肖翔瀚 王旺 刘王子

摘  要：在石油天然气管道工程建设中，管道焊接是极为重要的环节，焊接质量对于管道运行的整体安全具有关键性影响。对此，在开展管道焊接的实践过程中，应对焊接工艺和相关设备进行合理选用和科学控制，实现对焊接质量的有效保障。本文浅析了石油天然气管道焊接工艺设备的选用要求，探究了石油天然气管道焊接质量控制以及焊接常用设备分析及评价，以期为相关研究提供借鉴。

关键词：石油天然气;管道焊接;工艺设备控制

前言：

当前，石油天然气的社会需求量日益增加，我国高度重视石油天然气管道工程建设，并注重在扩大其规模的同时，保障其质量。管道焊接质量，对于石油天然气管道工程整体质量具有直接影响。对此，应科学选择适宜的焊接工艺和设备，有效保障管道焊接质量和安全。

一、石油天然气管道焊接工艺设备的选用要求

在石油天然气管道工程建设中，管道焊接工艺设备的选用，会直接影响管道焊接的整体质量。对焊接工艺设备进行选用，应依据管道实际情况，尽量选用性能良好的机械设备，并在进场前对设备的完整性和安全性进行检查，确保设备符合相关标准，才能在管道焊接中进行应用。在管道焊接中，对工艺设备进行选用，应满足以下要求：

1、具有较强的环境适应能力

石油天然气工程一般地处沿海、戈壁、沙漠等地域环境。焊接人员在对工艺设备进行选择时，要充分考虑环境因素对工艺设备的影响，选择具有较强的环境适应能力的工艺设备。要考虑如下环境因素：一，气温。焊接施工选用的工艺设备应能在-20℃到55℃范围内保持正常工作;二，相对湿度。例如，在40℃的环境中，相对湿度高于95%;三，海拔高度。在海拔-150m到海拔3700m范围内，均能保持正常的焊接施工[1]。另外，焊机要具备良好的防潮、防雨性能，并能有效抵御风沙侵袭。

2、电源电压

在石油天然气工程中，开展管道焊接，应对电源电压进行充分考虑。管道焊接现场，一般具有过远的供电距离，所需电缆较长，加上施工位置多变，一般不宜对过粗电缆进行引用。同时，为避免线路磨损，会对发电机相应的输出电压进行增加，这就造成焊机处于空载状态时保持极高的电源电压，处于工作状态时，保持较低的电源电压[2]。这就要求管道焊接现场选用的焊机，适应电源电压的能力较强。通常，在270到500伏特的电源电压间，焊机应能保持正常工作。

3、电源频率

野外施工需面临恶劣的环境，参与施工的人数受限。发电设备缺乏专人监管，将导致电源频率出现高低起伏的状况，一般在45到55Hz范围以内。管道焊接现场施工，对汽油发电机组进行使用，配备的汽油机每分钟转速通常保持在3500转，为满足现场焊接施工的具体要求，需对电源频率进行调节，将其控制为60Hz[3]。即使现场对柴油发电机组或者移动电站进行了安装，各种内外因素也会对电源频率造成影响，有时电源频率会在50Hz以上。因此，管道焊接选用的工艺设备在45到60Hz的电源频率范围内，应保持正常工作。

4、有效性

通常，管道焊接耗费6到10个月的时间。焊接施工每天保持10到12个小时的施工时长。焊机通常在恶劣条件工作。焊机发生故障，必然导致施工时间出现延长，因此，管道焊接应保障所选的工艺设备的有效性。

5、具有较多应用功能

在石油天然气工程中，管道焊接施工为降低成本，适应施工现场，通常选用的焊机数量较少。一般，仅选用一台能满足各类焊接需求的焊机。管道焊接对工艺设备进行选用，应对焊机具备的输出特点进行研究，并对其动态特性进行观察，契合施工需求，作出正确判断，选用具有较多应用功能的焊机[4]。

6、操作便捷且方便携带

管道焊接涉及较多复杂的施工内容，为良好应对各类作业方式，应充分考虑焊接难度和具体操作，优选操作便捷，且具有控制面板的高质量焊机，便于在焊接实践中快速调节。管道焊接极易发生在山地、陡坡地区，应尽量选用轻便的工艺设备，避免选用体积或质量过大的焊机，否则不便携带，严重影响焊接施工的高效良好开展[5]。通常，应选用重量低于50Kg的焊机。

二、石油天然气管道焊接质量控制

在石油天然气工程中，开展管道焊接，为实现对管道运输安全的有效保障，必须对焊接质量加强控制。具体措施如下：一，保障焊缝构成与焊条熔化二者速度保持一致，控制焊缝，避免其过厚、过宽，否则，當局部应力出现提高时，会对焊接强度造成不良影响;二，在未对管道两端进行封闭的情况下，“穿堂风”极易出现在管道内部，若管道内部出现快速的空气流动，将导致焊缝冷却时间降低，并造成管道冷裂纹。为解决该问题，应在焊接时对盲板进行安装，形成遮挡;三，焊接时应确保起弧与收弧保持一定距离，起弧应在坡口内完工。基于多层焊接的操作条件，应先做好一层焊接，再开展下层焊接;四，焊接过程中，应对焊条状态进行及时检查，若出现粘条、偏吹等现象，应停止焊接，并对焊条进行替换[6]。打磨新焊条之后，继续开展焊接。另外，要运用外观检查和无损检测，对管道进行检查，避免管道内外存在裂纹，有效保障管道焊接质量。

三、石油天然气管道焊接常用设备分析及评价

当前，石油天然气工程建设日益增多，管道焊接工艺日趋丰富，且呈现出多样性。管道焊接施工现场缺乏稳定的工作环境，且受诸多因素影响。在对工艺设备进行选用时，应重点考虑各项影响因素。在管道焊接中，常用设备如下：一，多功能焊机，例如熊谷MPS-500逆变焊机、林肯DC-400晶闸管整流焊机等。这两类焊机在管道焊接中应用较多。二，手工向下焊机。在管道焊接施工期间，林肯DC-400晶闸管整流焊机与熊谷ZX7-400SX逆变焊机，均能满足施工要求。三，二氧化碳气保焊机。此类焊机应用次数较少，但在根焊中作用显著。四，内燃机驱动式焊机。例如，熊谷MPS-500CC/CV柴油驱动数字化多功能焊机，在管道焊接中日益发挥积极作用。我国石油天然气管道局对自动焊设备进行自主研发，研发生产出“CPP900”自动焊设备，在中俄原油管线漠河到大庆区域得到了广泛应用，在100km的管道焊接工程中，实现了有序的焊接施工。相对于传统技术，CPP900自动焊设备具有更快的焊接速度，且能取得更高的焊接质量，还能实现对劳动力消耗的有效控制。

结语

综上所述，在石油天然气工程中，管道焊接施工质量对于工程整体质量具有关键性影响，应高度重视并有效加强管道焊接施工。管道焊接涉及诸多工艺细节，对工艺设备进行选用，应根据现场调查相关资料，对工艺设备进行正确选用，并在焊接施工现场加强施工监管，及时发现并有效消除管道焊接中潜在的安全隐患，实现对工艺质量的有效保障，并促进管道焊接施工效率实现大幅度提升。

参考文献

[1] 刘玉泉. 石油天然气管道焊接过程中工艺设备与控制的选用及评价[J]. 中国化工贸易， 2019， 011（031）：183-184.

[2] 杜君国.石油天然气场站管道焊接工艺及质量管控浅析[J].全面腐蚀控制，2020，34（01）：57-59.

[3] 赵劳社，田建林，张文浩.石油天然气场站管道焊接工艺及质量管控浅析[J].化工设计通讯，2018，44（12）：133-134.

[4] 崔光耀.石油天然气场站管道焊接工艺及质量管控浅析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（10）：126-128.

[5] 王在位.石油天然气场站管道的焊接工艺以及质量控制策略[J].中国石油和化工，2016（S1）：323+321.

[6] 刘思园.浅析石油天然气管道焊接及其质量控制[J].全面腐蚀控制，2020，34（04）：67-68+81.

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