油氣管道焊接工藝及焊接質控對策研究

摘要：在油氣管道建設中，其采用的焊接工藝主要有手工、全自動、低氫焊條等下向焊工藝類型以及組合焊接工藝等，在焊接方面多使用半自動焊方法和焊條電弧焊方法。文章對油氣管道焊接施工特點進行了分析，并對油氣管道焊接工藝及焊接質控對策做出了相關的研究。

關鍵詞：油氣管道；焊接工藝；焊接質控；自動焊接；質控體系 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE973 文章編號：1009-2374（2015）15-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.032

隨著科學技術的快速發展，油氣管道建設中的用鋼管強度等級、管道直徑、管道壁厚度以及管道輸送承受的壓力等都在持續不斷地更新升級，這些因素對管道現場焊接工藝和焊接質控提高了要求。油氣管道的連接主要依靠焊接工藝來實現，從手工焊接過渡到自動焊接在一定程度上推動了油氣管道的快速發展，有利于突破制約管道發展的瓶頸。近年來的管道自動焊接技術以其自動化程度高、焊接外觀良好、焊接速度快、人工勞動強度下降以及焊接合格率較高等為油氣管道焊接工藝的精進提供了有利條件，并在油氣管道領域得到廣泛推廣與應用。現今油氣管道焊接發展進程中，通過應用實踐表明氣體保護半自動焊接技術能夠推動油氣管道建設事業，利于保障油氣管道的順暢工作。

1 油氣管道焊接施工特點

油氣管道在焊接施工過程中呈現出較為明顯的特點：首先其管材鋼級的跨度較大，在規格上種類較多，鋼級、管徑、壁厚等方面等級跨度不等，規格型號有較大的選擇空間。其次在施工過程中焊材品種齊全、等級跨度較大、多種規格，焊條、焊絲等類型多樣，其力學上的等級跨度應與管材鋼級一致；但在焊條規格上大多為3.2mm和4.0mm，焊絲規格則有選擇余地。再次焊接方法多樣，焊接工藝較為復雜，隨著先進技術的引進，逐漸使焊接方法傾向于自動化方向，而焊接工藝理論知識較為豐富，常用的焊接作業規程類型較為繁多。最后焊接施工作業主要展現出其較強的流動性，對于焊接工藝的順序性要求較高，給確保焊接質量控制帶來挑戰，并且油氣管道施工現場地形地貌起伏明顯，將會影響到管口組對和焊接質量，更有甚者在野外作業時遇到風、雨、雪等自然環境變化，將會為焊接工藝的施展和焊接質控帶來不利影響。

2 油氣管道焊接工藝

2.1 手工下向焊

傳統的手工下向焊焊接工藝主要有四大工序，根據焊接的順序依次進行根焊、熱焊、填充焊、蓋面焊等工序。在進行根焊操作時多采用直拉式運條，若存在熔孔長、間隙大的情況，為規避高溫燒穿的風險可使用往返運條；熱焊則是利用熱量的輸入保障焊道的溫度，防止開裂現象；填充焊則是以單道或多道方式對焊層厚度、運條擺動方向進行控制，以實現焊道低于坡口0.6mm的標準，完成焊接操作；蓋面焊主要促進焊道的堅固美觀，多用擺動焊接方法。

2.2 全自動向下焊

全自動向下焊焊接工藝主要以電弧為主要熱源，對管道中的焊絲、鋼管等進行熔化，并且還具有隔離有毒氣體的效果，以便保障焊接區保護氣體的輸送正常。油氣管道中采用全自動向下焊焊接工藝有利于保障焊接區的保護氣體供應充足，還能進行觀察工作，以保證焊接區較高的生產效率，其操作難度相對而言較低，利于油氣管道工作人員對其焊接質控操作。

2.3 組合焊

組合焊焊接工藝主要應用在環縫焊接操作中，為了實現較好的焊接效果，常會采用多種焊接方法進行焊接施工操作。根焊和熱焊在一般情況下主要采取纖維素焊條下向焊；而蓋面焊、填充焊多與其相反，在有效控制壁厚的情況下選擇上向焊；管道口焊接區則常用下向焊焊接工藝。當出現管道壁厚超過17mm，需將上向焊和下向焊相互結合運用，以保障焊接質量，進而在一定程度上降低施工操作的難度。

2.4 低氫焊條下向焊

低氫焊條下向焊焊接工藝如其名稱一般在選擇焊條時需采用低氫類型，將焊縫熔合金屬的含氫量有效保證其在每百克4.9mL以內，并且采用該焊接工藝將能防止管道斷裂問題的頻繁出現，其低溫韌性較其他焊接工藝強。若焊接區現場處于易受氧化硫腐蝕或氣溫低的環境，將可首先采用該焊接工藝。在根焊焊接方式過程中焊口組對、坡口尺寸精度均決定性地選擇低氫焊條，以避免纖維素焊條的未焊透、未融合以及內咬邊等隱患出現。但低氫焊條下向焊焊接工藝不會單獨出現油氣管道焊接操作的實踐過程中，只應用在特殊場合以及較為需要的焊接施工步驟。

3 油氣管道焊接質控對策

3.1 建立完善的質控體系

引導焊接技術人員重視焊接工作需促使其樹立質量第一，兼顧工作效率的理念，完善的質控體系將能保障施工人員采用科學、合理的工作方法，嚴格管理、控制焊材、焊接技術以及焊接設備的質量，及時發現并處理不合理現象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好準備工作，包括焊接口檢查、焊接前預熱等，同時還應在正式施工之后，嚴格按照企業制定的焊接技術標準及制度性規定進行操作。結合焊接工作實際需求及現實情況，嚴格踐行質量保障體系及質量控制機制，并對于焊接材料、焊接設備等相關的焊接工作重要組成部分進行常規檢查，以確保其符合相關規定的標準。

3.2 嚴格審查焊接工作人員的資質

當前焊接技術傾向于自動化方向，但在管道焊接工藝上仍然要依賴人工操作，故而焊接質量將會受到焊接技術人員專業能力和技術水平的制約。為了提高焊接質控水平需嚴格審查焊接工作人員的資質，并對現有的施工人員予以強化培訓，從施工主體上進行焊接質控把關。焊接工作若處于野外作業，需采取防風棚或保溫棚，若周圍氣溫低于零下20℃需采取小流水作業方式，這種情形的存在將會為焊接工作帶來一定的難度，需要焊接工作人員具有較強的專業技能才能符合焊接質控要求，因而嚴格審查焊接工作人員的資質具有現實意義。

3.3 重視質控操作及焊接設備管理

焊接施工完成后需嚴格其后期質量檢驗工作，檢驗人員應具備相應的檢驗技能和專業化知識，對易出問題部位和關鍵環節予以仔細檢查，以嚴謹的工作態度，定期完成焊接施工質量檢驗，其促進油氣管道的維修工作效率提升。重視質控操作不僅需要加強質量檢驗工作關，還應有效控制焊接工藝，這就需要在焊接施工之前合理評定焊接工藝，進而依據油氣管道現狀，選擇出較為科學、合理的技術方案，以求滿足相關過程設計的需求。焊接設備作為焊接工藝實施載體，對焊接質量有著直接影響，因而在施工之前需嚴格管理焊接設備，全面檢測焊接設備，以確保焊接質控水平。

4 結語

在油氣管道焊接實踐中，焊接工藝及焊接質控受到社會各界普遍關注，當前我國主要采用半自動焊方法，較為依賴人工焊接工藝，但是全自動焊將是未來油氣管

道焊接方法的發展方向，將會有效提高焊接質控水平。

參考文獻

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作者簡介：韋菊彬（1986-），瑤族，廣西人，廣西廣匯低溫設備有限公司助理工程師，研究方向：焊接工藝。

（責任編輯：黃銀芳）endprint