天然气管道施工焊接技术分析

天然气管道施工焊接技术分析

潘龙

中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北省 沧州市 062550

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；管道施工；焊接技术；

1 天然气管道施工原则

天然气管道施工设计过程中，必须注重施工合理性和可执行性，将其作为施工正常进行的根本依据，有利于施工技术正常使用，为天然气管道顺利施工获取安全保障。同时，完善和升级施工技术期间，依靠施工技术应用要点制定针对性施工标准，促进施工量和定性的相互融合。在使用定性施工技术过程中，定期分析天然气运输情况，加大扩展定量规模。天然气管道施工设计过程中，必须要求施工顺序达到标准指标，深入了解施工技术应用风险，根据施工流程为施工技术独立运用奠定基础，确保天然气管道施工能够正常完成。

2 焊接质量的影响因素分析

2.1 流动性施工的影响

在管道焊接的工作过程中，其工作地点是不固定的，常常受工作进度影响而发生改变，因此在焊接的过程中就增加了一定的难度，一方面，流动性的施工不利于工作人员的管理，不利于施工的质量监测；另一方面也给工作人员带来了一定的工作压力，导致工作混乱，缺乏规范性和有序性，极大地影响了工作秩序的稳定性，大大增加了安全隐患问题发生的概率。

2.2  地形的影响

由于管道受地形的影响因素较大，因此在管道施工的过程中，常常会面临场地布置等问题，这些问题的发生，会对管道焊接中的应力以及焊接后热处理等带来一系列的影响。

2.3 焊接裂纹的类型划分

2.3.1 热裂纹

首先是结晶裂纹，通常产生于碳钢、低合金钢焊缝等地方。结晶裂纹的形成主要是由于收缩而产生的，特别是在固相线的附近，液体金属含量大量减少，且在应力的影响下会导致沿晶开裂，从而产生结晶裂纹。针对该问题，必须对焊缝金属做出适当的调整，使脆性温度区的范围缩短，最大程度地减少焊接过程中杂质的产生。与此同时，还需要进一步将晶粒进行处理，提高技术工艺，加强预热流程的实施，从而对线能量进行一定的控制，提高接头的敏锐度和自由度，对结晶裂纹进行科学有效的控制。其次，从本质上来看，近缝区液化裂纹与结晶裂纹有着一定的共性条件。最后，多边化裂纹在高温的影响下，会大大降低其自身的可塑性，从而引发裂纹，该类型的裂纹在焊接过程中的发生概率相对较低，其防治措施是在焊缝中加入一些元素。

2.3.2 再热裂纹

再热裂纹具有一定的特殊性，裂纹的主要特点为阶梯状形式，造成该类型裂纹的主要原因是钢板内部存在杂质。与此同时，其在焊接的过程中具有一定的难度，且在操作过程中的问题不易被发现，裂纹在起初阶段是不存在的，其主要原因是沉淀强化元素的影响。

2.3.3 冷裂纹

冷裂纹的产生主要集中在高、中碳钢，低、中合金钢的焊接热影响区，冷裂纹又可以分为焊趾裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹等三种类型。裂纹在受到的结构类型、钢度、焊接材料等影响下，其裂纹形态也有着很大的不同，且再发生裂纹的过程中具有一定的滞后性和延迟性特点。

3 天然气管道焊接裂纹的形成以及控制措施

3.1 对各焊接裂纹区分控制

第一，在选择焊条阶段，必须根据实际需求选择最佳的焊条，进而保证实际效果。例如碱性焊条，可以最大程度地减少管道内部氢气分子的含量，提高管道塑性的效果。第二，必须进一步提高焊接技术，从多层次、多角度、多方面优化焊接工艺，并有针对性地强化热处理流程，降低冷却速度。第三，在管道进行焊接的过程中，预热处理是必不可少的，并且要严格按照工作流程做好缓冷、干燥等措施，把每一项工作都落实到位。第四，必须检查焊接接头处的清洁，必要时可以采用先进的设备，对焊接接头处的杂质进行清除，从而最大程度地避免杂质对焊接的不利影响。与此同时，要对焊接的流程和顺序进行熟练的掌握和应用，保障焊接流程的科学性、规范性、合理性和高效性，从而进一步提升焊缝形状的系数[3]。

3.2 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，特别是与焊接质量紧密挂钩，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。

3.3 优化天然气轨道焊接技术

在对天然气的轨道焊接技术进行优化的时候，必须要考虑到管道作业的特殊性，由于管道作业的难度系数较大，故而必须充分、综合、统一地去看待问题，尽可能地避免局限性因素的影响，特别是气候环境。对此，在焊接的过程中也要尽可能地考虑环境因素，由于环境的不同，在技术的选择上也有着较大的差异性。在处于风力较大的环境下，针对焊接工作的开展，就必须对药芯焊丝进行加强处理，同时辅以相关的技术，其中半自动下向技术的应用较为普遍，能有效地避免风力因素对管道焊接技术造成的负面影响，全面加强管道的抗风能力。除此之外，在实际生活中，对焊接始末端的质量也要进行强化处理，后退引弧技术应用在始端可以比较好地确保质量，减少裂纹的产生。另外，在优化天然气轨道焊接技术的同时也应进一步完善基础设施的建设，加大对人才的纳入与准入，进一步提高对人才的要求，壮大人才队伍，提高天然气轨道焊接领域的综合实力，为天然气轨道技术的进一步发展提供强有力的保障。

3.4 加强天然气管道焊接管理

首先，必须从管理者的角度出发，进一步提高管理者的自身责任感，强化对自己管理工作的认知能力。与此同时，也要进一步严格对焊接人员的准入标准与考核标准，要求工作人员具备高素质、高能力的特点，进一步保证每一个环节的高质量性。除此之外，也要紧跟时代的步伐，加大创新力度，根据具体情况对规章制度进行更新与完善，使得管理制度能够充分与实际情况有机结合，保障制度的先进性。其次，对于焊接工作人员的管理，必须从培训和日常工作两个方面着手进行。对于培训工作必须落实到位，可以采取考核的方式对培训内容进行审核，充分了解工作人员在培训过程中的具体情况，必要时可以采取惩罚与奖励的措施，进一步保障培训开展的实效性和有效性。针对这一问题，一方面，必须有计划地对工作人员日常的工作问题开展科学有效的培训，培训的过程中不仅要注重理论知识的传输，也要进一步加强实践力度，运用理论与实践相结合的方式，对培训内容进行丰富与完善，创新培训形式，从而最大化地激发工作人员的工作热情，有效提高工作积极性，使得工作人员能够主动地参与焊接工作，从而减少人为因素造成的焊接质量问题。另一方面，要求工作人员在工作的过程中严格按照相关规章制度进行作业，做到严于律己，积极鼓励工作人员进行深造，不断提高自己的专业性和综合素养，学习新知识、新理念和新技能，提高技术工艺，优化工艺参数，从而最大化地减少裂纹的产生，保障管道的顺利运行。

结束语

综上所述，随着焊接技术的发展，更多新的焊接技术等着我们去开发运用，新的焊接技术可以更进一步来保证焊接的质量以及安全，从而保证天然气管道的正常运行。

参考文献：

[1] 赵广军. 浅谈管道焊接施工中裂纹的控制措施[J].山东工业技术, 2017(10):119-120.

[2] 何田. 高钢级天然气管线裂纹缺陷分析[D].西安：西安石油大学, 2015.

[3] 陈克, 杨永信, 李宏雷, 等.X70 钢制天然气管道断裂事故的技术分析[J].中国特种设备安全, 2007, 23(04):130-132.