焊接技术在石油工程建设中的应用研究

李庚曦 李 宏 杨金贵

玉门油田管道运维服务公司安装二队 甘肃 酒泉 735200

一、引言

焊接技术在石油工程建设的应用中，种类有很多种，不同焊接技术的应用条件不同，不同材质的焊接技术和操作手法也不同。石油工程中油气管道等的制造、安装和维修等工作都需要大量的焊接技术为支撑，焊接技术对石油工程的建设有不可替代的作用。本文同通过结合油气管道安装中的实战经验，论述了研究焊接关键技术的重要性和必要性。

二、石油工程建设中焊接技术的应用

(1)石油化工管道是石油工程建设中的重要组成部分，包括反应塔、换热器、加热炉以及各种化工容器、运输管道等设备。不同生产管道有不同的焊接技术需求。为满足生产设备高效使用率、低破损力等的需求，锆合金、钛合金、镍基合金以及不锈钢、X60、X70、X80钢等材料越来越多地运用到石油化工石油管道中。在对这些材料进行焊接的过程中，经常使用的焊接工艺有钨极氩弧焊、焊条电弧焊、二氧化碳保护焊及埋弧自动焊等。其中，有着环境适应性强、焊接操作便捷等优势的钨极氩弧焊一般用于基础机械打底焊接和站内油气输送管线；焊条电弧焊则多用在中板制造环节、一般管道焊接；二氧化碳保护焊常用于厚度较薄的机械设备焊接；埋弧自动焊用于结构比较简单的机械和特定的长输管道焊接。钨极氩弧焊则随着设备材料、设备要求的逐步发展，和设备性能的改善，转变成了目前石油化工机械焊接中非常常用的一项焊接技术。

(2)我国石油应用范围的不断扩大和石油资源地理特性和社会的发展，催生了大量的石油运输管道需求，同时，持续性和长距离运输性的特征也对石油运输管道质量、性能的要求越来越高。油气运输管道需要经过海底，穿越河流、山川等，各种大落差地段、地震区、沼泽区等各种不稳定、高压强的环境。因此，高质量、高可靠性和低破坏性、低维修频率是油气管道建设中要着重考虑的。具有耐高压、防腐蚀等特性的钢制管道，非常普遍地应用到了石油管道制造中。例如:X60、X70、X80钢。X60、X70、X80钢制管道的运用，更是对焊接材料提出了更高、更严的要求，同时，也需要高效率的焊接技术与之匹配，以此保障管道的质量和实用性，保证油气能安全、高效、顺畅地输送。

(3)近些年来，我国油气管道的焊接工艺水平得到了不断的发展和提高，越来越多的成熟工艺技术应用到了管道焊接中。目前比较应用比较广泛的有半自动向下焊接方法、手工下向焊方法和自动焊方法。在长距离输送管道的焊接工艺中发展最快的是半自动向下焊接方法，其中包括适合野外作业的，通过高温分解释放气体进行作业的药芯焊丝自保护半自动向下焊模式，焊接成本更低、质量更好、效率更高的，通过活性气体和焊接机相结合对电流电压波形进行控制的活性气体自动向下焊作业模式。在具有大直径、薄管壁的长输管道的生产和现场焊接过程中，应用较多的是手工下向焊法。这种焊接工艺依赖与人的手工作业，在出现场时不需要携带复杂的设备，弱化了现场作业难度。手工下向焊主要是手工焊条下向焊法，含焊接速度快、质量好、探伤准确的常应用在水网密集和自动化半自动化设备进入不了的焊接现场的全纤维素型向下焊法；和抗冷性强、韧性高的常用在酸性气体介质和恶劣气候的管道现场的混合型向下焊法；以及常用到厚管壁管道焊接中的复合型向下焊法。在石油管道焊接工艺中，效率和质量最高的属自动焊方法，自动焊方法依靠于现代化自动焊机设备，对操作人员的专业性有较高的要求。自动焊方法除了在焊接工艺上更为先进，还在整个焊接工作中更加智能化、自动化，是人工智慧和信息化的相结合，在两方的不足之处能互相弥补。在石油管道的安装焊接中，要根据实际情况采取合适的焊接方法，在选择了最合适的焊接方法后，还要根据该焊接方法的特性和注意事项合理运用，使其最大限度地发挥应有的作用。焊接技术在石油管道的焊接中有非常大的应用空间和发展空间，先进的焊接技术能为管道制造及施工提供坚实的技术基础，提高石油管道的生产效益，为我国石油行业的健康、有序发展提供助力。

三、石油工程建设中焊接技术的应用现状

(1)焊接技术方面，各石油工程建设企业之间没有共同研究和成果共享，国家管道局的研究力量有限。我国大部分石油工程建设企业设立科研所，都只是用于处理自己企业工程建设中遇到的技术问题，行业内没有发起和组织研究共同技术，并共享成果、共同进步。目前，我国管道建设发展迅速，长输管道、海洋石油、炼油化工装置等都在进行大规模的建设，管道局为此建立了管道焊接方面的科研团队，专门对管道焊接技术、设备、机具等进行了一系列的研究，并取得了一定的研究成果。但研究不同的施工环境，不同的装备要求下的焊接技术活动，还没有得到深入开展。

(2)我国国产的焊接设备和原料非常缺乏，研发力度不均衡。石油系统中的不同规模焊接设备，使用的基本都是进口产品。附加值较高的专用材料、设备进口量占比也非常大，极大地提高了开采成本。

(3)焊工从业门槛低，综合素质普遍不高。

焊接技术的发展和焊接工种的高收入回报，使越来越多的人加入到焊工队伍中。但焊接工作的特殊性，从事焊接工作必然要面对环境差、风险高等情况。因此，大部分人对这个工种并不看好。文化程度较低的人员为了生计成为焊工，从事焊接作业，无职业自豪感。也因文化程度低，接受能力有限，企业在对其的培训上也心有余而力不足，焊工队伍的综合素质、操作技能更是难以提升。

结语

综上所述，焊接技术在我国的石油工程建设行业得到了比较高效的运用。焊接技术的高效运用让我们制造了更好更优质的石油化工机械、钻采机械和油气储运设备，提高了石油的开采、运输效率，节约了成本，提高了效益。但是，现阶段我国在焊接技术的使用上也存在较大的问题，如石油行业的企业之间没有连成一线共同研究焊接技术，个别企业的发展进步没有为整个石油行业的发展进步贡献推力。焊接技术从业人员多为文化程度较低的人员，不具备学习更先进焊接技术的文化知识和专业素养，难以培养。且社会上对焊接工种持高污染、高风险的态度，很难鼓励更多的高学历人员从事焊接技术工作。而最大的难题在于，我们国家在焊接设备和材料方面，研发力度不足，石油行业依赖于向外进口，极大地提高了成本，拉低了效益。我国正处于国民经济不断增长、石油需求量不断攀升的时期，我们必须加强对焊接设备、材料的自主研发，并取得有效成果，强化焊接技术在石油工程建设中的应用；国家和企业必须重视焊接工种的培养，为石油行业输出综合素质高的焊工队伍。以此来保证石油行业的健康、稳步发展。