管道焊接工藝技術及質量控制措施探討

【文章摘要】
隨著石油用量的不斷增多，石油管道的投入和數量逐漸的擴大，石油管道的焊接慢慢體現其舉足輕重的作用。石油管道的需求要求管道的焊接水平也要跟上需要，因此，提高石油管道的焊接技術水平尤為關鍵。本文主要對石油站管道的焊接工藝及質量控制方法進行了簡要分析。
【關鍵詞】
油田；管道焊接技術；質量控制；措施
隨著科學技術的發展，我國化工建設也在發生著日新月異的變化，工藝管道焊接技術也取得了長足進步。尤其是智能化工藝焊接技術問世以后，工藝管道焊接發展具備了堅實的科技基礎，手工焊接―半自動化焊接―全自動化焊接。目前在全世界范圍內，油氣管道施工焊接上，應用較廣泛的是氣體保護半自動焊接技術。在今天，工藝管道焊接開始向高工作壓力，厚管壁及大口徑方向發展，油氣管道焊接工藝的質量關系到了工程施工運行的整體質量好壞。由于某些客觀因素的影響，油氣管道運輸，尤其是遠程運輸時，經常出現一些質量上的問題。因此，采用適當的技術措施，來對油氣管道焊接工藝的質量加以控制，是非常有必要的。本文主要對油氣管道焊接工藝技術和焊接質量控制措施進行論述。
1 管道的焊接工藝
1.1 手工下向焊工藝
手工下向焊技術在我國的油氣管道施工中尚屬于一項全新的技術，其基本流程為根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊。根焊的主要運條為直拉式，沒有擺動的情況，如果出現間隙過大或者熔孔長度過大的時候，比較適合采用往返式運條，避免因為溫度過高而產生燒穿的情況；熱焊的作用是加強根焊，焊道在保持一定高溫的前提下避免了根焊產生裂紋的情況。直線往復運條的焊接速度相對比較快，而且邊緣的熔合性比較高，為此，熱焊之前的清根操作比較重要；填充焊的形式可以選擇單道，也可以是多道，但是對于厚度的要求比較高。這樣，就要求運條要稍微的橫向的擺動，同時掌控好焊層的厚度，保證焊接完成后處于飽滿的狀態；蓋帽焊用于焊道外的加固，能夠實現其美觀和光滑，擺動焊接比較常用。
1.2 全自動向下焊接技術
全自動下向焊接主要使用具有熔化性能的焊絲，借助與焊金屬之間的電弧來實現對焊絲和鋼管的熔化。焊接的時候， 要焊接區域輸送保護氣體，實現與空氣的分離，防止其有害作用，在持續送絲的情況下完成焊接流程。在進行熔化極氣保護焊的時候對于區域的保護相對容易，便于觀察，生產高效，技術相對簡單，可以完成全方位的焊接工序，可控系數較高。
1.3 合焊接工藝
組合焊是借助多種焊接方式來完成一道環焊縫，實現良好的焊接效果。在焊接的過程中，針對熱焊和根焊，使用的焊條是纖維素焊條，焊接方式為下向焊，而蓋帽和填充焊接的壁厚保持在7-17 毫米之間。對于管口位置，下向焊的方式比較適合。在焊接壁比較厚的情形下，焊接層的數量與厚度成正比。這樣，焊接的時間就會延長，工程進度受到影響。為此，對于壁厚大于17 毫米的管道，通常是采用上向焊和下向焊兩種方式相結合的方式。
1.4 低氫焊條下向焊技術
低氫焊條下向焊接方式主要采用的焊條為低氫型。在這種焊條的應用下，焊縫處的金屬熔合含氫量達到一定的數值， 抗斷裂性能比較高，韌性較強，適合在腐蝕濃度高和高寒的環境下進行焊接行為。在進行根焊的時候，為了保障坡口尺寸的高精度，使用低氫焊條的情況比較多。否則，很容易出現焊接不透徹、內延咬邊的情形，甚至熔合價差的情況。因此，在長輸管道的焊接操作中不能單獨使用這種方式。
2 焊接質量控制易發生的問題
2.1 管道焊接施工中技術員沒有嚴格按設計要求的標準、規范和現場實際情況編制施工方案和對施工班組進行技術交底，施工單位憑經驗施焊。
2.2 施工過程中，焊接作業人員沒有取得施焊項目合格證，或沒有在合格證核定的項目和規定的期限內承擔焊接作業工作，造成現場質量不能處于受控狀態。
2.3 施工現場壓力管道材質種類繁多， 經常有異種鋼焊接，因此易產生焊接工藝參數管理失控現象。經焊接工藝評定合格的焊接工藝指導書得不到嚴格執行，施工工人任意改變坡口形式和尺寸，更改電流電壓參數，加快焊接速度，甚至用錯焊材等，使焊縫產生裂紋、咬邊、氣孔、夾渣、未融合等缺陷。
3 管道焊接的質量控制
3.1 在執行焊接操作前的準備工作
3.1.1 對于焊口的檢查與處理
按照施工圖紙檢查焊件坡口角度的大小及形狀，檢查工藝選擇、管口形狀是否有橢圓度超標現象。保持施工表面的清潔，防止鱗狀現象的發生。要將焊接表面的油污、磨損等物質清理干凈，尤其是坡口內側，要呈現金屬光澤，否則這些都會影響焊接的品質。同時還要注意鋼管口的情形。如果在進行焊接操作的過程中，間隙過小，容易發生根部熔化不佳的情況； 如果間隙過大，又會出現燒穿的情形，內部造成焊接瘤。鋼管的對口優先選擇內對口器組對，其次為外對口器。
3.1.2 焊接前的預熱處理
按照相關的工藝操作規程對管線焊口進行預熱處理，溫度要符合技術標準。預熱可以避免焊接過程中出現裂紋以及低溫條件下的脆化和裂變；預熱可以有效延長冷卻的時間，對焊接頭的溫度實現降低。冷卻時間的降低可以避免淬火組織增加塑性，防止輕質裂紋的出現。
3.2 焊接技術的技術標準和相關制度
3.2.1 明確焊接技術的技術標準
當前，對于長輸管線的建設缺乏完善的國家標準，因此，每條管線在實際的建設中也沒有完全相同的技術標準。很多企業都自行制定本企業相關的企業內部焊接標準。為此，在焊接施工前，要清楚了解本企業內部的管線建設標準和要求，在此基礎上制定方案，設計圖紙，保證管道實施項目的順利進行。
3.2.2 不斷健全和完善各項規章制度
不斷完善和健全質量保證體系及質量管理制度，確保相關技術人員的資質能夠符合管理制度的要求。在施工進程中，工作人員要具有較強的責任意識和職業道德， 具有認真嚴謹的態度，做好本職工作。
3.2.3 對施工材料進行檢查
對于管道施工中所涉及的材料，要確保其具有真實的質保單，內容完整，生產企業進行蓋章確認。同時，數據信息要保證符合技術標準，型號、規格等細節與施工方案和圖紙中的要求一致。
3.3 對焊接過程的控制
3.3.1 焊接的規程
在焊接的過程中要嚴格遵守技術操作規范，尤其是電流大小的掌控。電流過大會出現咬邊或者燒穿，過小會出現焊接未熔的情況。
3.3.2 焊縫成形
對于焊接完成后的焊縫要進行檢查， 防止出現裂縫過寬、高低差距較大的情形。否則就會出現焊縫線能量大、機械性能受到影響的情況。一般情況下焊縫增寬單邊焊及縫余高都要控制在1.5 毫米以內。
3.3.3 焊接操作的技術要點
在焊接的過程中要遵守技術規范，掌握操作要點。首先要遵照焊接工藝規程進行接頭設計、層數等流程的操作；其次，管道焊接時，要采取適當的措施防止出現管內的穿堂風。
3.4 提高相關焊接技術工人和檢測人員的專業素養
現階段雖然焊接技術有了很大的進步，但是管道的焊接工作依然主要要由焊接工人進行完成。因此，焊接工人的技術水平和專業素養將直接影響到管道的焊接質量。為了有效提高管道的焊接質量必須對焊接工人進行專業的技術培訓，及時對新出現的工藝進行指導學習以達到提高其專業素養提高焊接質量的目的。培訓結束后，焊接操作人員必須經過相關的技術考核后才能上崗。另外要根據現階段焊接作業的實際情況，對培訓合格的焊接操作人員進行針對性培訓，從而保證焊接作業的質量同時確保施工的正常進度。
另外，對焊接過的管道進行及時的焊接檢驗是保證質量的一項重要工序，所以檢驗人員更加需要更加專業的知識，對管道焊接容易出現問題的位置和關鍵環節掌握。針對管道焊接容易出現問題的位置和關鍵環節要進行更加深入的培訓，從而保證管道焊接質量檢測人員能夠很好的完成質量檢測，從而保證焊接質量。在實際的管道檢測工作過程中相關檢測人員要認真履行自己的檢測職責，定期對焊接的管道質量進行檢驗。
4 結語
隨著我國國民經濟持續快速發展和石油、天然氣的消費量的迅猛增加，未來的十幾年我國管道工業將有令人振奮的發展。對于新建、擴建的管道焊接施工過程中，建立焊接施工質量管理體系、實行全面質量控制，所以為保證工程質量，首先指定好焊接工藝，并且對焊接過程進行嚴格控制，從而保證整個工程質量，這也是各個施工單位在今后施工過程中的質量控制重點。
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