管线钢管焊接技术的研发现状与发展趋势

管线钢管焊接技术的研发现状与发展趋势

吴星竹

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摘要：油气管网为社会生产和人民生活的源泉不断输送能源，而管道焊接是油气管网建设的关键步骤。本文详细介绍了管线钢管焊接技术的研究开发现状，探讨了管线钢管焊接质量控制措施，展望了管线钢管焊接技术的发展趋势和前景。

关键词： 管线钢管；焊接技术；研发现状；发展趋势

引言

在石油管道安装过程中，管道质量维护需要庞大的售后队伍做出有效的保证，这将导致人力、物力、财力消耗严重的后果。从工程应用的角度来看，提高管道可靠性的方法非常重要。石油管道钢结质量对管道的可靠性有很大影响。管线钢连接质量设计过程中主要解决的问题是应力腐蚀开裂。本文探讨了管线钢管焊接技术的研究开发现状和发展趋势。

1 管线钢管焊接技术的研发现状

1.1 焊条电弧焊

现场施工中管道水平放置，圆形焊接是~名焊工以垂直向下或垂直向上的姿势同时进行焊条弧焊，焊工的劳动强度非常高。用纤维素焊条焊接管线钢环缝时，根部焊缝层是垂直向上焊接，具有较好的桥梁功能，填充层和盖板涂层建议使用垂直向下焊接。纤维素型焊条的典型焊接缺陷有夹渣、冷隔、缺口、气孔、侧壁打弧（由于坡口间隙不合适，或多层焊接时焊条运动过程中距离侧壁较近，导致电弧偶尔会在侧壁与焊条末端形成）和裂纹等。此外，纤维素型焊条不能满足高强管线钢对韧性的要求，且冷裂敏感性大。采用碱性焊条垂直向下焊接，环焊质量好。一般来说，碱性焊条比纤维素焊条的焊接效率高，但用碱性焊条进行根焊时，与纤维素焊条相比，间隙稍宽，钝边稍小。碱性焊条可能造成的焊接缺陷包括电弧孔、根焊层气孔、冷垫片、侧壁弧和夹具等。在实际管道建设项目中，纤维素焊条打底，碱性焊条被填满，盖子被覆盖。此工艺被称为联合焊条电弧焊法 。此种工艺方案既能保障环焊缝内层具有较好的塑韧性以及提高对输送介质的耐蚀能力，又能保障整个环焊缝接头具有足够的强韧性，以抵抗大变形。

1.2半自动焊接技术

在应用半自动焊接施工技术时，可以使用半自动焊枪等设备进行向下处理。在自保护药芯焊丝半自动焊接技术应用中，主要利用药芯在野外施工环境中的高温分解，可以释放气体，有效保护熔池，减少熔渣的影响。这种焊接技术的应用质量比较好，因此在焊接处理中可以减少连接的应用数量，提高焊接处理质量。因为药芯焊丝施工工艺的性能比较突出，在对焊缝进行处理时，操作形式更加稳定，制成的产品功能完整，可以将其应用于管道施工的各个部位。但是在进行具体建设时，需要根据施工工艺的应用需求，对焊接作业进行标准化的处理 。在进行二氧化碳气保护焊接技术应用时，施工成本较低，作业质量比较好。在不断改进该技术的过程中，可以有效地控制电弧、液滴等形态，有效地解决焊接工作中的飞溅问题。这种焊接工作方法工作更加灵活，可以满足多种类型的坡口施工要求，焊接工作质量好，施工效率高。但是在实际应用中，只有有效地控制强风的影响，才能提高综合建设水平。

1.3全自动焊接技术

实施全自动焊接技术时，主要综合应用机械设备和电气设备自动焊接管道。利用这项技术建设管道不仅可以降低人工的投入成本，还可以提高工程的建设质量。应用自动内容折叠设备时，管道直径作用于较小的施工位置，施工效率较高。因为焊接作业的开展时间比较短，因此不会受到风速较大的影响，但因为在进行实际操作时，设备的采购成本比较高，需要根据管道的建设要求，对其进行选择性的使用。目前在进行自动外焊机设备应用时，主要存在单面焊和双面成型焊等操作形式，需要根据焊接作业的需求，对操作形式进行适当的调整。这项设备在使用时，可以对焊接作业期间的背面垫衬问题进行有效的解决，且根焊的厚度比较高。与内焊机设备相比较，这项设备在使用时，可以通过气体的保护，降低风速的影响。但在进行设备应用时，也需要做好防风处理 。自动外焊机设备融合了更先进的信息化技术，可以在内部建立数字信号处理系统，自动控制和处理焊接环。在管理设备的应用情况时，可以完全提取焊接参数，并根据施工要求自动调整设备的应用形式。这种设备以完全自动化的操作形式，通过机械设备的完全自动化操作和管理，可以提高整体工作效率。设备使用时主要有盖焊和热焊等焊接功能，可以综合应用多种功能，是自动化应用程度较高的设备类型。在进行自动外焊设备使用时，可以对5~8°之间的小坡口角度进行有效的焊接处理，而且坡口面的融合效果比较好。在对这一施工环节进行管理时，需要对熔深的均匀性进行有效的处理，还要对坡口的宽度进行精确控制，才能提高施工质量。在进行焊缝处理时，也要从根源上对问题进行预防和解决 。

2管线钢管焊接质量控制措施

 2.1焊接材料控制

焊接材料的采购、接受、保管和使用。焊接材料采购、进场验收时，应检查产品质量合格证，确保材料成分、材料机械性能等符合设计文件及相关标准要求。在焊接材料保管时，应明确焊接材料管理措施和保管条件要求。在焊接材料使用时，也应符合相应的使用注意事项和焊接工艺要求，例如在焊条使用前，应确保焊条干燥等。

2.2焊接工艺控制

根据石油化工建设工程技术标准和设计要求完成焊接工艺评定，根据设计图纸、施工标准、焊接工艺评定，结合施工现场实际情况，制定管道焊接工艺规程、焊接工艺卡和焊接工作指南等。例如，在管道焊接前，进行适度打磨处理，同时应避免多次焊接和打磨，减少管道对接错边量，及时清理管道和焊条的杂质以及焊道上的熔渣，保持管道口清洁干燥，以免杂质进入焊缝引起质量缺陷。在管道焊接过程中，控制坡口尺寸、坡口加工角度和钝边厚度，组对间隙要合适，采取适当的预热和保温措施，采用合适的焊接电压电流，焊接温度，控制好运条速度和焊条角度，保持焊接运条均匀。

 3发展趋势与展望

对于某些特殊服役环境下使用的管道，通过调整合金化路径，耐酸管线钢需要一定的耐蚀性、良好的氢裂纹、硫化物应力腐蚀性能。 通过地质灾区经常发生的管道，在保证钢管强度和韧性的同时，必须具备低屈强比、高均匀塑性变形伸长率、高变形硬化指数和高临界弯曲变形能力。防止因大变形引起的管道弯曲、不稳定和延性破裂引起的灾难性事故。未来的管线钢将朝着低碳含量、多合金化、高强度、高韧性、抗大变形及耐腐蚀等方向发展。目前，我国直缝焊管和螺旋焊管的加工技术已相当成熟，但油气管道全自动焊接的应用还不是很广，管口组对与打底焊接全自动化方面的装备和技术比较薄弱。管线建设中环缝焊接以半自动焊为主，口径较小时采用焊条电弧焊，焊道修补采用钨极氩弧焊。管线建设中最为关键的组对工序和打底焊接装备还有许多关键技术亟待攻克。另外，与高级管线钢相匹配的焊接材料的研发也相对落后。油气管网建设不仅为经济建设和社会发展提供和提供能源，而且为改善人类生活环境、维护社会稳定和保障国家安全提供有力保障。

 结束语

在管道施工中，利用焊接技术建立更加可靠的石油管道系统，以满足石油管道项目数量增加、建设速度加快的要求。石油管道焊接技术在不断的应用中积极寻求创新和优化，新焊接技术的应用和现有焊接技术的应用面临着许多焊接处理困难。有针对性地分析焊条弧焊、半自动焊接和自动焊接技术，了解各种焊接技术的应用优势，根据石油管道焊接的具体情况，对焊接技术进行科学选择，符合管道焊接要求，保证石油管道焊接质量。

 参考文献：

 [1]金柱.浅谈钢管焊接技术[J].科技与企业,2014(21):95-96.

[2]胡冰,胡宏业,张璐.大型铸钢节点与无缝钢管焊接技术[J].钢结构,2009,24(10):68-72.

[3]漆卫国,王孔伟.全位置自动化焊接技术在压力钢管焊接中的实践[J].水利电力机械,2000(05):19-21+26.