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管道整体转动焊接在实战中的研究与应用

2021-09-10赵海云孙爱国张国强

油气·石油与天然气科学 2021年7期

赵海云 孙爱国 张国强

摘要:在油田的采油厂大多数的油水井管线一般多为三寸以内小口径管线,按照传统的小口径管线焊接方法,大多数的焊工在焊接这种小口径油水井管道的时候,大多数都是采取焊接地面上半周,焊工焊接一道焊口需要来回挪动位置,一圈焊缝焊工一般来回调转身体四次,一圈焊道存在四个焊缝接头,整圈焊缝的三点九点存在两个反向接头,这种焊接方法,焊接接头普遍熔合不良好,非常容易发生泄漏,而且工作效率低。

关键词:小口径  焊接接头  整体转动  快速弧状地线  管钳  滚轮架

油田在经过多年的发展,采油厂的工艺管线形成了大致的相同的模式,大部分都是单井产出的原油经过小口径管线输送到转油站经过简单的脱砂处理加温加压再输入到大型联合站进行进一步的脱水、脱砂处理。我国国内油田单井产量有限,单井原油外输管线大多数多为小口径管线。

在经历了多年焊接单井小口径油水管道的过程中,发现了传统小口径管线的焊接方法存在着弊端。第一;大多数都是采取焊接地面上半周,从3点焊接到12点,挪动身体到管线另外一面再从9点焊接到12点一个接头。辅助工给旋转管线180度,焊工再开始从3点接头焊接到12点(此时的是12点就是未旋转之前的下面6点位置),再挪动到另一侧,9点接头焊接到12点位置接头,结束一道焊口。一圈焊缝焊工一般来回调转身体四次。焊缝接头多,整圈焊缝的3点9点存在两个反向接头,这种焊接方法,反向焊接接头普遍熔合不良好,非常容易发生泄漏。而且焊接速度慢,工作效率非常低。

第二;少部分的采取固定口方式焊接,将管线架高,焊工都采取蹲、跪姿在管线焊缝侧方,弯腰将头探到管线焊缝下部,从最下方六点部位开始焊接,至最上面12点结束半圈,再换到另一侧采取同样的方式进行另外半圈的焊接至顶端12点接头结束。此种焊接方式反向焊接接头略少,但是最下部的位置是焊接难度较大的部位,一般水平较低的焊工焊接比较困难,速度非常慢,焊工劳动强度非常大。而且最下方6点部位出现焊接缺陷的几率更高。这种传统的小口径管线焊接方式,焊工都需要长期蹲或者跪着深度弯腰操作,劳动强度大,焊接速度慢,焊缝质量差,劳动效率低下,焊工长期操作,造成腰部、颈部产生劳损性疾病非常普遍。

现场工作由于工种分工的不同,传统焊接方法中,现场经常是管工等辅助人员在进行焊口组对后,普遍会暂时性的怠工。多数辅助人员只能是在焊工焊接完半圈后,给协助转动半圈管线,焊工再进行另外半圈焊口的完成。传统固有的工作模式下班组整体人员的协同作业不能充分得到发挥,长期这样操作对焊工的身体带来极大的伤病隐患。传统焊接方法的问题是小口径管线接头多,尤其是半圈转动焊接的3点和9点两个位置,以及固定口的6点位置,都属于焊缝反向接头,此处焊口接头部位明显的熔合不好,比较薄弱。

针对现有工作中存在的焊口质量差、焊接效率低、焊工劳动强度大的问题,钻研出了一种小口径管道高质量、高效率焊接方案;焊工进行焊接时,辅助人员利用管钳、链子钳相结合配合焊工的焊接,连续转动管线,使焊接位置始终处于平焊位置,既能够优质高效的完成管口焊接,又能有效降低焊接人员的劳动强度。

与传统常用的小口径管线焊接方法不同,管道整体转动焊接方法是一种操作简单,有效提高焊口焊接质量,大幅度提高工作效率的方法。技术一般的焊工也完全能够焊接出完美合格的焊口,尤其适用于口径小、距离长的管道焊接。高效提高焊口质量、减少焊工劳动强度、提高工作效率、降低焊口质量不好带来的安全事故、环境污染等隐患。

具体的操作方法;首先设计了快速弧状夹式地线,利用旧轴承制作几套滚轮架,配备大小不同的几种管钳和链子钳,根据管线的直径、长度随时选用适合的管钳、链子钳,一般多采用36寸管钳较为理想。

一、快速弧状夹式地线夹持在小口径管线焊口附近,随焊接位置的移动随时移动。采取管工等辅助工组对一道焊口,焊工就焊接一道。定位焊点在正式焊接方向的对面,均使用烘干的碱性J506或者J507焊条进行点固、焊接。

二、焊接人员始终保持面对转动辅助人员,以便辅助人员便于观察焊接位置。在点固焊点的对面2点左右的位置开始进行焊接,待焊工焊至12点位置时,一名辅助人手持两把36寸管钳开始交替下压,一把管钳下壓的时候另一把管钳卡住管线防止管线回转,转动速度保持均匀,辅助人员戴好深色电焊眼镜随时观察焊工的焊接位置始终保持在焊缝的正上方平焊部位。

三、焊接采用烘干的碱性焊条,优点是熔化的金属熔池粘性大,在管口正上方12点左右焊接都能够保持铁水、熔渣分离清晰,在管口的上部爬坡平焊位置焊接,不会出现夹渣缺陷。焊缝强度高。辅助配合人员始终保持旋转已焊接完成的部位,新组对的单根管线不作为旋转的受力点,随着管线焊接长度的增加,在管线适当部位下部垫好从动滚轮架,用以减小滚动旋转的管线与地面的阻力。

四、根据长期现场的实际工作经验,3寸以内管线200米之内仅仅一人,两把36寸管钳不采取任何辅助措施完全可以旋转焊接。在管线长度比较长,达到600、700百米以上时,可采用链子钳,并将配置滚轮架在管线下部,达到到1000、2000米以上左右,几个人合力旋转若发生困难时,适当选择留下联头的一道固定焊口,从新起头旋转焊接一段新的管线,使旋转焊接能够顺利继续进行。

五、根据现场焊接时间对比,传统非转动焊接一道3寸焊口,前后用时将近10分钟。采用转动焊接一道3寸焊口,用时仅2分钟多一点,效率提高3~4倍。整道焊口只有一个顺向的热接头,而且最关键的是焊缝美观,接头少,接头和焊道部位整体熔合非常好,焊工普遍在转动焊完后对焊缝质量相当有信心。

六、在很多时候,管线铺设不是笔直的,会或多或少的出现大小不同的弯度,在遇到不是90度弯头的大弯的情况下,转动焊接时采取向大弯的外部旋转,这样比较容易顺利旋转管线。焊工多数都可以采取最轻松的坐姿进行焊接,不会受到工作量大而感觉疲惫,小口径管道整体转动焊接非常简单适用也好普及。

在长期的实际工作中多次采取整体转动焊接方法,焊缝质量比传统方法的提高很多,从来没有发生过焊口泄漏,发生安全事故,环境污染情况发生。班组的工作效率成倍提高,焊工的劳动强度大幅度降低。