气管道中，因油气管道一般是长距离输送，因此焊条多采用全位置下向焊焊条或者是传统型的低氢型焊条。而全位置下向焊焊条又可以分成两大类：一是高纤维素型的，其特点是性能好、熔渣量少，并且能有效的防止了熔渣和铁水的下流。其适用范围是根焊和热焊，并且具有单面焊而双面成型的效果；二是铁粉低氢型下向焊条，其特点是凝固速度快，铁水的流动性和浸润性都较好，并且焊后韧性好，具有良好的抗裂性。其使用范围是下向焊接。

（二）焊丝

在油气管道中，焊接常用焊丝主要是实心焊丝和药芯焊丝。而实心焊丝又可以分为两类：一是用于埋弧焊的焊丝，一是用于熔化极活性气体的保护焊丝。在埋弧焊中所用实心焊丝又继续进行区分，如低锰焊丝、中锰焊丝、高锰焊丝等。这几种焊丝的使用范围和搭配的材料都是不一样的，其最终的效果也是不同的，如低锰焊丝和高锰型熔炼焊剂的搭配就可以实现低碳钢的焊接。药芯焊丝则是具有熔敷速度快，焊接效率高，成型美观，综合成本低等特点。其与其他焊丝相比，其电弧更软、并且飞溅较小。因此，其被广泛的应用在长输管道焊接之中。而药芯焊丝同样可以分成两种，一是气保护型药芯焊丝，一是自保护型药芯焊丝。两者的使用范围不尽相同，在油气管道建设中，使用更普遍的是自保护型药芯焊丝。

（三）保护气体

油气管道焊接中多是采用二氧化碳气体或氧化性混合气体等气体来保护焊，其中包含了Ar等惰性气体。惰性气体的作用在于在焊接过程中将电弧与熔化金属周围的空气分开来，避免空气中的有害气体影响电弧的稳定，以及防止液态金属的污染。而其中的二氧化碳等非惰性气体的作用则是通过高温产生化学反应，从而保护焊和液态金属。当然，需要注意的是，惰性气体在使用过程中同样会对焊接接口产生危害，如二氧化碳作为保护气体时，在电弧和高温作用下分解的氧气和二氧化碳会使铁氧化并出现气孔。但是这一危害也是可以解决的。因此，在焊接中，保护气体的成分和量的多少都会对焊接产生影响，不同的成分和流量会有不同的结果，应注意保护好细微的数据差别，这对提高焊接质量具有十分重要的意义。

油气管道的焊接技术

油气管道的焊接所使用的焊接技术是比较多的，由于油气管道铺设的环境和条件各不相同，因此需要针对已有条件和相关的地理背景进行方法选择，并能熟知方法的优缺点，以及时做好相应的备选方案。在油气管道建设中，具体有以下几种焊接技术：

（一）手工焊条电弧焊接技术

油气管道焊接中的手工焊条电弧焊接技术具有灵活方便、适应性较强的特点。随着科学技术的发展，这一技术在熔敷效率和相关性能上都有着很大的改进，能较好的满足当前的油气管道建设需求。在实际焊接中，一般采用纤维素焊条或者是低氢焊条，这两种焊条的优点在于他们良好的结合性。并且，纤维素焊条所具有的根焊适应性，依旧不是其他焊接技术所能媲美的。

（二）手工钨极氩弧焊接技术

油气管道建设中的手工钨极氩弧焊接技术一般使用于压缩机等设备的焊接，或者是管道较小、管壁较厚的管道的焊接。其优点在于焊接质量较高，且背部无焊渣。需要特别说明的是这种焊接技术要求在焊接前对坡口进行严格清理，确保无异物，并且做好焊接中的防风准备。

（三）自保护型药芯焊丝半自动焊接技术

这种焊接技术兴起时间并不长，其初次使用在1996年。但其优点十分明显，即操作灵活简单，效率较高，且具有良好的环境适应性和焊接合格率。此外，其高焊接质量和高焊接效率使其成为了我国油气管道焊接中常用的、重要的焊接方法。

（四）气体保护焊接技术

气体保护焊接技术主要是指二氧化碳气体保护焊接技术，其是随着焊接电源等技术的改进而逐步兴起。在解决了电源问题和熔滴和电弧形态的控制等问题后，二氧化碳气体保护焊技术的飞溅问题已基本解决。这种焊接技术主要特点在于操作灵活，易于掌握，并且具有良好的坡口适应性，其焊接质量和焊接效率也是比较高。需要注意的是其受风的影响较大，因此，需要加强防风措施。此外，还需要注意对口间隙的均匀一致，否则在后继工序中会出现多种缺陷。

（五）自动焊接技术

自动焊接技术主要是指利用焊机进行工作，其主要的优点在于效率较高，减少了人工操作。自动焊接主要使用于根焊、填充焊以及盖面焊等方面。在自动焊接技术中又主要分为两种，一是自动根焊技术，一是自动单面焊双面成型根焊方法。两种方法的使用范围是不一样的，并且形成的效果也有差异，因此需要在使用前对这两种方法进行区分和了解。

油气管道的焊接工艺和具体事项

焊接技术在油气管道施工中的应用不仅需要对焊接材料和焊接方法有一个清晰的了解，此外还需要结合理论与实际，深入探讨焊接技术在油气管道建设中的具体应用，从而分析其应用的技巧和需要注意的事项。

（一）焊接接头的坡口

在实际施工中，油气管道的焊接常采用30°V型的坡口，其优点在于适合手工焊接。当然，具体的坡口选择是根据施工环境而来的，当出现大口径的厚壁钢管而言，其焊接量较大，需要填充的金属较多，因而不采用手工焊接，也就不适合30°V型的坡口，大可以采用23°V型的坡口。

（二）预热与层间温度

在油气管道焊接中，预热的目的主要是借助温度缓解钢材的受力状况，和降低焊道的冷却速度来防止根部出现冷裂纹等缺陷。而预热的温度控制则是需要根据焊接材料的具体型号和不同材质，管道的大小和厚度，以及材料中的含氧量等因素来确定。如果是多层焊接还需要考虑邻近区域的冷却速度。多层焊接中的层间温度应与预热温度相同或相近。

（三）焊接线能量和后热处理

在油气管道焊接中，焊接线能量的确定是一个比较复杂的过程，其需要考虑的因素较多，如管道的性质和相关属性，如预热和层间温度的控制，如焊接技术的具体选择和可能造成效果，等等。而对于后热处理而言，其仅存在于高寒地区。当预热和层间温度作用较小时，则需要进行热处理和后热处理。

总结

综上所述，焊接技术在油气管道施工中应用较为普遍，技术较为成熟，针对不同的环境和焊接要求都有着一系列不同的焊接方法和注意事项。但需要注意的是，针对环境变化的多样和地理背景的复杂，还需要进一步加强相关研究。

参考文献：

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