油气管道的焊接技术

油气管道的焊接技术（精选4篇）

油气管道的焊接技术 篇1

摘要：为实现复杂施工环境下的管道自动焊接, 利用自保护药芯焊丝具有较好的全位置焊接性、良好的脱渣性与电弧稳定性、未熔合缺陷低、无需保护气体、在风速小于8m/s时不需采用任何防风措施的优势。管道自动焊接系统整体性能稳定, 焊接过程平稳, 可有效提高焊接过程的连续性与稳定性, 焊接接头的内在质量、外观成形、力学性能都满足管线的焊接标准要求, 且焊接时不需防风棚, 可有效降低管道焊接综合成本。

关键词：管道,自动焊,焊接系统,焊接工艺,焊接效率

近年来, 管道自动焊接技术以自动化程度高、工人劳动强度低、焊缝外观成形好、焊接速度快、一次焊接合格率高等优势在油气长输管道工程现场焊接施工中得以推广应用。由于管道路由、焊接工艺、装备体积等因素的限制, 管道自动焊接技术多应用于地势较为平坦的施工环境中, 在复杂施工环境中的应用较少。自保护药芯焊丝以全位置操作性优越、焊接工艺性能好、抗风能力强、电弧柔且指向性好、与母材熔合较好、裂纹倾向小、焊接操作窗口宽、易脱渣、焊接时无需保护气体、焊缝未熔合缺欠低、风速小于8m/s时不需防风棚等优势备受关注。

1 管道全位置焊接及自动焊接技术

1.1 管道全位置焊接特点

油气长输管道是由一根根平均长度在12m的钢管通过管口焊接方式连接而成的, 整个管口的焊接工序由管端坡口、管口组对、根焊、热焊、填充焊及盖面焊组成, 且钢管在焊接过程中固定不动, 可应用手工电弧焊、半自动焊或者自动焊对管口进行全位置焊接。目前, 管道全位置焊接普遍采用下向焊的焊接方式, 故而, 相对于平面焊接的单一焊接状态而言, 管道全位置焊接的整个焊接过程是一个从平焊状态到立焊状态再到仰焊状态的复杂变化过程, 焊接参数随焊接位置的不同而实时变化。

1.2 管道自动焊接技术原理

管道自动焊接技术是指借助自动焊接设备实现管道相对固定时自动焊接环焊缝的一种技术。通过自动控制系统控制装卡在固定于待焊管口附近导向轨道上的焊接小车, 继而控制焊接速度、电弧的电压、送丝速度、焊炬摆动宽度及摆动频率等焊接参数的变化, 以实现管道环焊缝全位置的自动焊接。

2 管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接工艺

自保药芯焊丝自动焊焊接工艺为“内焊机根焊+自保药芯焊丝自动焊填充、盖面焊”的多遍成形工艺。该工艺适用于长输油气管道, 焊炬采用平摆方式、摆动幅度根据坡口的宽度设定。

2.1 坡口的确定

2.1.1 坡口形式及参数

自保药芯焊丝自动焊接工艺所用坡口形式为U形坡口 (图1) 。

U形坡口参数分别为:坡口与圆弧相切, 角度 (α) 为8°;内坡口角度 (β) 为37.5°;高度 (h) 为1.25mm±0.15mm;圆弧半径 (R) 为3.2 m m;钝边 (e) 为1.5mm±0.15mm;管口组对错边量小于等于1.5mm;管道无间隙组对坡口上开口宽度 (W) 为9.5mm±0.2mm。

2.1.2 坡口参数确定依据

自保药芯焊丝自动焊接坡口参数主要由焊接试验数据及效果确定。

(1) 当α=6°、W=8.5mm时, 坡口较窄, 热焊和填充焊均可采用直拉排焊方式, 焊炬无需摆动, 熔敷效率高。但存在以下问题:

➀不利于熔池铁水翻渣, 易造成夹渣等缺陷;

➁焊丝在焊接过程中易接触坡口端面而引燃电弧, 导致焊接过程不稳定;

➂清渣不方便, 增加清渣时间和焊工劳动强度。

(2) 当α=8°、W=9.5mm时, 坡口宽度适中, 既利于热焊、填充焊和盖面焊的焊缝成形, 又避免夹渣, 便于焊工清渣, 焊接效率得到有效提高。

(3) 当α=10°、W=10.5mm时, 坡口宽度较大, 利于铁水翻渣及焊工清渣, 且热焊焊缝成形美观。但填充焊层数增多, 增大了焊材消耗量和焊工的劳动强度, 且宽坡口结构需要焊炬大幅度摆动, 易破坏熔池的连续性和稳定性, 导致边缘未熔、咬边和焊缝中心局部凹陷等缺陷, 仰脸位置铁水下坠严重, 成形性极差。

2.2 焊丝选择

焊丝的选择主要依据焊接试验数据及焊缝力学性能检测结果而定。经大量室内外焊接试验, 自保药芯焊丝自动焊接用焊丝确定为Hobart81N1+成品焊丝, 具有极强的电弧稳定性、较好的焊缝成形及脱渣性。

2.3 焊接参数

2.3.1 焊接设备

自保药芯焊丝自动焊接工艺所需焊接设备为:内焊机1台;自保药芯焊丝自动焊系统一套 (包含2台焊接小车、2台焊接电源、2台送丝机) 。

2.3.2 焊接参数

进行热焊、填充焊、盖面焊时应注意:0点~2点焊接段具有平焊特点, 焊接电压宜稍高、电流稍大;2点~4点焊接段具有立焊特点, 熔池不易稳定, 铁水易下坠, 宜适当减小焊接电压, 或适当增大焊接电流, 或适当提高焊接速度;4点~6点焊接段具有仰焊特点, 铁水易下坠, 焊接电压宜较低、电流较小, 焊接速度宜相对较慢。

3 结论与建议

(1) 管道自动焊接系统整体性能稳定, 抗风能力强, 焊接过程平稳。

(2) 管道自动焊接系统可有效提高焊接过程的连续性与稳定性, 确保焊接接头的内在质量与外观成形, 进一步降低焊工的劳动强度, 降低管道焊接综合成本。

(3) 管道自动焊接工艺制订合理, 焊缝各项性能指标均满足管道工程建设相关标准要求, 是管道焊接领域低成本且高效率的焊接工艺。

参考文献

[1]高永东.管道自动焊技术在西气东输工程中的应用[J].油气储运, 2003, 22 (12)

[2]胡安鑫.国内外长输管道自动焊现状[J].天然气与石油, 2006, 24 (2)

油气管道的焊接技术 篇2

工艺质量要求：

1、焊接工艺采用全氩弧焊接（GTAW）

2、焊接材料的选择：选用TIG-J50焊丝。

3、组对前应认真清理坡口及附近20MM范围内的油污锈蚀。

4、管道对口应保持内壁齐平，如有错口，应设法修正。

5、管道错口要求：D小于等于100时错变量小于等于0.8MM，D大于等于100时错变量小于等于1.0MM.6、坡口局部间隙超标时，应修整到规定尺寸，不得在坡口间隙内填塞他物。

7、焊接时管内不得有穿堂风。

8、每道焊口结束后，焊工应认真清理焊渣、飞溅及氧化物。

9、焊缝成型良好过渡圆滑，焊波均匀，焊宽均直。焊接表面不得有气孔、夹渣、咬边、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。

10、焊缝表面均匀过渡，不得有尖锐的夹角、凹坑。

安全与文明施工要求：

1、焊接人员须穿戴专用工作服、绝缘鞋、绝缘手套等符合专用防护要求的劳动保护用品。

2、正确使用安全防护用品，登高作业系好安全带，脚手搭设应符合安规要求。

3、交叉作业时注意工作周围的安全状态，有危及安全时须及时采取防护措施。

4、电焊机、电焊机集装箱等外壳必须可靠接地，焊钳、焊接电缆、割炬导线等必须绝缘性能良好，无破损，二次线采用快装接头。

5、对作业环境认真检查，尤其做好焊接、切割下方易燃易爆物的检查，清除后再作业。对禁火区域内及周围动用焊接、切割等作业必须办理动火作业票制度，并有专人监护。

6、焊接、切割等作业结束后，必须切断电源，仔细检查工作场所周围及防护措施，确认无起火危险后方可离开

7、严禁在禁火区吸烟。

8、乙炔瓶应直立放置。氧、乙炔瓶相距5米以上，应远离明火10m以上，乙炔瓶要有防回火装置。在使用时应设专门的防范措施，氧、乙炔皮管接头应用夹头紧固。

9、严禁在设备、钢架上试电流、引弧或随意焊接临时支撑物。

油气管道的焊接技术 篇3

1 管道焊接施工常见外观缺陷

油气管道的外观缺陷是指在不借助任何仪器, 只用肉眼观察就能发现的问题[1], 常见的外观缺陷主要是由于操作技术不当引起, 主要表现在几个方面。

1.2 夹渣

指在管道焊接表面存在明显熔渣、铁锈或其它药皮残渣。主要是在焊接根部和焊接层中常见。夹渣一般形状、大小均不一般。产生原因:

1.2.1需多层焊接时, 前层焊接后未能及时处理焊接垃圾, 致使焊渣遗留。 (2) 焊接人员操作不当, 使焊接口出现问题。 (3) 焊接时温度达不到要求, 不能充分融化焊管 (4) 坡口太小与上层焊道形成夹角, 熔渣不能充分融化[2]。

1.3 咬边

指焊接过程中, 熔铸金属未能完全盖住母管的缺口, 浅短的咬边一般不会造成问题, 但过深的咬边, 如产生0.5mm以上的会对焊道力学性能产生严重影响[3]。产生原因:

(1) 电弧温度过高, 电流过大造成咬边。 (2) 焊接人员操作不熟练, 焊接手法不稳, 摆动不到位。 (3) 焊接位置的复杂会导致咬边的缺陷更加严重。

1.4 气孔

指在焊接过程中产生的气体在融化金属凝固时没有及时溢出, 使焊接表层出现了各种条状、柱状或球状的细小洞孔。产生原因: (1) 母丝、焊材等未按照规定进行烘干, 过于潮湿, 融化时水汽过多, 不能及时排出。 (2) 焊接过程中的气体防护措施不到位, 使气体进入熔池[4]。 (3) 焊接电流过小, 速度过快, 焊接气体不能完全排出致使产生气孔。

1.5 焊缝成型差

指焊缝的外观不均匀, 表面不光滑, 容易产生焊瘤或焊缝高低不平, 宽窄不一。焊缝质量直接关系到管道运行的可靠性与安全性。产生原因:

(1) 母材和焊接材料组对时缝隙过大或者过小, 使焊接时不能紧密结合。 (2) 焊接材料与母材坡口角度大小不一, 不能完全契合。 (3) 焊接前焊口未清理干净, 使过多杂质落入焊池, 造成污染。 (4) 焊接时电流过大或者过小, 不能良好控制电流, 造成焊缝不均匀。 (5) 焊接人员操作不当。

1.6 表面裂纹

指管道焊接中危害性最大的一种外观焊接缺陷, 主要是由于它的延伸性会导致焊道裂纹一直延伸, 直到焊道完全被破坏为止[5]。产生原因:

(1) 母材与焊接材料钢种不同, 不能完全契合。 (2) 焊接方法不合理, 焊接环境不达标, 焊接人员技术不到位。 (3) 外部应力过大造成表面裂纹, 这个也是表面裂纹形成的一个重要原因。

2 焊接质量缺陷预防措施

2.1 针对夹渣缺陷, 一是多层焊接时, 务必处理好焊接垃圾, 清理好后方能进行下层焊接。二是焊接人员上岗前要进行培训, 上岗后要经常自我检查自我学习。三是焊接时, 应注意焊接温度, 温度达到后方可进行仔细焊接。四是注意焊接坡口, 坡口过于小的应开大坡口后再焊接。

2.2 对于咬边缺陷, 一是焊接时应选用合适电流, 过大或者过小都容易导致咬边。二是焊接人员要定期培训, 熟练掌握焊接设备和焊接知识。三是遇到复杂焊接位置时应根据焊接的实际情况选择合适的温度、角度选择合理的焊枪。

2.3 出现气孔时, 一是母丝、焊材在焊接之前应检查潮湿度, 若是与标准不符, 应先进行必要的烘干, 达到可焊接标准时再进行熔炼。二是采取合格的防风措施, 焊接时禁止各种风穿透。三是焊接前应根据所需焊接的母管材质等选择合适的电流, 适当的放慢速度, 保证产生的气体完全排出。

2.4 焊缝成型差, 一是母材和焊接材料组对时, 应严格按照图纸设计的标准缝隙, 进行焊接, 决不能贪图方便我行我素。二是选择合适的坡口角度, 确定合理的焊口间隙后再进行焊接。三是焊接前认真仔细清理焊口, 确保焊口达到没有污垢、油渍等不利于焊接的污物, 保证能露出原有的金属光泽。四是焊接时调节电流的大小, 按照规定的焊接参数进行焊接。五是焊接人员一定要定期培训, 确保焊接时不出现不必要的错误, 保证焊接质量。

2.5 表面出现裂纹, 一是选取焊接材料的钢种时必须选择和母材完全一样或基本一样的品种, 不能因为贪图方便或便宜选择不合适的钢种。二是焊接之前应选择合适的焊接方法, 清理好周围环境, 让焊接技术过硬的焊接人员进行合理操作。三是很据工艺评定确定合理的焊接顺序, 避免外部应力过大。

3 结语

在油气管道整个焊接过程中, “人”是主要因素, 也是第一要素, 作为一名合格的焊接人员必须要经过严格的学习与考核, 持证上岗, 没有通过考核的技术人员坚决不能上岗焊接。管道运输的特殊性也决定了它的重要性, 它直接决定着油气能源是否能够安全、及时的输送到各个需要的部位。因此, 管道焊接中要及时发现缺陷, 避免缺陷, 保证管道焊接质量。

参考文献

[1]田立炜.油田管道焊接常见外观缺陷及防治[J.科技与企业, 2014, (13) .

[2]刘雪松.长输管道焊接缺陷预防措施[J].电焊机, 2010, 40 (6) :90-92.

[3]刘保平.长输管道组焊过程中的质量控制要点[J].石油工业技术监督, 2013, 29 (7) :22-24.

[4]张永利, 郑新兵.工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施[J].房地产导刊, 2015, 12 (5) :41-43.

油气管道的焊接技术 篇4

摘 要：天然气与石油资源是一种不可再生能源，在对其进行利用时，通常采取管道运输的方式。管道运输具有明显的优势：成本低、效率高，目前，已经成为油气输送的主要形式。但管道运输受到外界因素和内部因素的双重影响，很容易发生腐蚀现象。本文主要对油气管道腐蚀的类型和机理进行分析，从而提出油气管道腐蚀检测技术和防腐措施，希望减少油气管道的腐蚀现象。

关键词：油气管道；腐蚀检测技术；防腐措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.013

随着油气产业的发展，油气管道输送成为了主要的运输方式。但是在运输过程中，腐蚀现象相对严重，这阻碍了油气管道的使用，甚至会引发安全问题。油气管道腐蚀的直接结果是造成油气泄露，由油气泄露引发的事故的比重较大。为了降低事故的发生率，应该采取防腐措施，并结合油气管道腐蚀检测技术，对油气管道进行综合评价。油气管道腐蚀是油气企业的重点关注问题，也是石油产业发展的难题，因此，需要加大人力、财力、精力，不断对其进行探究，以期解决腐蚀问题。油气管道腐蚀的类型和机理

（1）腐蚀类型。经过调查显示，我国的油气管道的平均使用寿命是有限的，一旦超出期限，便会出现腐蚀等一系列现象。对于油气管道腐蚀来说，它与油气管道的材质息息相关，发生腐蚀现象的本质是油气管道中的某些成分与空气中的元素相互作用而产生的结果。管道腐蚀可分为不同的类型，本文主要以下几种进行探讨：氧气腐蚀，管道的铁与空气中的氧气和水发生氧化作用；H2S腐?g，它是一种弱酸，在酸性条件下，管道很容易发生腐蚀；土壤腐蚀，由于油气管道深埋于地下，长时间受到土壤环境的制约。

（2）腐蚀机理。管道腐蚀的类型与它的腐蚀机理息息相关，一般来说，造成油气管道腐蚀的主要原因是油气管道与周围的环境发生了某种反应。另外，如果管理不当，也会出现腐蚀现象。在进行管道设计时，如果存在质量问题或者未能满足相关标准，在投入使用过程中，会出现严重的问题。油气管道的材质也是产生腐蚀的原因之一，如果油气管道存在着较多的非金属成分，会通过化学反应产生腐蚀现象。与此同时，外界因素如温度、水分达到一定的程度时，会为油气管道腐蚀提供动力。此外，在对管道进行铺设的过程中，如果不能平衡与环境的关系，将会严重影响油气管道的使用。油气管道腐蚀的检测技术分析

2.1 外防腐层检测技术

外防腐层检测是腐蚀检测的关键，外防腐层检测技术的服务对象是油气管道的外防腐层，通过检测，能够直观的体现出油气管道的腐蚀情况。外防腐层检测技术包括多种，本文主要对较为常用的几种进行分析：一，电位梯度法，它主要以信号为载体，一旦发生破损，将会在管道周围形成电源电场，从而确定其位置。它便于操作、可行性和准确度高。二，磁场分布法，这种方法容易受外界因素的干扰，会受到管道的埋藏深度的限制，且测量相对不精确。三，等效电流梯度法，通过增加电流、对比等效电流值进行检测，这种方法的主要缺陷就是很难确定具体的腐蚀部位。四，多频管中电流法（PCM），该方法通过对于狡辩电流梯度法的利用，在管道和大地之间施加某一个频率的正弦电压，并且向待检测的管道发射检测信号电流，然后通过管道上方地面的磁场强度来对于管中电流的变化加以换算，对于管道支线位置和破损缺陷有效地加以判断。

2.2 管体检测技术

管体的检测技术能够直接判断腐蚀情况，一般来说，油气管道深埋于地下，要想对管体进行检测，需要首先明确管体的检测技术。管体检测技术包括三大类：直接检测、内检测、不开挖检测。其中，最为常用的便是直接检测法。直接检测法虽然具有一定的缺陷，但实用性较高。目视法、渗透法的操作性较强、方便，但却受到精确度的限制；而漏磁法虽然能够保证精确度，但不适用于大面积的管道检测。管体检测技术相对较多，在实际检测中，应该根据实际情况选择最优的检测技术，以提高效率和准确度。

2.3 泄露检测技术

泄露是油气管道腐蚀中最为严重的问题，因此，泄露检测技术必不可少。现阶段，泄露检测技术已经成为油气企业和管道制造企业关注的重点，经过长期的研发和调试，检测技术相对成熟，但缺乏一定的标准。直接观察法、电缆法、电流梯度法是最为常用、有效的几种方法。油气管道的防腐措施

3.1 合理选择管道材质

一般来说，管道的材料由钢材组成，在油气输送过程中，会与空气、油气中某些成分发生作用，从而影响管道的质量和运输效率。因此，应该选择合理的管道材质。玻璃钢、塑料的性能相对稳定，且具有环保性。但这两种材质仍然存在一定的缺陷，需要相关人员不断探究，以获取性能稳定、承载力强的新型材料。

3.2 防腐涂层

防腐涂层能够阻止管道的氧化，也是最为有效的防腐措施。防腐涂层主要对油气管道起到保护作用，通常所用的防腐涂层包括以下几种：聚乙烯、非金属、纳米材料。它们的原理相同，都是在管道内、外部位涂不同材质的防腐层，从而阻止油气管道与外界因素和油气的接触，从根本上降低腐蚀现象。

3.3 电化学防腐

管道中产生电流是造成电腐蚀的主要原因，电化学防腐主要是对电流的电势进行改变，从而阻止管道腐蚀的发生。电化学防腐技术主要通过电极对管道进行保护，降低管道端的电子流动，从而实现防腐的目的。总结

油气管道腐蚀检测技术需要以电子技术为基础，它是油气管道评价的主要依据，通过油气管道腐蚀检测技术，能够确定油气管道的腐蚀位置和程度，便于后期的维护和养护。油气管道检测技术的应用大大提高了油气管道运输的效率。目前，油气管道腐蚀检测技术仍然在不断发展，但在检测过程中，仍然会受到相关因素的限制，很大程度地制约了检测技术的应用，因此，需要从多个方面采取防腐措施，以延长油气管道的使用寿命。

参考文献：