焊接工艺在油气长输管道施工中应用探讨

孙晓宇

（大庆油田工程建设有限公司油田工程事业部，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

油气长输管道的建设施工属于油气运输领域中的重要组成部分，管道的主要作用为对油气资源进行运输，管道施工质量能在一定程度上决定资源运输过程的安全性和经济性，为了提升管道建设施工质量，必须针对各项相关技术进行严格管理。在管道施工中合理应用焊接技术，可以提升油气长输管道的整体施工质量，所以有必要针对油气长输管道施工中的焊接技术进行深入探讨。

1 长输管道焊接工艺简介

针对油气长输管道进行合理的焊接，可以提升其安全性，并延长使用寿命，因为长输管道施工中应用的管道材料通常为强度较高的钢材，此类型材料承载能力较强，对于焊接要求也相对较高，不仅要求焊接效果与油气长输管道施工标准完全符合，还应起到避免油气腐蚀的作用。根据目前的情况来看，可以在油气长输管道施工中应用的焊接工艺类型较多，所以在实际施工时，应根据具体的焊接需求选择最适宜的焊接技术，保障管道的使用效果。

管道焊接技术中，常见的包括手工向下焊接技术、自动焊技术、半自动焊技术、双联管焊接技术等，其中手工向下焊技术和半自动焊技术结合的模式，在油气长输管道施工中的应用频率最高，如果进行焊接施工时，施工条件良好，则可选用双联管焊接工艺，而半自动焊接技术与自动焊接技术，通常应用于施工条件较为复杂的情况下，如果以上各项技术均不能满足油气长输管道的施工要求，则可使用手工焊接的形式。

向下焊属于手工电焊弧焊接技术中常见的类型，需要首先水平放置管道材料，对其进行妥善固定之后，由管道顶部的中心位置开始，垂直向下进行焊接，直至底部的中心位置。该项技术属于当前我国油气长输管道焊接施工中应用较多的技术，焊接效率较高，且通常应用纤维素向下焊条，此类型的焊条具有电弧吹力较大、穿透均匀以及焊缝根部饱满的特点，所以完成施工以后，油气长输管道的质量良好，并且抗风性能较强，外观的美观程度也较高，还可在一定程度上起到节约材料的作用。需要注意的是，为了提升焊接质量，在开展焊接施工之前，应该首先细致清理焊接位置的杂物，并适当修磨坡口，以保障焊接位置符合焊接要求[1]。

2 油气长输管道施工中焊接技术的应用

油气长输管道焊接施工过程中，为了保障焊接质量，应该根据实际情况选择适宜的焊接技术，需要考虑的情况主要包括管道壁厚、管道直径、施工条件等，并且进入实际施工阶段以后，还应采用科学的检测方式对焊接技术的应用效果进行测试，同时严格管控焊接施工质量，以保障油气长输管道的整体使用效果。

2.1 自动焊接技术

自动焊接技术在油气长输管道施工中占据重要地位，应用该项技术的过程中，技术需求较为复杂，并且需要同步应用全位置药芯焊丝自动技术，以保障焊接缝质量符合施工要求。实际进行焊接时，应根据相关要求对平摆焊接进行调整，并自动填充焊盒盖面焊，再根据管道性质以及具体焊接要求，适度调整自动焊接技术组合方案，以提升油气长输管道的施工效果。在应用该项技术时。需要针对焊接坡口固定需求予以充分重视，一般来说，焊接坡口为U型，在此基础上，还应根据管道性质、管道参数等各个方面，针对坡口参数进行调整。以保障后续的焊接工作过程顺利。如果焊接过程中发现材料不合格，应该立即暂停施工，并更换材料，坚决不可将不合格材料应用于施工中。完成施工后，应该及时开展无损检测工作，若存在不足之处，应及时进行调整[2]。

2.2 向下焊接技术

应用向下焊接技术时，应该首先针对坡口位置进行细致清理，要求坡口面位置，以及材料内外壁上，坡口面周围20mm的位置，全部使用机械方法将锈迹、污垢、油腻等可能导致焊接质量受到影响的杂物清除，同时将坡口角度控制在60～70°之间，钝边控制在1.0～1.5mm之间，对口间隙控制在1.0～1.5mm之间，错边量最大可以达到管外径的3‰，同时必须在2mm以下。进行焊接的过程中，最好可以应用专门的焊机，特别是在应用纤维素焊条时，普通焊机的焊接操作易导致焊条出现断弧情况，同时应该采用内对口器或是外对口器进行对口，之后从12点位置进行焊接，焊接长度达到管道材料周长的2/3之后，即可将对口器拆除。

从实际上来看，向下焊过程中的引燃电弧过程、接头过程和收弧过程，均与普通手工电弧焊基本一致，但是对于焊接技术的要求更高，因为在焊接过程中使用操作手法对熔化金属成形效果进行调节的余地较小，所以焊接过程中必须稳和准，尽可能保障熔化金属的成形效果符合焊接要求。并且，焊接过程中应该对电弧长度进行合理控制，避免长度过长，焊接熔池也不可过大，以避免出现焊缝成形效果不良情况，或是导致焊接位置出现气孔[3]。另外，焊接过程中通常应用纤维素焊条，应用该类型焊条时的焊接参数主要如表1所示。

表1 应用纤维素焊条时的主要焊接参数

2.3 向下焊的注意事项

在进行焊接的过程中，应该使用直流电源，反接极性，保障焊机电压表、电流表均符合相关规定，并且，因为油气长输管道的施工通常涉及到野外作业，所以可直接在发电机组上安装电焊机，以提升供电和操作的效率。应用纤维素焊条之前，必须针对其进行烘干处理，之后使用焊条保温桶保存焊条，需要使用时取出即可，完成焊接施工后，如果有剩余焊条，应该及时退库。焊接过程中，应保障根部焊道完全焊透，不可出现焊瘤。使用焊条引弧时，应该一次性完成焊接，中途不可暂停，以保障焊道层间温度一致。如果遭遇雨雪天气、风速在8m/s以上、大气相对温度在90%以上，均应停止施工，同时应该采用搭棚等形式对尚未完工的油气长输管道进行适当保护。如果施工时处于冬季，环境气温较低，则应针对焊口位置使用履带电式加热器加热的方式，将焊口温度控制在100～150℃之间，在完成焊接施工后，可逐渐撤除加热装置。

在完成焊接工作以后，应该及时进行焊缝检验工作，首先针对其外观进行检查，确认焊缝成形状态良好，整体上呈鱼鳞片状，焊缝余高在0.5～1.6mm之间，焊缝的宽度以坡口位置为基础，每一侧均多出2mm，同时未出现气孔、裂纹、夹渣等情况。如果母材上存在伤疤等缺陷，应将其打磨至圆滑，如果需要修补，完成修补后应将其打磨至圆滑。完成外观检查之后，使用超声波技术进行无损探伤。首先根据SY 4065标准进行检验，确认合格之后，在合格品之中随机选择20%进行抽查，确认其符合SY 4056标准即为合格[4]。

3 结语

油气运输效果能够对我国经济发展产生重要影响，所以保障油气长输管道的应用效果极为重要。对于油气长输管道施工来说，焊接技术属于其中的重要组成部分，焊接质量则能对管道整体使用效果及运行安全产生重要影响，所以必须针对其中的焊接技术应用过程进行严格控制，以提升管道焊接质量，从而避免油气长输管道在投入实际运行之后，出现泄漏等事故，也就可以保障油气长距离输送的安全和高效。