焊接技術在石油工程建設中的應用研究

李庚曦 李 宏 楊金貴

玉門油田管道運維服務公司安裝二隊 甘肅 酒泉 735200

一、引言

焊接技術在石油工程建設的應用中，種類有很多種，不同焊接技術的應用條件不同，不同材質的焊接技術和操作手法也不同。石油工程中油氣管道等的制造、安裝和維修等工作都需要大量的焊接技術為支撐，焊接技術對石油工程的建設有不可替代的作用。本文同通過結合油氣管道安裝中的實戰經驗，論述了研究焊接關鍵技術的重要性和必要性。

二、石油工程建設中焊接技術的應用

(1)石油化工管道是石油工程建設中的重要組成部分，包括反應塔、換熱器、加熱爐以及各種化工容器、運輸管道等設備。不同生產管道有不同的焊接技術需求。為滿足生產設備高效使用率、低破損力等的需求，鋯合金、鈦合金、鎳基合金以及不銹鋼、X60、X70、X80鋼等材料越來越多地運用到石油化工石油管道中。在對這些材料進行焊接的過程中，經常使用的焊接工藝有鎢極氬弧焊、焊條電弧焊、二氧化碳保護焊及埋弧自動焊等。其中，有著環境適應性強、焊接操作便捷等優勢的鎢極氬弧焊一般用于基礎機械打底焊接和站內油氣輸送管線；焊條電弧焊則多用在中板制造環節、一般管道焊接；二氧化碳保護焊常用于厚度較薄的機械設備焊接；埋弧自動焊用于結構比較簡單的機械和特定的長輸管道焊接。鎢極氬弧焊則隨著設備材料、設備要求的逐步發展，和設備性能的改善，轉變成了目前石油化工機械焊接中非常常用的一項焊接技術。

(2)我國石油應用范圍的不斷擴大和石油資源地理特性和社會的發展，催生了大量的石油運輸管道需求，同時，持續性和長距離運輸性的特征也對石油運輸管道質量、性能的要求越來越高。油氣運輸管道需要經過海底，穿越河流、山川等，各種大落差地段、地震區、沼澤區等各種不穩定、高壓強的環境。因此，高質量、高可靠性和低破壞性、低維修頻率是油氣管道建設中要著重考慮的。具有耐高壓、防腐蝕等特性的鋼制管道，非常普遍地應用到了石油管道制造中。例如:X60、X70、X80鋼。X60、X70、X80鋼制管道的運用，更是對焊接材料提出了更高、更嚴的要求，同時，也需要高效率的焊接技術與之匹配，以此保障管道的質量和實用性，保證油氣能安全、高效、順暢地輸送。

(3)近些年來，我國油氣管道的焊接工藝水平得到了不斷的發展和提高，越來越多的成熟工藝技術應用到了管道焊接中。目前比較應用比較廣泛的有半自動向下焊接方法、手工下向焊方法和自動焊方法。在長距離輸送管道的焊接工藝中發展最快的是半自動向下焊接方法，其中包括適合野外作業的，通過高溫分解釋放氣體進行作業的藥芯焊絲自保護半自動向下焊模式，焊接成本更低、質量更好、效率更高的，通過活性氣體和焊接機相結合對電流電壓波形進行控制的活性氣體自動向下焊作業模式。在具有大直徑、薄管壁的長輸管道的生產和現場焊接過程中，應用較多的是手工下向焊法。這種焊接工藝依賴與人的手工作業，在出現場時不需要攜帶復雜的設備，弱化了現場作業難度。手工下向焊主要是手工焊條下向焊法，含焊接速度快、質量好、探傷準確的常應用在水網密集和自動化半自動化設備進入不了的焊接現場的全纖維素型向下焊法；和抗冷性強、韌性高的常用在酸性氣體介質和惡劣氣候的管道現場的混合型向下焊法；以及常用到厚管壁管道焊接中的復合型向下焊法。在石油管道焊接工藝中，效率和質量最高的屬自動焊方法，自動焊方法依靠于現代化自動焊機設備，對操作人員的專業性有較高的要求。自動焊方法除了在焊接工藝上更為先進，還在整個焊接工作中更加智能化、自動化，是人工智慧和信息化的相結合，在兩方的不足之處能互相彌補。在石油管道的安裝焊接中，要根據實際情況采取合適的焊接方法，在選擇了最合適的焊接方法后，還要根據該焊接方法的特性和注意事項合理運用，使其最大限度地發揮應有的作用。焊接技術在石油管道的焊接中有非常大的應用空間和發展空間，先進的焊接技術能為管道制造及施工提供堅實的技術基礎，提高石油管道的生產效益，為我國石油行業的健康、有序發展提供助力。

三、石油工程建設中焊接技術的應用現狀

(1)焊接技術方面，各石油工程建設企業之間沒有共同研究和成果共享，國家管道局的研究力量有限。我國大部分石油工程建設企業設立科研所，都只是用于處理自己企業工程建設中遇到的技術問題，行業內沒有發起和組織研究共同技術，并共享成果、共同進步。目前，我國管道建設發展迅速，長輸管道、海洋石油、煉油化工裝置等都在進行大規模的建設，管道局為此建立了管道焊接方面的科研團隊，專門對管道焊接技術、設備、機具等進行了一系列的研究，并取得了一定的研究成果。但研究不同的施工環境，不同的裝備要求下的焊接技術活動，還沒有得到深入開展。

(2)我國國產的焊接設備和原料非常缺乏，研發力度不均衡。石油系統中的不同規模焊接設備，使用的基本都是進口產品。附加值較高的專用材料、設備進口量占比也非常大，極大地提高了開采成本。

(3)焊工從業門檻低，綜合素質普遍不高。

焊接技術的發展和焊接工種的高收入回報，使越來越多的人加入到焊工隊伍中。但焊接工作的特殊性，從事焊接工作必然要面對環境差、風險高等情況。因此，大部分人對這個工種并不看好。文化程度較低的人員為了生計成為焊工，從事焊接作業，無職業自豪感。也因文化程度低，接受能力有限，企業在對其的培訓上也心有余而力不足，焊工隊伍的綜合素質、操作技能更是難以提升。

結語

綜上所述，焊接技術在我國的石油工程建設行業得到了比較高效的運用。焊接技術的高效運用讓我們制造了更好更優質的石油化工機械、鉆采機械和油氣儲運設備，提高了石油的開采、運輸效率，節約了成本，提高了效益。但是，現階段我國在焊接技術的使用上也存在較大的問題，如石油行業的企業之間沒有連成一線共同研究焊接技術，個別企業的發展進步沒有為整個石油行業的發展進步貢獻推力。焊接技術從業人員多為文化程度較低的人員，不具備學習更先進焊接技術的文化知識和專業素養，難以培養。且社會上對焊接工種持高污染、高風險的態度，很難鼓勵更多的高學歷人員從事焊接技術工作。而最大的難題在于，我們國家在焊接設備和材料方面，研發力度不足，石油行業依賴于向外進口，極大地提高了成本，拉低了效益。我國正處于國民經濟不斷增長、石油需求量不斷攀升的時期，我們必須加強對焊接設備、材料的自主研發，并取得有效成果，強化焊接技術在石油工程建設中的應用；國家和企業必須重視焊接工種的培養，為石油行業輸出綜合素質高的焊工隊伍。以此來保證石油行業的健康、穩步發展。