石油天然氣管道焊接技術水平提高研究

張俊維　徐蕾

摘要：隨著全世界各個國家對石油天然氣需求量的不斷增加，對石油天然氣運輸，即石油天然氣管道的焊接需求也隨之顯著增加。提高石油天然氣運輸過程中的效率和質量是保障石油天然氣資源不被浪費、得到有效利用的方法。文章針對石油天然氣管道焊接技術方法展開論述，旨在提高當今的焊接技術水平。

關鍵詞：管道運輸；石油天然氣管道；焊接技術；焊接工藝；輸送環境 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG457 文章編號：1009-2374（2015）25-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.019

1 概述

在石油天然氣產業飛速發展的今天，世界各國石油天然氣管道焊接的技術水平直接影響石油天然氣行業發展的速度與效率。由于各地地形復雜，石油天然氣作為易燃易爆流體在輸送過程中需要格外小心，只能采用封閉式管道運輸方式。因而，石油天然氣產業對輸送環境的要求十分苛刻。本文主要針對石油天然氣管道焊接技術中涉及的問題，從焊接選擇材料、管道焊接環境以及管道焊接施工工藝等方面，深入闡述提高石油天然氣管道焊接技術水平的方法，提高石油天然氣管道焊接的施工質量。

2 石油天然氣管道焊接材料選擇及焊接檢測

2.1 石油天然氣管道焊接材料選擇

想要達到良好的管道安全等級，首先會在石油天然氣管道焊接材料的選擇方面有較高要求，石油天然氣管道焊接材料的選擇是影響焊接水平的決定性因素之一。各工程隊不能為了節約焊接成本而選擇劣質的、質量不過關的焊接材料，必須在焊接材料的選擇上投入足夠大的資金，并對整個選擇過程從采購到驗收制定嚴格標準，嚴格執行高質量管道焊接材料選擇標準。選擇石油天然氣管道焊接材料主要關注四方面內容：（1）選擇大廠制造有相關部門檢測合格證書的焊接材料，堅決不從無質量保障的小廠家購入；（2）由于石油天然氣管道鋪設地區不同也存在相應的管道材料選擇差異性，因此需要相關技術人員進行因地制宜的材料選擇評估，形成嚴格的選購文檔，根據當地環境選擇符合實際情況的管道材料；（3）石油管道材料選購中要注意材料包括哪些成分，在選擇之前需要通過相關實驗，如化學檢測或光譜分析確認管道材料，避免在石油天然氣運輸過程中混入不明有毒有害物質，甚至破壞焊接質量；（4）在進行實際管道焊接操作時，由于相關材料特殊特性要求，使用的焊條必須提前經過干燥處理，經過溫度濕度檢測后方可繼續實施后續焊接過程。焊條投入使用前必須妥善保存，置于通風干燥環境中，入庫與使用前需要分別進行烘干處理。

2.2 后期石油管道焊接檢測處理

石油天然氣管道焊接檢測過程是保障焊接技術水平的主要程序。石油天然氣管道的焊接檢測包括以下內容：管道焊接接口的鈍邊、交錯區域數量、坡邊角度、管道間隙距離、管道表面縫隙情況等，以上檢測指標務必符合焊接操作前的預期標準，否則需要進行統一修整處理。另外，整個石油天然氣管道焊接過程需要有專業焊接檢測人員全程監測，發現問題后及時返修，完成后相關焊接人員需要做好焊接接口的統一標識，方便后期檢測人員的對焊接外觀的統一檢測確認。最后，焊接檢測人員在進行檢測過程中應格外注意焊接接口的咬邊處理，咬邊往往是石油天然氣管道焊接中易發生斷裂、失效及裂縫裂紋的部位，發現問題后需要安排相關人員對咬邊進行返修處理，防止咬邊處裂縫擴大，將焊接縫隙控制在合理范圍內，防止咬邊降低整體焊接水平。

3 石油天然氣管道焊接工藝水平及焊接環境影響

3.1 石油天然氣管道焊接技術

與國際上對石油天然氣管道焊接技術研究方向不同的是，我國在此方向的研究更偏重于強調焊接過程中的力學性能，而疏于考慮焊接技術與不同環境的結合。不考慮環境因素的技術研究使得管道焊接技術在酸堿環境、潮濕環境、溫差較大環境的施工質量大打折扣，影響管道焊接的可靠性。目前，對石油管道焊接技術的基本要求包括以下方面：耐腐蝕性、耐壓性以及高強度韌性、焊接結點縫隙的抗斷性等。

針對石油天然氣管道焊接驗收的不同要求，有以下三種有針對性的方式提高石油天然氣管道焊接技術水平：（1）出于對管道焊接接頭力學條件的考慮，融合焊接材料的多種特性，如抗風性、耐熱性、耐蝕性、抗濕性等。管道焊接應選擇技術過關，對此類材料了解充分的焊接施工人員，焊接過程注意每個階段的參數指標，實現提高焊接接口質量的目的；（2）焊接接頭硬度與焊接過程中溫度的控制。整個石油天然氣管道焊接過程中必須嚴格控制管道各層之間的溫度差異，溫度差異可能導致的熱脹冷縮現象使得焊接接頭發生裂縫或錯位，從而影響后續焊接質量，甚至導致整體石油天然氣管道不能使用；（3）提高焊接過程中接口縫隙的抗SSCC性能，焊接接頭承受壓力越大，所處環境酸堿度、溫度、濕度越高，越易腐蝕管道焊接材料，而接頭處存在的縫隙加大了管道的氧氣含量，加快了腐蝕的速度。為此，焊接工程可以通過對焊接接頭的特殊處理操作改善焊接接頭性能，如在焊接接頭附近做隔熱處理等，提高整體石油天然氣管道焊接的質量，增加管道使用安全程度，減小后期出現故障的可能性，節約后續的管道翻新維護成本。

3.2 管道焊接環境影響

除了選擇質量過關的管道焊接材料與提高管道焊接技術兩種方式之外，焊接過程中的環境變化也是影響焊接技術水平的主要因素，且往往不易受人為控制。石油天然氣管道焊接質量對焊接環境的溫度、濕度、通風性有較高要求。因此，在管道焊接操作開始前需要對焊接環境進行前期處理，評估分析當前環境是否可以保障焊接材料的正常保存以及焊接操作的順利進行。全部檢測達到相關標準后方可進行正式管道焊接處理。其中，在石油天然氣管道焊接過程中，有以下五種環境是嚴格杜絕焊接操作的：（1）空氣相對濕度高于90%，整體焊接環境過于濕潤的環境；（2）風速極大難以控制氣流流向的大風天氣；（3）雨雪天氣；（4）環境溫度低于焊接工藝規程中規定的溫度；（5）地區土壤酸堿濃度監測超標環境。如果遭遇以上五種環境，不能開展石油天然氣管道焊接操作，需要對相關環境改善后再進行焊接施工操作。

4 結語

綜合全文提到的提高石油天然氣管道焊接技術水平的所有方法，可以看出，石油天然氣事業迅速穩步發展的關鍵性、保障性根基在于石油天然氣運輸管道的穩固性與安全性。因此，提高石油天然氣管道焊接技術水平是整體石油天然氣運輸管道正常工作的關鍵，提高石油天然氣管道焊接技術水平涉及許多方面，本文只是就其中一些主要部分進行研究闡述。然而，從材料選擇到技術人員安排都會影響整體石油天然氣管道的焊接技術水平。因此，要想從根本上保證石油天然氣運輸的可靠性必須從石油天然氣管道焊接的每個環節入手，嚴格監督每一個施工過程細節，達到徹底提高管道焊接技術水平的目的。

參考文獻

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作者簡介：張俊維（1958-），男，四川成都人，西南油氣田公司安全與環保技術監督研究院工程師，研究方向：管道安裝。

（責任編輯：陳 倩）