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

陈龙

中国石油工程建设有限公司华北分公司  河北省沧州市任丘市062552

摘要：石油天然气管道的主要作用是储存和运输油气能源，它是连接油气生产、运输及营销的纽带，质量必须得到万分的保证。在石油天然气管道工程建设过程中，管道焊接是一项重要施工环节，只有通过科学有效的质量控制措施，才能够保证管道焊接质量。

关键词：石油；天然气；管道焊接；质量控制

1石油天然气的管道焊接工艺

1.1手工电弧焊工艺

根据不同的方向以及使用不同的焊条可以将手工电弧焊工艺分为4种，组合焊接、高纤维素焊条下向焊、低氢焊条下向焊移交低氢焊条上向焊。在我国最为普遍使用的就是高纤维素焊条下向焊，它相比于其他几种有着电流大，焊接速度快以及合格率高等特点。

1.2半自动焊工艺

药芯焊丝自保护半自动焊接技术和气体保护半自动焊接方式是半自动焊接工艺主要的两种方式。一般来说较为适用于室外有风条件下作业的是第一种工艺，因为药芯在高温下能够分解出大量的气体保护电弧和熔池。然而对于第二种工艺来说成本是相对较低，同时焊接质量高，可以用于打底焊，但是第二种焊接工艺存在着需要避风的缺点。

1.3自动焊接工艺

在坡口的设计上自动焊接工艺有着极大的优势，能够进行最优化的设计在保障接头性能和节省焊接材料的基础上。自动焊接工艺主要分为2种，一种是内焊机封底和外部自动焊机填充盖面，另一种是带内衬垫对口器外管道自动焊。

2石油天然气管道焊接的主要工序

2.1根焊打底

在管道焊接前，先要采用专用坡口加工出一个“V”型坡口，再采用角磨机将两侧除锈，之后再以外对口器管线进行组对，最后以电加热带进行预热。当预热温度达标后，即可开始进行管道焊接施工，注意要合理选择根焊和打底用的金属粉芯焊丝，以保证焊缝均匀焊透。

2.2热焊和填充焊接

利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行热焊和填充焊接，其间需注意以下几点问题：第一，要保证中层与整底层焊缝接头间的距离始终＜0.1cm；第二，底层焊接完成后要及时清理熔渣和飞溅物；第三，要保证焊缝厚度＞0.3cm且＜0.5cm；第四，焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。

2.3盖面焊接

同样利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行盖面焊接，其间需注意以下几点问题：第一，要保证焊缝高度＞0.15cm且＜0.25cm，宽度要＞坡口两侧0.2cm；第二，要保证焊缝与管道连接自然，表面的平滑性与管道一致；第三，盖面焊接完成后要及时处理残留物，并做好防腐及保温处理；第四，焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。

3石油天然气管道的焊接质量控制

3.1施工准备阶段

①石油天然气管道工程的施工位置，一般分布在戈壁、水网、高原、高海拔、沙漠等地区，在对石油天然气管道进行焊接时，应依据施工环境对焊接设备和材料等进行选择。工作人员应对施工现场进行检查，明确施工环境和施工范围，并对焊机进行检查，确保其工作性能处于稳定状态，并对供给电压和电流进行测试，使其满足焊机的正常工作需求。工作人员应对焊条、焊丝等材料进行检查，确保其在合格范围内，并对焊接材料的性能进行预期检测，明确焊接材料的使用范围。工作人员应对设计文件进行检验，将焊接流程和材料进行消耗比对，提升焊接材料的利用率，并对焊接材料依照保存说明进行正确的、合理的存放，应保证存放仓库具有良好通风和干燥环境，焊条的外包装在拆除之后，二次使用时应对焊条进行烘干才可正常使用，并将其存放在恒温设备中。

②工作人员在进行焊接之前，应对石油天然气管道的焊接处进行清洁处理，并检查焊接处的口径是否与设计文件相符，并对焊接处表面进行磨光处理，确保其口径形状是椭圆形。工作人员应保证其钢管对口间隙衔接度处于最优化，因为在焊接过程中，其钢管对口状态直接影响着焊接工程的施工质量。当钢管对口间隙过小时，将导致焊接根部发生无法全部熔化的现象；当钢管对口间隙过大时，易出现焊接烧穿现象，致使管道存在焊瘤。工作人员应对钢管对口进行器具组对，使用内对口器保证焊道的正常施工，在完成施工后才可对器具进行撤离。工作人员在进行焊接前，为防止焊接时发生裂缝现象，应对管线钢进行热处理，使其具备相应的温度，可有效预防焊接过程中低温裂缝、脆化裂缝等现象。

3.2焊接施工前的质量控制

在石油天然气管道焊接作业开始前，应先对一应设备和材料进行认真仔细的检查，确保其准备齐全、质量和性能过关、无差错、无遗漏。施工管理人员要对石油天然气管道焊接施工所需要的各项材料和设备等均进行严格的质量控制，在购置材料和设备时必须严格按照国家相关标准进行购置，不能为了节省成本而购置不合格的便宜产品，更不能为了贪图利益而发生舞弊事件，以及在购置材料时必须严格根据不同材料的实际特性与用途合理购置，保证所有材料都经过专业机构质量检验过关。一般情况下，石油天然气管道的建造地点都是位于水网、高原、沙漠及高海拔地区，自然条件比较恶劣，因此在选择焊机等设备时也要选择能够适应当地环境的。检查的时候首先要进行现场实地考察，确认设备的性能正常；其次要对焊丝、焊条等材料进行仔细检查，并经报验程序及设计核对合格；第三要确保存放材料的仓库环境通风、干燥，一应材料均处于烘干状态，且在使用过程中要存放于保温桶中。

3.3石油天然气管道焊接时质量控制

①焊接时的操作规范。在焊接施工时，要对焊接的施工操作进行严格地规范，要保证操作规范符合设计图纸的需求。对焊接电流的控制要到位，焊接电流的大小对焊条的影响很大，因此，要根据焊接时的实际情况以及设计需求，保证电流控制在合理范围内，保障施工焊接的质量。由于石油天然气管道对焊接的要求比较高，要注意焊接中的一些小细节，对细节的把控要到位，不符合设计的焊接方式要杜绝，以保证石油天然气管道的安全和稳定。

②焊接时的操作要领。首先，焊接的过程中要保证焊条熔化速度和焊缝形成的速度保持一致，这样能使管道间连接的焊缝均匀分布，防止焊缝出现过宽、过厚的现象，影响焊接的质量。在管道两边未封闭的情况下进行焊接，有可能会因为管道内存在的穿堂风对焊接造成影响，穿堂风会使焊接过后焊缝的冷却速度加快，进而形成冷裂纹问题，对焊接的质量产生影响，所以，应该避免穿堂风对焊缝造成温度的影响，可以通过设置障碍物防止穿堂风对焊缝产生影响。焊道的起弧和收弧要适当的错开一部分，起弧要在坡口以内，当需要多层焊接时要注意焊接顺序，在上一层焊接完成后才能进行下一层的焊接。

3.4焊接施工后的质量控制

在石油天然气管道焊接施工完毕后，首先要进行外观检查，即先清理干净焊接表面的焊渣和飞溅物，并在焊口上标注好相应的焊口编号，之后认真检查焊接外观，重点检查焊缝错边量、坡口上口宽度、焊缝高度以及焊接表面有无气孔、咬边、裂纹、夹渣以及未焊透的情况等，发行问题及时返工处理。其次要进行焊缝检查，检查时有条件的要采用焊缝射线无损检测手段和超声波检验手段，条件不足的也可采用液态渗透探伤法或石粉探伤法检验，确保检测合格后再进行最后的喷砂、除锈及防腐等处理。

结语：

石油天然气管道焊接对石油天然气管道的质量有着直接的影响，焊接施工的好坏与石油天然气管道是否能够安全稳定地运行有着很大的关系，希望通过本文对石油天然气管道焊接的了解，能够对提高石油天然气管道的安全性和稳定性做出一些有效建议，确保石油天然气管道的质量安全。

参考文献：

[1]孟凡良.石油管道焊接技术及质量控制[J].化工管理，2017，(25):33.

[2]张永利.石油化工管道焊接工艺分析及其质量控制策略[J].中国设备工程，2017，(07):168-169.

[3]杨权.石油天然气管道焊接及其质量控制[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33(14):53+48.