長輸管道焊接質量控制分析

倪 曉

（河北省特種設備監(jiān)督檢驗研究院，河北 石家莊 050020；河北省承壓設備檢測評價技術創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050020）

考慮到我國油氣資源分布不均，石油、天然氣等多種能源在我國各地分布不均，為了滿足各地的需要，常常需要借用長距離輸送這些能源，通過有效利用長距離輸送管道，可以有效地解決地區(qū)間資源分布不均的問題。而焊接是長輸管道施工中的重要工藝環(huán)節(jié)，選擇合適的焊接工藝對長輸管道的整體性能有很大影響，因此，開展長輸管道焊接質量控制的研究具有重要意義［1］。

1 長輸管道的特點

1）長輸管道采用優(yōu)質碳鋼制造，管壁厚度8mm以上較厚，焊接工藝根據(jù)不同需要采用多層焊接，因此，長輸管道受氣候影響較小，安全性能可靠，實現(xiàn)了可持續(xù)能源運輸，無噪音，運輸過程中材料本身損耗小，不會對環(huán)境造成嚴重污染，管道埋深大，對地形環(huán)境要求高，施工方便，占地面積小，最重要的是，能耗低，運輸成本低，易于實現(xiàn)批量運輸，發(fā)展信息自動化技術，可以實現(xiàn)長輸管道遠程自動監(jiān)控，節(jié)約管理費用，提高運輸效率。

2）這種管道存在著一些缺陷，很難調整運輸路線，而且缺乏足夠的靈活性，只能采用單向運輸。通過對長輸管道特點的分析，不難發(fā)現(xiàn)這是一種可行的運輸方式，但是在鋪設時要結合實際，當然在施工中也存在一些不足，為保證長輸管道的順利鋪設，需要人們時時注意并加以克服。

3）對長輸管道的焊接，有關單位要加強人員培訓，搞好職能管理，從而全面提高焊工素質。第一，根據(jù)國家對長輸管道焊接的戰(zhàn)略要求，通過舉辦知識講座、施工人員培訓等形式，加強對先進焊接理念的有效滲透，明確焊工的職責。針對焊接工藝的具體要求，明確不同施工人員的責任，保證規(guī)范有序的焊接作業(yè)，全面提高責任覆蓋率，有效地避免了工藝實施中的隱患。重點加強焊接技術培訓，使施工人員掌握先進的焊接工藝和具體操作流程，使施工人員在進行具體焊接作業(yè)時更加專業(yè)化［2］。

4）長輸管道是指輸送介質的場所與儲存庫及使用單位之間的專用管道，一般要經(jīng)過省、市、縣等區(qū)域，跨越江、河等流域，因此，在長輸管道建設過程中應配有壓力泵等設備，以提供足夠的輸送能力。根據(jù)長輸管道輸送介質的性質不同，對長輸管道的用料、介質種類、壓力等級、溫度條件進行了分類［3］。

2 長輸管道焊接質量控制中的幾個問題

研究長輸管道焊接質量控制要點，首先要明確長輸管道焊接質量控制存在的不足。根據(jù)我國長輸管線焊接作業(yè)的發(fā)展狀況，其缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 “焊道咬肉”問題

長輸管道焊接時，常出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象，其主要原因是焊縫對母材坡口的覆蓋不足，而采用金屬焊接。咬邊現(xiàn)象的出現(xiàn)，將大大減少母材整體受力面積。通過力學分析，減小了受力面積，使母材承受更大的同樣壓力，這一現(xiàn)象將嚴重影響長輸管的使用壽命。

2.2 長輸管道存在“夾渣”現(xiàn)象

長輸管道焊接時，極易產(chǎn)生各種銹蝕、熔渣和其它雜物，這些雜物在長輸管道上出現(xiàn)后，經(jīng)過長時間的運行，會使管道嚴重磨損。特別是一些體積較大的雜物，其周圍還存在著一些形狀比較尖銳的物體，對整個長輸管道造成了嚴重磨損。此外，長時間夾渣存在于長輸管道表面，會導致其受力均勻度降低，進而在以后的使用中，進一步降低長輸管道的質量，嚴重影響管道的安全。

2.3 非常規(guī)“韌性”和“強度”

對韌性差、焊接強度不能滿足要求的長輸管道來說，焊接問題占了很大一部分。根據(jù)現(xiàn)場調查資料顯示，在焊接過程中，由于未按法規(guī)要求進行規(guī)范操作，造成長輸管道的焊接質量存在較大缺陷。投產(chǎn)后，會出現(xiàn)安全隱患。長輸管道焊接過程中會出現(xiàn)韌度、強度等不合格現(xiàn)象，導致管道管體撕裂，嚴重威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。

2.4 人類影響和社會環(huán)境

1）在不同區(qū)域，人口密度對焊接質量的影響基本一致。焊縫質量保證方面，我國東部長輸管道焊縫施工與西部長輸管道焊縫施工相比，由于人工密度大、基礎結構復雜等原因，極易導致不能連續(xù)施工，造成焊縫留頭多，留頭少，焊縫成本高。2）溫度、濕度等氣候條件都會影響焊接質量。3）流動性結構。伴隨著工程的推進，長輸管道焊接陸續(xù)展開焊縫質量的變化難以保證。4）受制于地形條件，長輸管道鋪設施工過程中會遇到許多因素，焊點數(shù)量的變化直接影響焊接質量。5）如果地點狹窄，也可進行機械焊接，但不宜采用高級焊接技術［4］。

3 長輸管道焊接質量控制對策

3.1 加強質量控制減少“焊道咬肉”問題的出現(xiàn)

1）要提高長輸管道的焊接質量，就必須進行焊接質量控制，加強焊接規(guī)范建設。實現(xiàn)這一目標，應著重對長輸管道焊工的操作能力進行考核，使其達到規(guī)范要求，從而有效地保證焊接質量，同時相關部門也要定期對長輸管道焊工進行培訓，使他們不斷地學習，提高自己的技術水平。

2）長輸管道焊接工程施工單位應針對長輸管道焊接作業(yè)的開展，建立相應的監(jiān)督機構，對長輸管道焊接工程的每一個環(huán)節(jié)、每一步進行有效的監(jiān)督，實行“責任分配制”將責任分配制落實到每一名工人，使每一名工人認真、負責地完成長輸管道焊接作業(yè)，避免出現(xiàn)“焊道咬肉”現(xiàn)象。重點在于建立一整套質量管理體系。

3）在長輸管道焊接過程中，通過建立有效的質量控制體系，可以有效地消除焊接強度不合格現(xiàn)象。對長輸管道的整體質量進行定期檢查工作，對焊接部位進行不恰當?shù)臋z查，可以有效地避免管體開裂，做到“防患于未然”［5］。

3.2 加強長輸管道的清理工作

1）由于焊接過程中焊縫產(chǎn)生的各種殘留物都會對管道造成嚴重的質量問題，甚至對整個長輸管道的結構造成破壞，因此，在焊接過程中，應定期清理管道內的殘留物，以保證在管道內無過多的雜物，從而保證能量在以后的使用過程中的平穩(wěn)輸送，對于管道的各個部位，要注意均勻，避免局部碰撞，這樣才能保證能量的連續(xù)輸送。對正在使用的管道，在進行日常清洗時，由于化學腐蝕等原因，還需要充分保證管道內壁的光潔度，以提高管道的使用壽命，同時進一步延長管道的輸送質量［6］。

2）長輸管道接縫處理也是能夠進行質量控制和結構穩(wěn)定控制的重要因素。對于焊工而言，在焊接過程中，還需要對焊工的操作進行一定程度的處理，以避免管子內部出現(xiàn)質量問題，從而避免產(chǎn)生焊接問題，保證整個長輸管道的結構質量和使用壽命。

3.3 提高焊接強度加以控制

根據(jù)相關規(guī)范的要求，在標準條件下，長輸管道的焊縫余高不應小于1.6 mm，長輸管道的焊縫寬度不應小于1.6 mm。對長輸管道焊縫中的余高、加寬內容，應準確把握，以實現(xiàn)各部分之間的有效連接；另外，對長輸管道焊縫中的余高、加寬內容，還可根據(jù)管道的實際施工情況，進行合理調整，制定焊縫修補制度，以幫助操作人員及時、有效地修補不合格的管道管體，保證管道的整體修補質量，避免頻繁出現(xiàn)的修補問題，既節(jié)省修補費用，又能提高輸送電能的質量。

3.4 焊接環(huán)境控制

長輸管道在施工過程中由于材料的原因會產(chǎn)生很多質量問題，為了有效地提高其焊接質量，必須加強原材料的質量控制。購買鋼管，法蘭，焊料，管件，閥門等壓力管件，一定要選擇質量可靠的廠家，所有材料或焊料上的標記必須完整、清晰，所有產(chǎn)品都必須有質量證明。同時，材料使用前還要再次進行檢查，以確定是否有質量缺陷，確保原材料的質量和規(guī)格符合要求，方可投入生產(chǎn)，在長輸管道施工中，原材料控制是保證焊接質量的首要環(huán)節(jié)［7］。

3.5 施工人員管理

在任何施工質量控制過程中“人”是第一要素，在焊接質量控制中也同樣如此。從事壓力管道受壓元件焊接的焊工，必須通過基本知識和操作技能考試合格后，取得質量技術監(jiān)督部門頒發(fā)的焊工合格證，而且在有效期內才能進行相應項目的焊接工作。施工企業(yè)必須與焊工簽訂勞動合同。堅決杜絕無證人員從事焊接工作。焊接機組所有人員都必須圍繞保證焊接質量這個中心，盡心、盡責、盡力做好本崗位工作。另外，質檢員要起到嚴格把關的作用。及時發(fā)現(xiàn)問題，及時給予糾正，及時反饋質量信息，防止不合格品發(fā)生。

3.6 原材料的控制

長輸管道在施工過程中由于材料的原因會產(chǎn)生很多質量問題，為了有效地提高其焊接質量，必須加強原材料的質量控制。購買鋼管，法蘭，焊料，管件，閥門等壓力管件，一定要選擇質量可靠的廠家，所有材料或焊料上的標記必須完整、清晰，所有產(chǎn)品都必須有質量證明。同時，材料使用前還要再次進行檢查，以確定是否有質量缺陷，確保原材料的質量和規(guī)格符合要求，方可投入生產(chǎn)，在長輸管道施工中，原材料控制是保證焊接質量的首要環(huán)節(jié)。

3.7 焊接設備和檢驗儀器工具

高電壓管道焊接需要具備氬弧焊、自動焊、手弧焊、焊條干燥、焊縫熱處理等工藝性，才能保證焊接質量。一切顯示、測量和檢查用的儀器、儀表，必須經(jīng)過周期檢查，并在有效期內使用，如：安培計、濕度計、風速計、壓力計、焊口尺、紅外溫度計等。

4 結語

因為長輸管道在施工過程中有著非常重要的意義，所以對它的施工質量要有保證，焊接是長輸管道施工中的一個重要環(huán)節(jié)，所以焊接控制必須加強，只有這樣才能保證長輸管工程的順利進行。