長輸管道的焊接技術及發展

張 萌

（西安石油大學，陜西西安 710000）

長輸管道的焊接技術及發展

張 萌

（西安石油大學，陜西西安 710000）

傳統管道建設過程中采用的傳統焊接方法已經不能滿足新時代的運輸管道的質量要求，同時傳統的焊接方法需要花費大量的時間，這直接導致建設管道的速度緩慢，不能滿足管道事業發展的需要，也難以適應油氣市場激烈的競爭要求。所以，加強對長輸管道焊接技術的研究，提高焊接技術的水平，已經成為世界發展的需要。

長輸管道；焊接技術；發展

1 長輸管道焊接技術的特點

1.1 管道鋪設的距離長、焊接場所的環境條件較為復雜

由于長輸管道焊接場所的不固定、流動性強。整個管道建設的距離長，焊接位置會出現各種各樣的地形、地質、氣候，對焊接技術就有著各種不同的要求，所以針對各種不同的情況，所要采取的焊接技術也是不一樣的，因此焊接要求對外界自然影響各種因素必須要有較強的適應性。

1.2 管道的高壓值和厚壁管

由于長輸管道自身的特性，它的口徑比較大，壓力值也比較高，而且輸送介質多為易燃易爆產品，因此為了保證管道焊接的良好質量，所以對管道的管壁厚度要求就比較高，再加上油氣本身的腐蝕性，為了保證油氣等介質的安全運輸，管道的管壁厚度就必須達到一定的程度，這種高厚度使得管道建設的過程中要想獲得較高質量的焊接接頭，應用先進的管道焊接技術至關重要。

2 長輸管道焊接的特點及方法

2.1 長輸管道焊接特點

（1）20世紀70年代前，手工電弧焊接法始終是管道建設焊接的主要方法，以手工為主的傳統焊接法，不僅無法保證焊接質量他，同時焊接效率較低，因此無法滿足現代長輸管道建設需求。

（2）20世紀80年代開始，手工下向焊工藝被引入中國廊坊管道局，該工藝主要在歐美國家廣泛應用，隨后被廣泛應用于我國各大相關企業當中，一定程度上提升了焊接質量。在質量統計時以焊縫延長米為基礎，擁有高于95%的X射線一次合格率，和高于99.9%的超聲波檢查一次合格率。在這一過程中，傳統手工焊接方法被徹底取代。

（3）20世紀90年代初，半自動自保焊設備及工藝被引入中國廊坊管道局，這一工藝源自美國。在有效展開工藝培訓的基礎上，突尼斯工程于1995年正式使用了這一工藝進行施工，而在接下來的各個管道工程中，該工藝也成為主要焊接技術得到充分應用。該技術的優勢在于操作便捷、能夠在4、5級風以下有效使用，無需氣體保護等；其缺陷在于無法根焊。

（4）進口是自保護半自動焊焊材廣泛應用的主要途徑自1994年開始，管道局展開一系列實驗，但是效果并不明顯。據相關資料顯示，我國部分企業針對這一焊材展開了研究，但是始終沒有產生正式產品。

2.2 長輸管道焊接方法

2.2.1 手工電弧焊

穩定電弧存在于工件、焊條間，在對手工電弧焊進行應用的過程中，能夠有效融化工件與焊條，此時所產生的焊接接頭相對牢固，該方法應用中具有操作便捷、移動靈活和設備簡單等優勢，因此經常被應用于野外管道焊接施工中。手工電弧焊施焊方向是以管道焊接方向為主的，通常包含兩種方式，即下向焊、上向焊。

2.2.2 半自動焊

現階段，我國管道焊接施工中，通常會對半自動焊工藝進行應用，實現為纖維素焊條打底的目的，該技術相對成熟。同手工電弧焊設備相比，半自動焊接設備更為復雜，通常被廣泛應用于山區地段機械化流水線作業和平原管道施工中。

2.2.3 全自動焊

（1）藥芯焊絲自動焊接技術。藥芯焊絲氣保焊、藥芯焊絲自保焊是藥芯焊絲自動焊接技術的兩種類型，該技術同實芯焊絲氣體保護焊擁有類似原理。穩弧劑、礦物材料、造渣劑、鈦合金透氣劑和還原劑等是主要藥芯材料，在對藥芯焊絲進行應用的過程中，其不僅能夠形成良好的焊接質量和沖擊韌性，同時擁有較快的熔敷速度，能夠對各種管材進行應用，同全自動氣體保護焊相比成本較低。

（2）實芯焊絲氣體保護自動焊接技術。在對自動焊接技術進行應用的過程中，焊接質量受人為因素影響較少，與此同時，所使用的焊接材料成本較低，能夠快速的完成焊接，目前，發達國家在焊接大壁厚、大口徑管道時都會對這一技術進行應用。

自動焊機AW97-1被應用于西氣東輸工程中，呈現出許多應用優勢，其在西氣東輸工程中有重要的應用；全位置自動外焊機，是科學院研究的重要內容，在此課題的研究中，取得重要的成果，并分別在集團公司和管道局的科研項目中獲得二等獎和一等獎。并且，研究成果已成功地應用于西氣東輸工程中。還有的石油天然氣建設單位在各工程的準備工作中，也相繼從國外引進一些先進的焊機，以提高工程的施工效率。

3 長輸管道焊接技術存在的問題及應對措施

3.1 國內焊接材料質量問題

管道焊接質量的一個基礎性影響因素就是焊接材料，必須對焊接材料進行合理選擇。然而，現階段我國很多焊接材料都無法滿足工程建設質量要求，擁有較差的熔池凝固性，大量夾渣會在焊接中形成，因此焊縫成形較差，焊接缺陷較多。在這種情況下，相關部門必須根據焊接質量建立嚴格的標準體系，對焊接設備、材料的質量和性能進行全面控制，從根本上保證長輸管道建設質量。

3.2 不合理設置自動焊機組以及不穩定的焊接質量問題

目前，我國在積極進行長輸管道建設的過程中，最常見的焊接方法就是自動焊接技術，而在對自動焊接進行應用的過程中，必須確保焊接質量符合相關標準，同時還應對自動焊機組進行合理設置。現階段，實際焊接過程中，始終存在焊接操作不規范、溫度控制不合理等問題，一定程度上影響了我國長輸管道工程的建設。在這種情況下，相關部門應積極提升焊工組管理力度，通過協調利用各項資源，加大對焊工組施工技術人員的專業技能培訓力度，來保證焊接質量和效率。

3.3 對焊接的后期縫外檢查缺乏全面認知

現階段，部分施工人員認為只有增加長輸管道焊接縫的厚度和寬度，才能夠保證焊接質量，相關管道在使用的過程中所承受的壓力值也更高。然而，這一認知是錯誤的，造成工程焊接施工完成后，無法對焊接缺陷進行全面檢查。針對認知錯誤，相關單位在運行的過程中，必須加大對焊接技術人員以及質量檢查人員的專業技能培訓力度，促使其對焊接相關專業理論知識產生深刻的認知，并能夠在實際施工中全面控制各項參數，保證焊接質量。

4 長輸管道焊接技術的運用現狀和未來發展趨勢

4.1 國內外運用現狀

同國外相比，我國的管道焊接技術起步較晚。現階段，自動焊接已經成為國外輸送管道建設過程中的關鍵技術，同時在實際施工中還會應用焊條電弧焊技術來進行輔助。CRCEVANS技術產生于美國，是現階段典型的油氣長輸管道焊接工藝，目前已被廣泛應用于世界各國的大口徑輸油氣管道焊接施工中。

傳統焊接技術在20世紀70年代以前是我國主要的油氣長輸管道焊接方法，在實際操作中，無法保證焊接質量，同時效率相對較低，管口組對間隙相對較大。而從20世紀80年代開始，焊條下向焊方法得以產生和應用，該方法擁有相對較小的管口組對間隙和較薄的焊層厚度，實際操作中效率高，能夠進行靈活的應用。

4.2 未來發展趨勢

從未來油氣長輸管道焊接技術發展的角度來看，自動焊接技術的重要性無法取代。在對長輸管道的建設要求以及實際特點進行分析的基礎上，要求焊接技術能夠針對厚管壁和大口徑管壁使用。例如，大口徑對接引立置TIG焊接機將發揮重要功能。但是目前該技術還處于發展階段，相關工作人員必須對該技術的應用指標進行全面分析。

5 結束語

同其他管道相比，長輸管道具有特殊性，集中體現在擁有相對惡劣的焊接環境、特殊的性質參數和較多的焊接縫數量等方面，因此實際進行長輸管道建設的過程中，影響工程質量的因素相對較多，在這種情況下，必須合理的采用焊接技術，才能夠實現長輸管道建設和使用的目標。近年來，我國的管道輸送產業不斷發展，管道焊接工程量隨之增加，在實際施工中需要面對各種復雜的焊接環境，在這種情況下，必須對我國現有長輸管道建設過程中的技術缺陷進行全面分析，并有針對性的合理利用焊接技術，提升管道焊接質量，為我國長輸管道運行過程中創造更多的經濟和社會效益奠定良好基礎。

[1] 張振永，趙海宴，時效眾，等.長輸油氣管道的焊接技術[J].油氣儲運，2004，（2）.

Welding Technology and Development of Long Distance Pipeline

Zhang Meng

In the process of pipeline construction in the traditional traditional welding method， has been unable to meet the quality requirements of the new era of pipeline transportation， at the same time， the traditional welding methods need to spend a lot of time，this is a direct result of pipeline construction is slow， can not meet the needs of the development of the pipeline， it is difficult to adapt to the requirements of the oil and gas market competition. Therefore， strengthening the research on welding technology of long distance pipeline and improving the level of welding technology have become the needs of world development.

long distance pipeline； welding technology ； development

TE973.3

A

1003–6490（2017）10–0069–02