頁巖氣站內管道工程焊接工藝評定標準對比及選用

王健

摘要：頁巖氣是一種清潔、高效的綠色能源，我國高度重視頁巖氣產業發展，已將頁巖氣擺到國家能源戰略的位置。頁巖氣開發在國家各項政策的支持下已進入黃金時期，但在國際油氣價格持續低迷的大形勢下，降本增效仍是石油行業持續發展的重要手段，因此，頁巖氣開采過程中壓力能的利用意義非凡。本文對頁巖氣站內管道工程焊接工藝評定標準對比及選用進行分析，以供參考。

關鍵詞：頁巖氣;站內管道工程;焊接工藝評定

引言

我國非常規油氣資源的勘探開發尚處于初級階段，頁巖氣外輸管線建設的相關研究相對較少。然而，管網基礎設施完善與否對頁巖氣能否實現商業化開發至關重要。由于我國頁巖氣富集區域多處于山區或丘陵地帶，地質地貌復雜多樣，頁巖氣外輸管線鋪設面臨著很大的不確定性，投資決策過程十分復雜，是一個典型的多階段多目標投資決策問題。

1天然氣管道焊接中下向焊接技術的應用優勢

當前大口徑天然氣管道焊接技術中的下向焊接技術與上向焊接技術、管道全位焊接具備以下優勢：第一，下向焊接技術工藝參數采用小縫隙、大鈍邊，因此焊接的質量遠高于上向焊接技術與管道全位焊接技術，且焊接速度與效率也得到有效的提升，對于施工企業來說能提升經濟效益。第二，下向焊接技術中采用了專用焊條，專用焊條是由獨特藥皮配方制成，能幫助增大電弧吹力，穩定燃燒。而焊接中飛濺范圍小，焊條融化速度快，熔敷效率高，大幅度的保護電弧與熔池。第三，焊接填充之中使用相同長度的焊條焊接，如若采用上向焊接技術能保證熔敷率低，且焊接長度不得短于下向焊接。而下向焊接技術的使用下熔敷率更高，且焊接速度遠高于上向焊接速度。第四，下向焊接的操作難度相比較其他焊接技術來說更小，焊道厚度維持在2mm左右，焊縫缺陷效，確保焊接質量。第五，下向焊接操作中普遍運用纖維素焊條，這是因為在機械操作下纖維素焊條的燃燒只會產生少量的熔渣，在連續焊接下能形成單面焊雙面形型焊縫。第六，通過不斷的檢測與實驗發現下向焊接的管道具有較強的抗風能力，適合野外長距離鋪設。第七，下向焊接產生的電流遠遠小于上向焊接，且下向焊接的速度與質量都高于上向焊接。

2復合型下向焊接技術

隨著管道工程建設復雜性提升，在施工過程中不免出現大口徑天然管道泄漏問題，如若根據根層、熱焊層、填充層，及覆蓋面層采用不同種類的焊接技術與工藝，會花費大量時間與精力。因此在實際操作中可對根層與熱焊層進行焊接采用下向焊，這一措施解決了根層與熱焊層管道壁較厚帶來的維修問題，但是在這個過程中需要焊接的層數過多，下向焊的速度過快不能滿足焊接要求。深思熟慮后筆者認為可對填充層與覆蓋層則采用上向焊，是將上向焊與下向焊結合進行施工，兩者間的取長補短充分的完成這一工作，以此來滿足大口徑天然氣管道泄漏搶修工作的需求，為附近居民盡快恢復供氣。

3頁巖氣開發環境管理要點

由于頁巖氣開發行業尚未發布污染控制，在頁巖氣廢水開發、甲烷等方面，尤其是在污染控制方面，沒有明確的排放控制要求，廢水工業中可溶解的固體。目前的環境評估通常需要采取措施，控制填埋場和其他主要建筑場地，防止濕度，在分隔的地區安裝降落傘，限制鉆井，進行污水泄漏和減少環境風險。在我國，石油污染富集的油氣工業鉆柱一般被視為危險廢物，如熱分析、提取、化學清洗等。已處理，但固體廢物處理和處理后碎片的綜合利用尚未完全控制。

4焊接工藝評定標準異同分析

4.1材料分組

GB/T31032僅適用于碳鋼和低合金鋼，按屈服強度不同，將材料分成3個組別，一旦材料組別變化，應重新進行評定;SY/T0452適用的材料更廣，按抗拉強度對碳鋼和低合金鋼分成5組。頁巖氣項目的平臺、集氣站普遍采用管線鋼，主要包括L245和L360鋼級。管道焊接涉及L245、L360同材質焊接以及L245和L360兩種材質焊接。若焊評執行GB/T31032，由于L360和L245材料不在一個組別，上述三種焊接工況均應單獨進行焊接工藝評定，即3組焊評;若采用SY/T0452，L245和L360屬于同一類不同組材料，根據標準規定：不同類別（組別）號母材之間相焊，經評定合格的焊接工藝也適用于這兩類（組）別號母材各自相焊。并且同類別號中，高組別號母材的評定適用于該組別號母材與低組別號母材所組成的焊接接頭。因此，采用評定合格的L360和L245材質焊接工藝評定可覆蓋L245和L360同材質焊接，僅用1組焊評即滿足三種焊接工況要求，減少焊評組數。

4.2焊接位置

GB/T31032要求焊縫由旋轉焊變為固定焊，或反之應重新進行評定;45°傾斜固定焊可替代水平固定焊和垂直焊接，其他不得相互替代。SY/T0452要求任一焊接位置評定合格的焊接工藝，該工藝應適用各種焊接位置。

5焊縫試驗

5.1外觀檢測

GB/T31032對外觀檢測未做規定。SY/T0452要求焊縫不能有裂紋，同時要求對焊縫進行射線檢測。應注意的是，焊評的主要目的是驗證焊縫的力學性能而非考察焊縫缺陷和裂紋。在焊縫力學性能符合標準要求前提下，焊縫質量可在設計文件中要求，現場焊縫無損檢測進行檢驗，確保焊縫質量滿足相關標準規定。

5.2刻槽試驗

刻槽試驗是GB/T31032規定的試驗，合格標準為：每個刻槽錘斷試樣的斷裂面應完全焊透和熔合，任何氣孔的最大尺寸應不大于1.6mm，且所有氣孔的累計面積應不大于斷裂面的2%，夾雜高度應不超過0.8mm，長度應不大于鋼管工程壁厚的1/2，且小于3mm;相鄰夾渣之間至少應有13mm。SY/T0452要求用于長輸線路管線焊評應進行刻槽試驗，合格標準與GB/T31032一致。

結束語

結合頁巖氣站內管道工程特點，對比GB/T31032和SY/T0452焊接工藝評定標準，發現兩個標準對焊縫力學性能的要求一致;SY/T0452的評定因素比GB/T31032少。

參考文獻

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