浅析石油天然气管道焊接及其质量控制

浅析石油天然气管道焊接及其质量控制

李晨

西气东输长沙输气分公司 湖南省长沙市 410000

摘 要：随着石油天然气能源在我国的应用越来越广泛，油气能源逐渐成为我们生活中不可缺少的能源之一。在促进我国社会经济发展，保障人民生活稳定方面发挥着重要作用。我国油气管道建设经过多年的发展，逐步完善化、系统化和持续化。焊接是管道施工中非常重要的环节。管道焊接施工质量的好坏决定了输油管道能否安全运行。因此，油气管道焊接质量对油气安全输送具有重要意义。为了防止焊接中质量问题的发生，在石油天然气管道焊接施工前、施工中、施工后应做好相应的综合质量控制，以防止各种缺陷的发生。

关键词：石油天然气管道；焊接施工；质量控制

1、石油天然气管道焊接工艺分析

1.1底层焊接工艺

目前来讲，氩弧打底是非常重要的焊接方法。在开始焊接之前，要使用角磨机将焊接坡口位置进行统一的打磨，然后进行对接位置的电焊固定。焊接的过程中要保证所有位置熔深达到要求，属于全焊透的模式，但是不能焊穿。在焊接过程中，为了更好的保证焊接效果，应该注意以下几点：①氩弧焊开始前，应该确保氩气的纯度符合要求，先进行焊接试验，防止因为氩气不纯而导致焊接质量不达标。②为了更好的保证焊接质量，应该合理的使用围挡以控制气体流动，从而提升焊接质量。③石油天然气管道在焊接的过程中非常容易出现底部下陷、顶部内陷的质量问题，这些都是造成焊接质量不足的主要原因。因此，在焊接前必须保证打磨符合要求，焊接坡口位置不存在任何的缺陷，以提升焊接质量。

1.2中层焊接工艺

底层焊接完成之后，应该将该层焊接过程中所存在的任何缺陷以及杂质都要清理干净，并且进行焊接质量的检查，对于不合格的位置要使用碳弧气刨或者是角磨机进行清理，然后重新焊接。此外，焊接与管材的连接位置也要清理干净，底层焊缝必须处于合理位置上，否则将会影响后续焊接质量。中层焊接时，为了保证焊接速度，应该选择使用直径为3.2mm的焊条。如果管道的壁厚在9mm左右，此时应该分三层进行焊接，合理控制焊缝高度，余高不能太高。焊接中确保焊接部分的质量，选择使用直线运条的方式，同时在焊接两侧设计引弧板，不能在焊缝中间位置引弧，否则该位置会出现严重的焊接缺陷。

1.3盖面焊接工艺

根据管壁的厚度以及坡口的角度选择合适的盖面焊条，这样可以提高焊接速度与质量，同时还能够保持盖面的美观性。在焊接实施的过程中，中层焊缝的引弧与收弧位置不能在同一位置上，这样可以保证焊接质量。盖面焊接过程中，重点就是要保证外在的美观性，焊接应该非常的完整，同时将焊缝的宽度要控制在合理范围内，余高通常需要控制在1.6～2.5mm之间。此外，盖面焊也不能存在夹渣、气孔等缺陷，进而保证焊接质量满足要求。焊接完成之后，应该及时的将表面的熔渣清理干净，特别是焊缝位置上遗留下来的杂质，并且根据实际需要采取必要的保护措施。

2、油气管道焊接施工前的质量控制

2.1 油气管道焊前预处理

石油天然气管道焊接前，需要对管道基体进行预处理，保证焊接质量符合设计要求，包括焊缝清理，钢管配对和预热：①保证钢管对应的间隙满足焊接的技术要求，避免间隙过大或过小，若间隙过大，在油气管道焊接时容易造成焊接瘤，管道间隙过小，导致根焊不良和管道焊接强度不足。②焊接前应预热基体，避免基体温度低而产生冷裂纹、脆性裂纹等缺陷。③焊接前，检查设计图尺寸，确保焊缝表面清洁光滑。

2.2 油气管道焊前准备工作

油气管道建设前，首先要建立内部质量管理机制，构建质量检测设备，编制焊接指导文件和焊接质量评定文件。在签署相应文件之后。从事管道焊接的焊工，应当持有经有关部门核实确认后颁发的证书。油气管道焊接前，进行焊接工艺检测，焊接接头质量检测，各项检测合格后参与油气管道焊接施工。

2.3 油气管道焊前检查

在进行石油天然气管道焊接前，必须对管道焊接材料，设备和机械等进行检验。例如分析管道施工环境，选择与环境相适应的焊接机，在焊接施工前，检查焊接机是否能正常工作，电流电压是否处于稳定状态；电极等耗材到货后，检查三份合格证是否齐全，可同时进行取样检测，试验完成后对电极进行保存，温度、湿度和通风条件应符合电极保存要求。使用前应进行干燥处理，更好地避免超声波对焊带造成焊接缺陷。

3、石油天然气管道焊接施工过程中的质量控制

3.1对熔覆焊接过程的质量控制

对熔覆焊接过程的质量控制可以有效提高对熔覆焊接工序的质量控制，可采用药芯焊丝自保护半自动焊接方法。焊接过程中应严格控制温度，避免温度过低导致焊接裂纹。另外，为了保证管件表面与焊缝表面的连接一致，管件表面与焊缝表面的连接是自然的。焊缝高度应在1.5毫米至2.5毫米之间；焊缝宽度约2mm优于两者上切口的长度，此外，还应及时处理焊接残渣，做好油气管道的焊接防腐工作。

3.2底部焊接工艺质量控制

底部焊接工艺质量控制，即根焊，是现场焊接工艺中焊接接头的首次焊接。因此，底部焊接必须严格控制。首先，在油气管道焊接前，需要对V型坡口进行特殊坡口处理，使用角磨机对罐体两侧进行除锈处理，然后安装管道。能够保证温度的同时保持底部焊接的稳定性。为了保证焊接过程中焊缝能够均匀，防止焊缝渗透。必须保证根部焊缝的累计长度大于管道周长的一半，焊缝在喷嘴周围均匀分布。在底层焊接过程中，还要注意管组检查不良边数，管组之间的间隙，焊缝宽度要严格控制，避免出现斜切口。

3.3热焊工序

为保证填充焊工序和热焊工序工作的顺利进行，可采用电芯自保护半自动焊接工艺。①焊接过程中注意调整中心焊点与底部焊点之间的距离，两者之间的距离控制在1mm以下。同时焊缝厚度应控制在3mm～5mm之间。②飞溅物和焊料残留物需要清理，特别是在对接口处，要特别注意残留物的清理工作。③在热焊和填充焊工序过程中，检验时应注意以下几个方面：保证相邻两层焊点交错2cm以上，避免重叠：严格遵守焊接工艺的有关规定，时刻考虑电压，电流变化的焊接过程：避免接地线位于管壁弯头的其他位置，防止因管道燃烧而产生电弧：要注意控制夹芯温度，当夹芯温度低于标准值时，要及时加热：必须对焊接好的焊缝进行清洗和检查，以确定是否符合标准的要求，然后才能继续焊接：在多层焊接中，每层焊接作业完成后必须立即对中间层进行清洗。经过外观检查后，外观检验合格后可以焊接下一层。

4、石油天然气管道焊后质量控制

4.1 对管道焊缝的保护

石油天然气管道焊接完成后，一定要做好管道的防护工作，金属管道的关键是做好防腐处理，一般油气管道的环形焊缝采用辐射交联聚乙烯热收缩带（套筒）加环氧底漆，有效隔离管道及其周围环境，避免石油天然气管道发生腐蚀。

4.2 检验管道焊缝外观

焊缝检测必须按照国家有关规定进行无损检测和超声波检测，在不具备上述检测条件的情况下，可以采用石粉试验法或液体浸润试验法。若焊缝外观检测结果不符合设计文件要求，则对不符合要求的管道焊缝按修复程度或返工程度进行调整。

4.3 检验油气管道焊缝内部

管道外观焊缝检测合格后，需要对石油天然气管道焊缝内部进行质量检测。管道内部焊缝检测技术包括无损检测技术、射线检测和超声波检测。由于超声波探伤技术操作简单，识别率高，设备便于携带，因此可以采用超声波探伤技术对焊缝内部进行检测；在非常特殊的情况下，不能使用超声波和X光技术。如果在设计人员同意下，磁粉检测或熔透检测技术也可用于管道内部焊缝的检测。

结语：总之，在油气管道焊接过程中，应尽量控制影响工程质量的人为因素。要提高全体施工人员对油气管道焊接质量保证重要性的认识，使工作人员严格按照焊接作业标准进行施工。另一方面，需要及时发现并控制管道焊接工作中各个环节的缺陷，不断改进焊接工艺，提高管道焊接工程的质量控制水平，保证油气管道中天然气的质量和安全。

参考文献：

[1]于浩.浅谈石油天然气管道焊接施工质量控制研究[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2021(5):1.

[2]韩蔡凯.探析石油天然气管道焊接施工质量控制[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2021(7):1.

[3]刘华伟.分析石油化工管道焊接工艺及其质量控制策略[J].石油石化物资采购,2022(21).

[4]于浩泳.石油化工管道焊接工艺分析及其质量控制策略[J].工程建设(重庆),2021,4(6):2.