探討長輸油氣管道高強度管線鋼管現場焊接技術

宋世強 趙汝峰 魏春濤 史運東

摘要：就目前的狀況而言，隨著我國經濟、社會的飛速化發展，油氣管道工程的建設數量也越來越多，油氣為我國的社會、經濟的發展壯大做出了極為重要貢獻。如今，人們的生產生活以及學習工作領域等都離不開油氣，油氣運輸是現階段社會發展過程中十分關鍵且不可或缺的一個部分。在長輸油氣管道高強度管線鋼管現場焊接工作進行的過程中，相關技術的運用還不夠完善，需要工作人員積極的、主動的研究、掌握相關的工藝技術，并將其應用于我國的現場焊接工程建設之中，從而有利于有效的保障工程建設的品質以及效率。

關鍵詞：長輸油氣管道;高強度管線鋼管;現場焊接技術

引言：保護藥芯焊絲半自動焊與焊條電弧焊都可以認作是今后我國管道工程所使用的兩個有用并且基本的焊接工藝，但是現階段隨著管道工程所使用到的鋼管，其自身的級別越來越高，與此同時它自身的管徑與壁厚也處于不停的增長階段，所以管道動焊技術也會廣泛的被社會各界的工程建設所使用。本篇文章就高強度管線鋼管的焊接技術方面存在的困難點與工程建設過程中出現的問題開展了一定的分析與探究，并且對我國今后的管道焊接技術具體的發展方向以及規劃進行了一定的闡述，僅供參考。

1.管線鋼管的應用

根據低C-Mn-Si合金化技術進行開發的API標準管線鋼，相對于現階段逐步成長起來的X100以及X120，它是除這兩種之外的第三種組織。因為現階段的冶金知識以及軋制工藝的不斷成熟，冶金方面的設計與規劃在如今我國管線鋼的應用方面進行了巨大的改變。但隨著管線鋼制造工藝不斷的成熟，以上所述的組織類別依然會被社會各界所廣泛的接受。一般情況下，對X65、X70以及X80等高強度的管線鋼的冶金方案有如下兩個具體的工藝思路與方向：首先是在低-Mn-Si基礎上加入Cu、Ni、Cr等，其次是加入適當的Cu、Ni以及Cr等的低C-Mn-Si。

2.現階段我國高強度鋼管的焊接技術難點的分析與闡述

根據管線鋼的成長歷程而言，鋼種的提升基本上取決于兩個方面的因素，首先是因為冶金成分工藝的發展，其次是因為合金含量的準確化的控制，以及控制軋制以及加速冷卻等技術、設備的飛速化的完善與成熟。這兩方面的因素有效的推動了管線鋼對于其自身的冷裂問題的解決，并且讓其在HAZ脆化問題方面具有較為突出的優勢，但在焊接工作進行的過程中還是會出現關于這項新技術的眾多難題，如下幾個小點分別對其經常出現的一些難題進行一定的分析：

2.1鋼材屈服比提升，應變硬化能力有所減弱

管線鋼它自身的強度正處于飛速增長的狀況中，其自身的屈服比也隨著這種增長狀況不斷地進行著增加，高屈強比可以準確的體現出鋼的應變硬化能力是呈一定的下降趨勢的，從而最大化的降低了管道抗側向的彎曲功能。所以，這就使得環焊縫必須滿足十分嚴格的工程建設要求，比如說焊接工作過程中接頭高強度的匹配，以及其低溫沖擊韌性功能等。

2.2鋼合金元素增加可焊性下降

為了能夠最大程度的提升管線鋼的強度，我們可以加入一定量的合金元素以及微合金元素。舉個例子來說，X65鋼的碳當量大概是處于0.31至0.35這個范圍之間的，而X70鋼的碳當量大概是處于0.36至0.38這個范圍之間的，X80鋼的碳當量大概是處于0.42至0.46之間的。因為其添加入了一定量的合金元素，所以在焊接工作階段母材的熔合比可以直接、緊密的關系到焊接工作的穩定性以及其熱影響區的金屬強度的韌性等。基于此，就此種焊接坡口類的設計工藝而言，對其參數以及材料的挑選就會有著更為嚴格化的要求。

2.3環焊縫與母材韌性匹配成為難點

管線鋼是低碳微合金控制軋制與加速冷卻而來的一個產品，其自身擁有相對較高的機械性能。但是焊縫是電弧熔化“鑄態”結構，它自身的韌性配對關系一般來說是大大的落后于TMCP處理的韌性配對關系。同時其與母材分別都達到一定的強度這一操作是具有非常大的難度的，但是為了保障長輸管道的安全穩定性能，以及保障高強度管線鋼管可以廣泛的被相關的工程建設所使用，現階段急需相關的工作人員研究以及創新支撐高強度的實心線以及一些焊接工作過程中所使用的一些材料、設備。

3.現階段管道現場焊接技術的發展方向的分析與探究

3.1半自動焊和焊條電弧焊仍將是管道建設的可選擇方法

現如今，正處于管道現場焊接強度相對較低的階段，半自動焊接與低氫焊條手工焊接技術依舊會是未來工程所使用到的基本方法。與此同時，焊接工作施工工地會受到一定的地理環境、氣候狀況等自然因素的影響，這些因素直接關系著管道自動化建設的一系列工作，此時一般都會使用到半自動焊和焊條電弧焊這兩種基本的方法，在使用這兩種焊接技術的開展管線建設工作的過程中，需要注意的是，要嚴格加強對管線鋼管冶金成分的管理與限制，從而來保障接頭的力學功能得到最優良的發揮。

3.2管道自動焊接技術將成為未來焊接的主要管道施工

目前，正處于我國自動控制技術以及電弧跟蹤技術飛速化發展、成熟的階段，自動焊接設施也隨之越來越模塊化，其所使用的配件也越來越標準化。與此同時，隨著自動焊接所使用到的平臺日益成熟化，其相關的系列操作也會變得容易、簡單，相關設備的生產與維修將會變得流程化與便捷化。這就會讓自動管道焊接這項工藝越來越適合于油氣長輸管道的工程建設，有著巨大的經濟效益與社會效益，并逐步的使用于一些高等級的鋼管施工建設之中。

4.結論

我們國家現階段清潔能源需求的正處于飛速化增長的狀況中，長輸油氣管道的使用也隨之越來越廣泛。此外，因為管道工程建設所使用的鋼管強度、級別以及傳送所承受的壓力也處于逐步增長的階段，所以在其自身的工藝、能力方面，面臨著嶄新的挑戰，同時也保障了高檔焊縫的品質與穩定性。管線自動焊接工藝將逐步的使用于一些高等級的鋼管施工建設之中，半自動焊接與低氫焊條手工焊接技術依舊會是未來工程所使用到的基本方法。

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