天然气管道施工焊接技术研究

天然气管道施工焊接技术研究
发布时间：2023-04-25T06:47:49.584Z 来源：《科技新时代》2023年1期1月作者：朱金龙
[导读] 天然气管道保证着国家能源的安全，在大部分的地区，高压输送介质是一项很难的工程，压力大，可燃性高，一旦泄漏可能会造成巨大的损失
朱金龙
富阳华润燃气有限公司，浙江杭州 310000
摘要：天然气管道保证着国家能源的安全，在大部分的地区，高压输送介质是一项很难的工程，压力大，可燃性高，一旦泄漏可能会造成巨大的损失。

因此，需要采取各种措施来保证天然气管道施工焊接质量，这是一项长期且艰巨的任务。

下面本文就天然气管道施工焊接技术进行简要探讨。

关键词：天然气管道；焊接；质量控制
引言
天然气管道焊接和安全有着很大的关系的，如果没有做好焊接处理，焊接质量不达标，就可能出现气体泄漏的情况，这不但会出现资源浪费的问题，而且还有着非常大的安全隐患。

因此对于天然气管道焊接质量必须要重视起来，不断提升焊接技术水平，同时还应该掌握焊接工艺的应用要点，能够进行合理的选择。

天然气管道施工焊接技术要点
1焊接技术分析
1.1天然气管道施工焊接技术操作要点
要严格管控管道的焊接环境，依据《天然气管道试运行投产规范》的相关内容，对管道进行干燥和脱水处理，确保空气湿度能匹配标准要求，然后开展相应作业。

管道选线时，要践行国家和行业设计标准，贯彻落实安全第一的管理原则，保证长期安全可靠地运行。

最关键的是，要在选线工作中对走向、现有管线关系、线路曲直效果、线路长度等因素予以综合考量，尽量保证线路的顺直性，缩短线路的长度，以保证能节省钢材和项目投资成本。

要合理选择防腐材料，依据实际标准落实相应工作。

1.2常见天然气管道施工焊接技术类型
（1）半自动焊接技术。

①自保护药芯焊丝半自动焊技术，无须保护气体，在管状焊丝内填充相应的焊药即可，配合管状焊丝含有的合金金属，保护熔池的同时，减少氮气产生的不良影响，不仅能提升焊接的质量水平，还能获取质量较好的焊缝，整体环境适应性好、全位置成型效果好、焊接质量合格率高。

②二氧化碳活性气体保护焊技术，主要是应用活性气体打造保护状态，技术具有高效、优质的特点，能对峰值电流和基值予以合理性控制，维持焊接的稳定性。

（2）自动焊技术。

①电阻闪光对焊技术，主要是借助低电压和强电流打造良好的焊接环境，实现焊管两端的高温效应，并且在外部增加压力，以保证熔化了的管端能形成连接头，完成焊接操作。

但是，技术一次投入较大，加之焊缝无损检验标准统一性不足，推广受限。

②实芯焊丝气体保护自动焊接技术，主要是使用熔化焊丝和母材形成焊缝，对焊接技术人员的专业性要求较高，若是在野外作业，要设置防风棚，从而提升控制效果，保证焊接质量满足预期。

③药芯焊丝自动焊技术，技术体系分为药芯焊丝气体保护焊和药芯焊丝自保焊两种，基本原理和实芯焊丝气体保护自动焊接技术相类似，一般会应用在天然气管道填充和盖面焊道施工作业环节中。

2 天然气管道焊接技术手段以及特点
天然气管道焊接的原则是，保障焊接工程质量、提高焊接效率以及节约施工成本的投资。

天然气管道焊接技术方法是多样的，因此在确定施工方案、选择焊接方法时，一定要从施工现场实际环境出发，另外还要考虑管道的直径、壁厚、材质等等因素。

2.1手工焊技术
我国在上个世纪70年达开始推广传统焊接方法，手工电弧焊上向焊技术，后来逐渐发展到至今，更多的是使用手工电弧焊下向焊技术，手工下向焊的特点是，其引弧位置是管道中心，然后从上到下直到管道底部的中心，实施全位置的焊接。

相对于传统的手工上向焊，手工下向焊可以节约更多焊接材料、劳动强度相对较低、焊接效率高、焊缝相对更美观、焊接质量更好等等优点。

手工下向焊主要包括全纤维素手工下向焊、混合型手工下向焊、复合型下向焊技术三种。

2.2全纤维素手下向焊
在天然气管道焊接中，全纤维素手工下向焊应用非常广泛。

其应用主要针对的是天然气管道材质等级相对较低的管道，例如X70（L485）。

所谓的全纤维素手下向焊，是指在天然气管道现场阻焊时，其填充焊、热焊、盖面焊、根焊等等，都使用的是纤维素焊条。

2.3低氢手工下向焊
所谓的混合型手工下向焊是指，在天然气管道现场组焊时，填充焊以及盖面焊采用的是低氢型焊条，其热焊以及打底焊都采用的是纤维型焊条。

此种焊接技术对环境温度有一定的要求，温度不能过高，因为其输送介质硫含量相对比较高，另外焊接接头必须要有一定的韧性。

其更多的应用在钢管材质的焊接当中。

3 复合型下向焊技术
熔深相对较浅、热输比较低、焊道相对比较薄，这是复合型下向焊技术的特点。

在天然气管道中，对于管道壁相较厚的焊接，主要采用的就是复合型下向焊技术。

3.1半自动焊技术
半自动焊接技术起初是我国在上个世纪90年代初期，从美国引进的技术。

经过不断的更新与发展，一直使用到当今。

半自动焊技术是当今天然气管道焊接当中最重要的焊接方法之一。

相对于手动下向焊技术，半自动焊具有经济性好、焊接效率高、工艺容易掌握、焊接质
量佳、劳动强度低的特点。

但是半自动焊的缺点在于，在进行根焊时，其质量没有足够的保障。

因此，半自动焊主要应用在盖面焊道以及填充焊道中。

现今阶段，常用的半自动焊接技术主要有自保护药芯焊丝半自动焊、CO2活性气体保护焊两种。

4 缺陷处理
在天然气管道施工技术应用过程中常常会出现咬边缺陷、未熔合缺陷、夹渣缺陷、气孔缺陷等问题，要结合施工质量管控标准落实更加合理有效的技术约束管控方案。

例如，咬边缺陷，主要是因为焊接参数选择不当或者是焊接操作中缺乏标准化流程监督，使得焊道母材部位出现沟槽或者是凹陷问题。

为了避免其对整个焊接质量产生影响，不仅要从源头落实标准化操作工序，也要优选焊接电流参数和焊接速度，避免电弧过长造成的问题，维持运条的均匀性。

4.1优选焊条的工艺参数
焊接过程中的各项工艺参数将会对整个焊接质量产生极大的影响，因此，在进行管道焊接的过程中，一方面必须选择合理的参数，保证其科学性；另一方面，所选择的参数必须符合国家的相关规定及标准，以及相关焊接工艺的规定，从而最大限度地避免裂纹的产生。

其次，在选择焊条的时候，要选择焊接能量较大的，从而进一步提高氢元素扩散的速度和效率，有效地缓解焊缝冷却速度过快的问题。

除此之外，在天然气管道焊接的过程中，对选择的管道及其工具必须引起足够的重视，最少需要达到X80，避免产生热组织。

一般而言，我国在焊接过程中通常选择碱性焊条或者纤维素型焊条，更加能保证管道焊接质量。

结束语
随着石油化工科技的发展，天然气管道得到持续改良，管道设计压力、口径越来越大，需要使用高钢级材料，并做好天然气管道的焊接作业。

天然气管道焊接工艺的发展，是一个循序渐进的漫长过程，各种焊接工艺技术都在其中发挥了积极的作用，对天然气管道焊接工艺进行展望分析，对于天然气管道焊接工艺的健康可持续发展具有重要意义。

参考文献
[1]周军,张春波,齐秀滨,等.石油、天然气管道焊接工艺现状及展望[J].焊接,2011(8):4-9.
[2]隋永莉,吴宏.我国长输天然气管道自动焊技术应用现状及展望[J].油气储运,2014,33(9):913-921.
[3]刘聪.我国长输天然气管道自动焊技术应用现状及展望[J].化工管理,2018(25):151-152.。