石油天然氣管道焊接過程中工藝設備與控制的選用及評價

肖翔瀚 王旺 劉王子

摘 ?要：在石油天然氣管道工程建設中，管道焊接是極為重要的環節，焊接質量對于管道運行的整體安全具有關鍵性影響。對此，在開展管道焊接的實踐過程中，應對焊接工藝和相關設備進行合理選用和科學控制，實現對焊接質量的有效保障。本文淺析了石油天然氣管道焊接工藝設備的選用要求，探究了石油天然氣管道焊接質量控制以及焊接常用設備分析及評價，以期為相關研究提供借鑒。

關鍵詞：石油天然氣;管道焊接;工藝設備控制

前言：

當前，石油天然氣的社會需求量日益增加，我國高度重視石油天然氣管道工程建設，并注重在擴大其規模的同時，保障其質量。管道焊接質量，對于石油天然氣管道工程整體質量具有直接影響。對此，應科學選擇適宜的焊接工藝和設備，有效保障管道焊接質量和安全。

一、石油天然氣管道焊接工藝設備的選用要求

在石油天然氣管道工程建設中，管道焊接工藝設備的選用，會直接影響管道焊接的整體質量。對焊接工藝設備進行選用，應依據管道實際情況，盡量選用性能良好的機械設備，并在進場前對設備的完整性和安全性進行檢查，確保設備符合相關標準，才能在管道焊接中進行應用。在管道焊接中，對工藝設備進行選用，應滿足以下要求：

1、具有較強的環境適應能力

石油天然氣工程一般地處沿海、戈壁、沙漠等地域環境。焊接人員在對工藝設備進行選擇時，要充分考慮環境因素對工藝設備的影響，選擇具有較強的環境適應能力的工藝設備。要考慮如下環境因素：一，氣溫。焊接施工選用的工藝設備應能在-20℃到55℃范圍內保持正常工作;二，相對濕度。例如，在40℃的環境中，相對濕度高于95%;三，海拔高度。在海拔-150m到海拔3700m范圍內，均能保持正常的焊接施工[1]。另外，焊機要具備良好的防潮、防雨性能，并能有效抵御風沙侵襲。

2、電源電壓

在石油天然氣工程中，開展管道焊接，應對電源電壓進行充分考慮。管道焊接現場，一般具有過遠的供電距離，所需電纜較長，加上施工位置多變，一般不宜對過粗電纜進行引用。同時，為避免線路磨損，會對發電機相應的輸出電壓進行增加，這就造成焊機處于空載狀態時保持極高的電源電壓，處于工作狀態時，保持較低的電源電壓[2]。這就要求管道焊接現場選用的焊機，適應電源電壓的能力較強。通常，在270到500伏特的電源電壓間，焊機應能保持正常工作。

3、電源頻率

野外施工需面臨惡劣的環境，參與施工的人數受限。發電設備缺乏專人監管，將導致電源頻率出現高低起伏的狀況，一般在45到55Hz范圍以內。管道焊接現場施工，對汽油發電機組進行使用，配備的汽油機每分鐘轉速通常保持在3500轉，為滿足現場焊接施工的具體要求，需對電源頻率進行調節，將其控制為60Hz[3]。即使現場對柴油發電機組或者移動電站進行了安裝，各種內外因素也會對電源頻率造成影響，有時電源頻率會在50Hz以上。因此，管道焊接選用的工藝設備在45到60Hz的電源頻率范圍內，應保持正常工作。

4、有效性

通常，管道焊接耗費6到10個月的時間。焊接施工每天保持10到12個小時的施工時長。焊機通常在惡劣條件工作。焊機發生故障，必然導致施工時間出現延長，因此，管道焊接應保障所選的工藝設備的有效性。

5、具有較多應用功能

在石油天然氣工程中，管道焊接施工為降低成本，適應施工現場，通常選用的焊機數量較少。一般，僅選用一臺能滿足各類焊接需求的焊機。管道焊接對工藝設備進行選用，應對焊機具備的輸出特點進行研究，并對其動態特性進行觀察，契合施工需求，作出正確判斷，選用具有較多應用功能的焊機[4]。

6、操作便捷且方便攜帶

管道焊接涉及較多復雜的施工內容，為良好應對各類作業方式，應充分考慮焊接難度和具體操作，優選操作便捷，且具有控制面板的高質量焊機，便于在焊接實踐中快速調節。管道焊接極易發生在山地、陡坡地區，應盡量選用輕便的工藝設備，避免選用體積或質量過大的焊機，否則不便攜帶，嚴重影響焊接施工的高效良好開展[5]。通常，應選用重量低于50Kg的焊機。

二、石油天然氣管道焊接質量控制

在石油天然氣工程中，開展管道焊接，為實現對管道運輸安全的有效保障，必須對焊接質量加強控制。具體措施如下：一，保障焊縫構成與焊條熔化二者速度保持一致，控制焊縫，避免其過厚、過寬，否則，當局部應力出現提高時，會對焊接強度造成不良影響;二，在未對管道兩端進行封閉的情況下，“穿堂風”極易出現在管道內部，若管道內部出現快速的空氣流動，將導致焊縫冷卻時間降低，并造成管道冷裂紋。為解決該問題，應在焊接時對盲板進行安裝，形成遮擋;三，焊接時應確保起弧與收弧保持一定距離，起弧應在坡口內完工。基于多層焊接的操作條件，應先做好一層焊接，再開展下層焊接;四，焊接過程中，應對焊條狀態進行及時檢查，若出現粘條、偏吹等現象，應停止焊接，并對焊條進行替換[6]。打磨新焊條之后，繼續開展焊接。另外，要運用外觀檢查和無損檢測，對管道進行檢查，避免管道內外存在裂紋，有效保障管道焊接質量。

三、石油天然氣管道焊接常用設備分析及評價

當前，石油天然氣工程建設日益增多，管道焊接工藝日趨豐富，且呈現出多樣性。管道焊接施工現場缺乏穩定的工作環境，且受諸多因素影響。在對工藝設備進行選用時，應重點考慮各項影響因素。在管道焊接中，常用設備如下：一，多功能焊機，例如熊谷MPS-500逆變焊機、林肯DC-400晶閘管整流焊機等。這兩類焊機在管道焊接中應用較多。二，手工向下焊機。在管道焊接施工期間，林肯DC-400晶閘管整流焊機與熊谷ZX7-400SX逆變焊機，均能滿足施工要求。三，二氧化碳氣保焊機。此類焊機應用次數較少，但在根焊中作用顯著。四，內燃機驅動式焊機。例如，熊谷MPS-500CC/CV柴油驅動數字化多功能焊機，在管道焊接中日益發揮積極作用。我國石油天然氣管道局對自動焊設備進行自主研發，研發生產出“CPP900”自動焊設備，在中俄原油管線漠河到大慶區域得到了廣泛應用，在100km的管道焊接工程中，實現了有序的焊接施工。相對于傳統技術，CPP900自動焊設備具有更快的焊接速度，且能取得更高的焊接質量，還能實現對勞動力消耗的有效控制。

結語

綜上所述，在石油天然氣工程中，管道焊接施工質量對于工程整體質量具有關鍵性影響，應高度重視并有效加強管道焊接施工。管道焊接涉及諸多工藝細節，對工藝設備進行選用，應根據現場調查相關資料，對工藝設備進行正確選用，并在焊接施工現場加強施工監管，及時發現并有效消除管道焊接中潛在的安全隱患，實現對工藝質量的有效保障，并促進管道焊接施工效率實現大幅度提升。

參考文獻

[1] 劉玉泉. 石油天然氣管道焊接過程中工藝設備與控制的選用及評價[J]. 中國化工貿易， 2019， 011（031）：183-184.

[2] 杜君國.石油天然氣場站管道焊接工藝及質量管控淺析[J].全面腐蝕控制，2020，34（01）：57-59.

[3] 趙勞社，田建林，張文浩.石油天然氣場站管道焊接工藝及質量管控淺析[J].化工設計通訊，2018，44（12）：133-134.

[4] 崔光耀.石油天然氣場站管道焊接工藝及質量管控淺析[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（10）：126-128.

[5] 王在位.石油天然氣場站管道的焊接工藝以及質量控制策略[J].中國石油和化工，2016（S1）：323+321.

[6] 劉思園.淺析石油天然氣管道焊接及其質量控制[J].全面腐蝕控制，2020，34（04）：67-68+81.

3639500338281