管道焊接工艺技术及质量控制措施探讨

常小芳 沈阳市装备制造工程学校 辽宁沈阳 110026

【文章摘要】

随着石油用量的不断增多，石油管道的投入和数量逐渐的扩大，石油管道的焊接慢慢体现其举足轻重的作用。石油管道的需求要求管道的焊接水平也要跟上需要，因此，提高石油管道的焊接技术水平尤为关键。本文主要对石油站管道的焊接工艺及质量控制方法进行了简要分析。

【关键词】

油田；管道焊接技术；质量控制；措施

随着科学技术的发展，我国化工建设也在发生着日新月异的变化，工艺管道焊接技术也取得了长足进步。尤其是智能化工艺焊接技术问世以后，工艺管道焊接发展具备了坚实的科技基础，手工焊接―半自动化焊接―全自动化焊接。目前在全世界范围内，油气管道施工焊接上，应用较广泛的是气体保护半自动焊接技术。在今天，工艺管道焊接开始向高工作压力，厚管壁及大口径方向发展，油气管道焊接工艺的质量关系到了工程施工运行的整体质量好坏。由于某些客观因素的影响，油气管道运输，尤其是远程运输时，经常出现一些质量上的问题。因此，采用适当的技术措施，来对油气管道焊接工艺的质量加以控制，是非常有必要的。本文主要对油气管道焊接工艺技术和焊接质量控制措施进行论述。

1 管道的焊接工艺

1.1 手工下向焊工艺

手工下向焊技术在我国的油气管道施工中尚属于一项全新的技术，其基本流程为根焊、热焊、填充焊和盖帽焊。根焊的主要运条为直拉式，没有摆动的情况，如果出现间隙过大或者熔孔长度过大的时候，比较适合采用往返式运条，避免因为温度过高而产生烧穿的情况；热焊的作用是加强根焊，焊道在保持一定高温的前提下避免了根焊产生裂纹的情况。直线往复运条的焊接速度相对比较快，而且边缘的熔合性比较高，为此，热焊之前的清根操作比较重要；填充焊的形式可以选择单道，也可以是多道，但是对于厚度的要求比较高。这样，就要求运条要稍微的横向的摆动，同时掌控好焊层的厚度，保证焊接完成后处于饱满的状态；盖帽焊用于焊道外的加固，能够实现其美观和光滑，摆动焊接比较常用。

1.2 全自动向下焊接技术

全自动下向焊接主要使用具有熔化性能的焊丝，借助与焊金属之间的电弧来实现对焊丝和钢管的熔化。焊接的时候，要焊接区域输送保护气体，实现与空气的分离，防止其有害作用，在持续送丝的情况下完成焊接流程。在进行熔化极气保护焊的时候对于区域的保护相对容易，便于观察，生产高效，技术相对简单，可以完成全方位的焊接工序，可控系数较高。

1.3 合焊接工艺

组合焊是借助多种焊接方式来完成一道环焊缝，实现良好的焊接效果。在焊接的过程中，针对热焊和根焊，使用的焊条是纤维素焊条，焊接方式为下向焊，而盖帽和填充焊接的壁厚保持在7-17 毫米之间。对于管口位置，下向焊的方式比较适合。在焊接壁比较厚的情形下，焊接层的数量与厚度成正比。这样，焊接的时间就会延长，工程进度受到影响。为此，对于壁厚大于17 毫米的管道，通常是采用上向焊和下向焊两种方式相结合的方式。

1.4 低氢焊条下向焊技术

低氢焊条下向焊接方式主要采用的焊条为低氢型。在这种焊条的应用下，焊缝处的金属熔合含氢量达到一定的数值，抗断裂性能比较高，韧性较强，适合在腐蚀浓度高和高寒的环境下进行焊接行为。在进行根焊的时候，为了保障坡口尺寸的高精度，使用低氢焊条的情况比较多。否则，很容易出现焊接不透彻、内延咬边的情形，甚至熔合价差的情况。因此，在长输管道的焊接操作中不能单独使用这种方式。

2 焊接质量控制易发生的问题

2.1 管道焊接施工中技术员没有严格按设计要求的标准、规范和现场实际情况编制施工方案和对施工班组进行技术交底，施工单位凭经验施焊。

2.2 施工过程中，焊接作业人员没有取得施焊项目合格证，或没有在合格证核定的项目和规定的期限内承担焊接作业工作，造成现场质量不能处于受控状态。

2.3 施工现场压力管道材质种类繁多， 经常有异种钢焊接，因此易产生焊接工艺参数管理失控现象。经焊接工艺评定合格的焊接工艺指导书得不到严格执行，施工工人任意改变坡口形式和尺寸，更改电流电压参数，加快焊接速度，甚至用错焊材等，使焊缝产生裂纹、咬边、气孔、夹渣、未融合等缺陷。

3 管道焊接的质量控制

3.1 在执行焊接操作前的准备工作

3.1.1 对于焊口的检查与处理

按照施工图纸检查焊件坡口角度的大小及形状，检查工艺选择、管口形状是否有椭圆度超标现象。保持施工表面的清洁，防止鳞状现象的发生。要将焊接表面的油污、磨损等物质清理干净，尤其是坡口内侧，要呈现金属光泽，否则这些都会影响焊接的品质。同时还要注意钢管口的情形。如果在进行焊接操作的过程中，间隙过小，容易发生根部熔化不佳的情况；如果间隙过大，又会出现烧穿的情形，内部造成焊接瘤。钢管的对口优先选择内对口器组对，其次为外对口器。

3.1.2 焊接前的预热处理

按照相关的工艺操作规程对管线焊口进行预热处理，温度要符合技术标准。预热可以避免焊接过程中出现裂纹以及低温条件下的脆化和裂变；预热可以有效延长冷却的时间，对焊接头的温度实现降低。冷却时间的降低可以避免淬火组织增加塑性，防止轻质裂纹的出现。

3.2 焊接技术的技术标准和相关制度

3.2.1 明确焊接技术的技术标准

当前，对于长输管线的建设缺乏完善的国家标准，因此，每条管线在实际的建设中也没有完全相同的技术标准。很多企业都自行制定本企业相关的企业内部焊接标准。为此，在焊接施工前，要清楚了解本企业内部的管线建设标准和要求，在此基础上制定方案，设计图纸，保证管道实施项目的顺利进行。

3.2.2 不断健全和完善各项规章制度

不断完善和健全质量保证体系及质量管理制度，确保相关技术人员的资质能够符合管理制度的要求。在施工进程中，工作人员要具有较强的责任意识和职业道德，具有认真严谨的态度，做好本职工作。

3.2.3 对施工材料进行检查

对于管道施工中所涉及的材料，要确保其具有真实的质保单，内容完整，生产企业进行盖章确认。同时，数据信息要保220

应用技术

Application Technology

电子制作

证符合技术标准，型号、规格等细节与施工方案和图纸中的要求一致。

3.3 对焊接过程的控制

3.3.1 焊接的规程

在焊接的过程中要严格遵守技术操作规范，尤其是电流大小的掌控。电流过大会出现咬边或者烧穿，过小会出现焊接未熔的情况。

3.3.2 焊缝成形

对于焊接完成后的焊缝要进行检查，防止出现裂缝过宽、高低差距较大的情形。否则就会出现焊缝线能量大、机械性能受到影响的情况。一般情况下焊缝增宽单边焊及缝余高都要控制在1.5 毫米以内。

3.3.3 焊接操作的技术要点

在焊接的过程中要遵守技术规范，掌握操作要点。首先要遵照焊接工艺规程进行接头设计、层数等流程的操作；其次，管道焊接时，要采取适当的措施防止出现管内的穿堂风。

3.4 提高相关焊接技术工人和检测人员的专业素养

现阶段虽然焊接技术有了很大的进步，但是管道的焊接工作依然主要要由焊接工人进行完成。因此，焊接工人的技术水平和专业素养将直接影响到管道的焊接质量。为了有效提高管道的焊接质量必须对焊接工人进行专业的技术培训，及时对新出现的工艺进行指导学习以达到提高其专业素养提高焊接质量的目的。培训结束后，焊接操作人员必须经过相关的技术考核后才能上岗。另外要根据现阶段焊接作业的实际情况，对培训合格的焊接操作人员进行针对性培训，从而保证焊接作业的质量同时确保施工的正常进度。

另外，对焊接过的管道进行及时的焊接检验是保证质量的一项重要工序，所以检验人员更加需要更加专业的知识，对管道焊接容易出现问题的位置和关键环节掌握。针对管道焊接容易出现问题的位置和关键环节要进行更加深入的培训，从而保证管道焊接质量检测人员能够很好的完成质量检测，从而保证焊接质量。在实际的管道检测工作过程中相关检测人员要认真履行自己的检测职责，定期对焊接的管道质量进行检验。

4 结语

随着我国国民经济持续快速发展和石油、天然气的消费量的迅猛增加，未来的十几年我国管道工业将有令人振奋的发展。对于新建、扩建的管道焊接施工过程中，建立焊接施工质量管理体系、实行全面质量控制，所以为保证工程质量，首先指定好焊接工艺，并且对焊接过程进行严格控制，从而保证整个工程质量，这也是各个施工单位在今后施工过程中的质量控制重点。

【参考文献】

[1] 史耀武. 油气长输管线焊接技术的新发展》摘自《2009 能源工程焊接国际论坛论文集》

[2] 刘法顺. 长输管线对接环焊缝焊接缺陷的超声波识别与估判》摘自《中国科技信息》

[3] 杨金广，浅谈如何提高焊接管道的质量，《中国石油和化工标准与质量》，2011 年第04 期

[4] 廖庆喜，王发选. 管道焊接质量控制方案DFEG 油气田地面工程[J]. 油气田地面工程，2011，（04）