论油田管道焊接技术存在的问题及其对策研究

2022-09-11

前言

随着社会的进步和经济的发展, 人们生活水平发生了质的改变, 在不断地提高着, 同时对于能源的需求也在不断加大, 这就需要与之配套基础设施被广泛的实施, 管道的建设就是重要的组成部分, 在其建设中焊接又是一道必不可少的程序。我们知道, 在焊接的整个过程中, 在高温的条件下焊料和工件融化形成了一定区域的融化区域, 待熔池冷却后便形成了材料之间的融合凝固, 达到无缝链接的目的。

由于管道运输呈现出既经济又安全的主要特点, 油气田对于油气的运输主要采用管道运输方式。在运输过程中, 为了提高运输量, 一般情况下会采用扩大管道直径增加横截面积和增加输送压力提高传输速度等方法来进行, 然而各管道之间则是完全依靠焊接的工艺技术来完成, 因此, 需要按照相关标准来严格执行焊接工艺, 严格控制焊接质量, 对于管道焊接技术存在的问题要给予分析和给出相关的对策。

一、油气管道的焊接工艺

1. 全自动和手工下向焊接技术

油气管道全自动下向焊接是通过连续送丝完成焊接的, 在焊接过程中, 为了隔离空气的有害作用向焊接区域输送保护气体以达到目的, 采用焊金属与可熔化的焊丝之间的电弧为热焊来溶化钢管和焊丝。该焊接技术在焊接时, 焊接区易于观察、保护简单且生产效率高, 同时焊接便于控制且工艺相对简单, 很容易实现全位置的焊接。

对于手工下向焊接技术而言, 将管道焊接的各个焊道按照焊接工艺的顺序称为根焊、热焊、填充焊和盖帽焊。其中根焊通常采用直拉式运条, 不摆动操作, 当间隙过大或熔孔过长时可以采用往返运条, 从而有效地防止过热而烧穿。热焊是根焊的加强形式, 主要是为了焊道保持高温通过输入热量用以防止根焊产生裂纹和开裂等。填充焊可以是单道或多道形式, 需要轻微的横向摆动运条, 焊层的厚度在焊接时需要控制好, 完成后应保持焊到饱满。

2. 低氢焊条下向焊接技术

低氢焊条下向焊接是通过采用低氢型的焊条实现的, 该技术具有优良的低温韧性和抗断裂性能, 可以很好地面对高寒和易受腐蚀环境。根焊时焊接速度需要低于纤维素的焊条速度, 在填充焊和盖面焊时, 焊接速度与纤维素焊条速度差不多。

3. 组合焊接技术

为了达到焊接的最佳效果, 在完成一道环焊缝时, 可以组合焊用不同的焊接方法来进行。在油田管道焊接中, 热焊和根焊可以采用纤维素焊条下向焊, 而填充和盖帽可以采用上向焊。在焊接的管壁比较厚情况下, 焊接层数的增加导致了厚度的增加, 这样一来的话就会使得整个管道的焊接时间变长, 影响到工程的整个进度, 因此, 对于壁厚的管道钢, 可以采用下向焊和上向焊两种焊接方法的组合焊接方式。

二、油田管道焊接技术存在的问题

1. 基础薄弱、人才不足

随着新材料、新工艺和新技术的不断出现, 需要焊工在具备一定专业和文化知识的基础上还需要有一定相关专业的背景知识, 例如, 在一些自动焊接设备的使用上, 需要焊工很好掌握基本操作技能, 同时还要懂得一些自动化控制和电气方面的基础原理。

调查数据表明, 各级焊工数量远低于全系统各类设备数量, 在企业编制的焊工数量是不够的, 而且还有一些从事生产的焊工是从社会上雇佣而来。大多数油田单位缺少有经验的焊接结构设计工程师, 高学历和熟悉生产的焊接工程师为数甚少, 甚至出现人才断层的现象。

2. 低国产化、研究薄弱

调查表明, 焊接材料中的自保护药芯焊丝和管道用纤维素打底焊条全部依赖于进口, 只有少部分实芯焊丝实现国产化, 还有就是现有大小焊接设备中, 虽然国产化占据主要地位, 但是主要集中在手工焊机和储罐自动焊机上, 而半自动焊机和球罐自动焊机大体上仍然是进口的。对于进口的材料和专用设备而言, 进口量的比例越大其对应的产品附加值也就越高, 还有就是进口设备在购置上投入很大, 维修费用和零配件价格也是十分昂贵, 这样一来又大大增加了设备的运营成本。

面对上述的低国产化现象所带来的结果, 需要企事业单位加大对国产化研发工作的投入。就目前的情况而言, 在焊接技术的科技研发上国内的投入还是相对较少的, 整体上焊接技术研究基础较为薄弱且资源配置不足, 因此, 需要油田单位加强对焊接科研体系的投入和研究, 为基础建设的发展提供技术支持和保障。

三、相关措施

上述的管道焊接中存在问题, 无论是焊接人才的不足和技能掌握, 以及对焊接材料和设备的研究上, 主体还是落实在影响焊接质量的因素上, 为了确保焊接质量需要采取相应的管理措施, 有效控制管道的焊接过程。

1. 加强对焊接人员管理

人是管道焊接的基本要素, 其在焊接过程中起着关键性的作用, 为此需要加强对焊接方面人员的管理和技术方面的培训。在焊接的整个过程中, 焊接工人是关键的人员, 其掌握焊接技术的水平直接影响到焊接的质量, 因此要加强对焊接工人的考核, 适当时需要引进具有经验的焊接结构设计工程师和焊接工程师。

2. 加强对焊接材料和现场环境管理

选择合理的焊接材料是极其重要的, 其好坏直接影响到焊接质量的好坏。面前大体的焊接材料来源于进口, 严格控制焊接材料从采购、入库、出库到使用的整个过程, 同时还需要加强对焊材质量的监督, 保障在焊接过程材料接头的质量和稳定性等。

一般情况下管道焊接所需要的材料会受到环境的影响, 包括温度、湿度和风力等环境因素, 因此, 在焊接过程中因对上述的因素应采取相关的防护措施, 保证焊接质量。

结束语

高质量的焊接技术和高效的焊接工艺是油气管道正常生产运行的重要保障, 在管道建设中焊接质量直接关系到整个工程的质量。面前, 国内对于焊接技术的研究基础比较薄弱、力量比较分散以及专业技术研究不多, 因此需要对这方面加大投入, 同时还需要对焊接材料和设备的研究力度和资金的投入。

摘要：随着石油战略储备资源的建立, 石油管道工程也随之得以快步地发展, 从而使得管道焊接技术得以不断地更新和发展, 形成了一大批拥有高水平和高素质的焊工队伍。油气管道焊接一般采用的是高质量、高效率的气体保护半自动焊接技术, 目前, 管道建设逐渐向大口径、厚管壁和高工作压力方向发展, 因此油气管道正常生产运行需要高质量的焊接技术和高效的焊接工艺作为重要保障, 在管道建设中焊接质量直接关系到整个工程的质量。本文主要油田管道焊接技术存在的问题进行了剖析, 并给出了相应的对策措施。

关键词：管道,焊接技术,问题,对策