油田地面管道施工中的小口徑管道下向焊技術(shù)分析

于鯤鵬

（大慶油田第四采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

受小口徑管道焊接特點決定，小口徑管道相比傳統(tǒng)管道在焊接施工中具有極高的焊接施工難度，小口徑管道焊對管道的生產(chǎn)材質(zhì)，焊接人員的操作水平以及焊設(shè)計方案有較高的要求。對小口徑管道施工中下向焊接技術(shù)在應(yīng)用中的重點及難點進行分析，對我國小口徑管道的安裝、維修、維護技術(shù)的發(fā)展有積極的促進作用。

1 小口徑管道下向焊接技術(shù)

目前我國油田管線中，小口徑管線占比較高么，針對小口徑管道進行的焊接施工，一般采用焊條電弧上向焊接或鎢極氬弧焊打底，雖然這兩種技術(shù)在我國油田均以使用多年，技術(shù)相對成熟，但在小口徑管道焊接的應(yīng)用中還是存在一定問題，首先焊條上向打底對焊接操作人員的操作水平要求較高，需要較強的人力資源配備，應(yīng)用空間受限[1,2]。而鎢極氬弧焊技術(shù)則對焊接設(shè)備以及施工現(xiàn)場環(huán)境配置有苛刻的要求，同時技術(shù)成本較高，施工效率較差。而下向焊接技術(shù)則可以很好的解決上述工藝弊端，該技術(shù)抗風(fēng)能力強，對管道口要求較低，同時在較低的能源消耗下就可以獲得較大電弧吹力以及熔透能力，同時焊縫質(zhì)量高，十分適合打底焊接。

伴隨纖維素焊條技術(shù)的不斷成熟，特別是在大口徑管道焊接實踐中不斷優(yōu)化改進最終大面積普及應(yīng)用以后，該技術(shù)對下向焊接技術(shù)在小口徑管道的焊接的應(yīng)用起到了極大的促進作用，纖維素焊條可以有效提高下向焊接的施工效率以及焊接質(zhì)量[3]。

2 存在問題

上向焊在我國油田管道中應(yīng)用多年，受氣技術(shù)操作簡單，施工環(huán)境要求低等特點，在我國油田應(yīng)用極為廣泛，但在多年的使用中也逐漸凸顯出諸多缺點，首先根本成型率較低是其最大的技術(shù)缺陷之一，通過探傷工具進行檢測可以發(fā)現(xiàn)，該工藝的焊道整體缺陷率達到30%，根部焊道中存在大量的單邊未熔合、背凹、未焊透等。

針對上述問題，基于我國油田管道焊接的實際需求，對小口徑低壓管道打底焊接工藝進行改進和革新，內(nèi)容如下。首先使用纖維素焊條替代傳統(tǒng)的酸性焊條，并調(diào)整焊接工藝，將上向焊接調(diào)整為下向焊接。具體解決措施如下。

2.1 焊條的選用

小口徑管線焊接工藝難度高最根本的原因是，小口徑管曲率較大，整體的焊接操作難度較高，現(xiàn)階段使用的酸性焊條一般為3.2mm，導(dǎo)致焊縫寬度較大，焊縫形狀控制難度高，對操作水平要求極高，焊接人員一旦水平不足或注意力不集中，會造成多種焊接缺陷，因此應(yīng)使用直徑更小的纖維焊條進行打底焊接，但目前2.5mm纖維素焊條國內(nèi)產(chǎn)能較小，依賴進口整體成本較高。

2.2 組對方式的確定

傳統(tǒng)焊接工藝在管線安裝的對口環(huán)節(jié)中一般使用內(nèi)對口器設(shè)備輔助完成管線對口，但對口器裝置對于標準口徑的管線對口效果較好，但在小口徑管線的對接施工中，由于尺寸不匹配，導(dǎo)致對口效果較差， 因此小口徑管線對接應(yīng)使用根部定位的方法完成對口，目前我國油田管線均采用低碳鋼材料鑄造，裂紋傾向不明顯與根部定位對口工藝更為匹配。

2.3 焊接工藝和操作手法的更新

小口徑管線曲率較高，傳統(tǒng)焊接工藝的設(shè)備參數(shù)配置以及焊接手法不再適用，小口徑管線對焊接電流有更高的控制要求，需要根據(jù)焊接情況進行實時調(diào)整，因此自能通過大量的試驗以及員工培訓(xùn)以求達到施工需求。

3 應(yīng)用情況分析

以某油田注水站改造建設(shè)工程作為研究案例進行分析，首先在經(jīng)濟效益方面，在使用下向焊接工藝后，施工效率得到了有效的提高，施工過程中成本明顯降低，纖維素焊條目前依賴進口價格較高，約為32元/kg，而酸性焊條成本僅為8元/kg，但綜合打底效率及質(zhì)量都到了有效的提高，下向纖維素焊條的焊接工藝經(jīng)濟優(yōu)勢仍十分明顯。在社會效益方面，小口徑焊條下向焊接工藝在大慶油田應(yīng)用以后，取得了顯著的成績。

4 結(jié)語

目前我國油田進入了開采末期，產(chǎn)能不斷下滑，生產(chǎn)成本不斷上升，油田企業(yè)為了提高自身發(fā)展可能，滿足我國能源供應(yīng)需求，加大了石油資源的開發(fā)力度，石油儲備基站場地建設(shè)工程也逐漸密集，這為小口徑下向焊接的推廣和應(yīng)用提供了有利的發(fā)展條件，從長遠看伴隨纖維素焊條在我國應(yīng)用的不斷擴大，刺激了焊條市場的發(fā)展，許多焊條生產(chǎn)企業(yè)紛紛加強此類焊條的生產(chǎn)規(guī)模，焊條價格也不斷的降低，這對下向焊接技術(shù)的推廣起到了極大促進作用，因此下向焊接技術(shù)必將取代傳統(tǒng)上向焊接技術(shù)，成為我國管線焊接的主要技術(shù)。