天然氣長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)研究

摘要：在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作中，天然氣管道施工的關(guān)鍵技術(shù)屬于非常重要的部分。其施工質(zhì)量的優(yōu)劣會(huì)對(duì)整個(gè)管道工程建設(shè)的穩(wěn)固性和持久性產(chǎn)生直接影響。在對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道進(jìn)行施工時(shí)，其中包含著較多的復(fù)雜因素，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)。全自動(dòng)焊接技術(shù)作為天然氣長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)中的一種，具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點(diǎn)。在此對(duì)當(dāng)前常用的焊接技術(shù)進(jìn)行了分析，并以某工程為例，對(duì)全自動(dòng)焊接技術(shù)在天然氣長(zhǎng)輸管道施工中質(zhì)量控制方面的內(nèi)容展開了研究。

關(guān)鍵詞：天然氣；長(zhǎng)輸管道；全自動(dòng)焊接技術(shù)；質(zhì)量控制

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國(guó)對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)。近年來天然氣在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占據(jù)的比重越來越高，已成為推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和綠色低碳發(fā)展的重要力量。長(zhǎng)輸管道作為天然氣輸送的主要方式，其施工質(zhì)量會(huì)對(duì)天然氣能否安全以及高效運(yùn)輸產(chǎn)生直接影響。近年來，我國(guó)天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工技術(shù)也不斷提高。但在施工過程中，仍存在較為顯著的焊接質(zhì)量問題，如何提高焊接質(zhì)量確保管道安全運(yùn)行，成為亟待解決的問題。與傳統(tǒng)手工焊接相比，全自動(dòng)焊接技術(shù)在提高焊接質(zhì)量、降低施工成本、縮短施工周期等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該對(duì)全自動(dòng)焊接技術(shù)在天然氣長(zhǎng)輸管道施工中的應(yīng)用展開深入研究，從而有效推動(dòng)我國(guó)天然氣長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)的發(fā)展。

1施工中常用的管線焊接工藝

1.1焊條電弧向下焊

焊條電弧向下焊技藝是一種能夠應(yīng)用在條件較為惡劣環(huán)境下的焊接工藝。由于其特殊的焊接方式和技術(shù)要求，該種技藝能夠有效提高焊接接頭的強(qiáng)度和密封性，從而使管線擁有良好的質(zhì)量以及較長(zhǎng)的使用壽命［1］。在當(dāng)前自動(dòng)化和智能化技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，該種技藝有望實(shí)現(xiàn)更高效以及更精準(zhǔn)的焊接作業(yè)。但是在應(yīng)用焊條電弧向下焊時(shí)，需要頻繁更換焊條，這大大增加了焊接作業(yè)的復(fù)雜性和難度，以及容易因?yàn)椴僮魅藛T的疏忽而導(dǎo)致管線焊接的質(zhì)量問題。

1.2半自動(dòng)焊接

半自動(dòng)焊接是一種具有較強(qiáng)防風(fēng)能力的焊接工藝，即便在風(fēng)速8 m/s的惡劣的環(huán)境下，依然能夠穩(wěn)定地開展焊接作業(yè)，并且不會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生任何負(fù)面影響。半自動(dòng)焊接工藝操作方便快捷，不需要復(fù)雜的設(shè)備和繁瑣的準(zhǔn)備工作，只需要操作人員掌握一定的焊接技巧和經(jīng)驗(yàn)，就能高效完成焊接任務(wù)。但是該種技藝不能開展根焊作業(yè)，在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍［2］。

2全自動(dòng)焊接技術(shù)在天然氣長(zhǎng)輸管道施工中應(yīng)用實(shí)例2.1工程概述

目前在對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道進(jìn)行施工時(shí)，全自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種技術(shù)正逐漸朝著智能化方向發(fā)展。中俄東線天然氣管道作為我國(guó)目前壓力最高、管徑最大的天然氣管道項(xiàng)目，其管材鋼級(jí)為X80M，管徑為1 422 mm×25.7 mm，設(shè)計(jì)壓力為12 MPa，在焊接施工中全面應(yīng)用了全自動(dòng)焊接技術(shù)。為確保焊接質(zhì)量和施工效率，采用了全套熊谷管道全自動(dòng)焊接設(shè)備，包括A810/65型號(hào)的根焊設(shè)備和A610型號(hào)的填充蓋面設(shè)備。根焊采用了RE70S6型號(hào)，填蓋選用了RE80SG型號(hào)，并采用了混合性氣體（20%CO2+80%Ar）作為保護(hù)氣體。為了對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行全面的檢測(cè)，采用管道全自動(dòng)超聲波（AUT）技術(shù)進(jìn)行無損檢測(cè)。自2017年12月13日項(xiàng)目啟動(dòng)一直到2018年3月31日的過程中，共完成了890道焊口的焊接作業(yè)。通過應(yīng)用全自動(dòng)超聲波（AUT）檢測(cè)技術(shù)對(duì)焊口進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，結(jié)果顯示有36道焊口未能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)不合格的焊口進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中未熔合缺陷有26道，占比高達(dá)72.2%，以及未焊透問題有10道，占27.8%。通過對(duì)焊接質(zhì)量問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要受到以下因素的影響，具體可見表1。

2.2天然氣長(zhǎng)輸管道中全自動(dòng)焊接技術(shù)的質(zhì)量控制2.2.1加強(qiáng)焊工責(zé)任心

在當(dāng)前時(shí)代背景下，管道全自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化以及信息化，全自動(dòng)焊工的專業(yè)技能以及責(zé)任心是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過對(duì)本工程不合格的情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)其中存在大量焊口不合格的問題，其主要受到了焊工的直接影響。因此，為確保天然氣長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量，在應(yīng)用全自動(dòng)焊接技術(shù)時(shí)，首先應(yīng)該對(duì)焊接軌道進(jìn)行校正，確保焊槍能夠始終沿著焊縫移動(dòng)，有效避免因焊槍偏離焊縫導(dǎo)致的焊接缺陷［3］。其次，焊工應(yīng)該定期對(duì)軌道的磨損情況進(jìn)行檢查，如果在檢查中發(fā)現(xiàn)軌道磨損嚴(yán)重，需及時(shí)修復(fù)或更換，以保證焊接過程的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量。此外，在焊接過程中，焊工還應(yīng)該對(duì)電弧在坡口兩側(cè)的熔合情況進(jìn)行觀察。尤其在進(jìn)行填充焊時(shí)，由于使用雙焊槍，焊工更需要注意電弧的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)電弧出現(xiàn)異常，需要立即停止該焊槍的焊接工作，并及時(shí)進(jìn)行修焊處理。在本工程實(shí)例中，焊道未熔合的問題，在很大程度上是因?yàn)楹腹ぴ诤附舆^程中沒有有效落實(shí)自身責(zé)任，在發(fā)生電弧異常時(shí)沒有及時(shí)處理。因此，焊工不僅需要掌握先進(jìn)的焊接技術(shù)，還需要具備高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神。為了加強(qiáng)焊工的責(zé)任心，可以開展相關(guān)教育活動(dòng)并完善獎(jiǎng)勵(lì)懲罰措施。

2.2.2加強(qiáng)焊接設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)

在對(duì)全自動(dòng)焊接技術(shù)的質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，需要確保焊接設(shè)備能夠正常運(yùn)行。由于天然氣長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊接所采用的設(shè)備比較復(fù)雜，包括電源系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等，需要使用專業(yè)知識(shí)和技能對(duì)其進(jìn)行有效的操作和維護(hù)［4］。因此，可以與焊接教師以及該領(lǐng)域的專業(yè)人員合作進(jìn)行設(shè)備維修與保養(yǎng)。在此過程中，如果發(fā)現(xiàn)焊口外觀存在質(zhì)量問題，應(yīng)立刻向機(jī)組人員反饋，并協(xié)助其分析原因和提出改進(jìn)建議。同時(shí)需要經(jīng)常與焊工進(jìn)行交流溝通，了解焊接設(shè)備的工作狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。需要注意的是，焊接設(shè)備經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，其焊接參數(shù)可能會(huì)隨時(shí)間及溫度的變化而發(fā)生改變。

2.2.3加強(qiáng)監(jiān)理管理

良好的監(jiān)理管理也是對(duì)全自動(dòng)焊接技術(shù)質(zhì)量進(jìn)行控制的有效手段。首先，監(jiān)理應(yīng)對(duì)焊工的日常工作進(jìn)行密切關(guān)注，確保其嚴(yán)格遵循行業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在關(guān)注過程中，需要檢查焊工在焊接時(shí)是否完全關(guān)閉焊條筒，以防止焊條因暴露在空氣中而受潮或變質(zhì)；檢查焊條筒中的焊條是否保持在適當(dāng)?shù)臏囟?；檢測(cè)焊接完成后是否對(duì)焊口周圍進(jìn)行了清理。如果在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)焊工存在不良焊接習(xí)慣，監(jiān)理應(yīng)立即與施工單位的管理人員進(jìn)行溝通，商討出有效的措施將焊工的不良習(xí)慣及時(shí)糾正，從而確保焊接工作的規(guī)范性和安全性［5］。其次，監(jiān)理應(yīng)該認(rèn)真檢查相關(guān)工作人員焊接工作的選擇情況，包括嚴(yán)格核對(duì)焊接作業(yè)中管線的焊接電流與電壓的設(shè)定值，確保處于技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的合理區(qū)間內(nèi)；對(duì)于需要進(jìn)行預(yù)熱處理的焊接材料，檢查施工單位是否按照相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程進(jìn)行了充分的預(yù)熱；關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)是否配備了足夠數(shù)量且性能可靠的測(cè)溫設(shè)施，如紅外線測(cè)溫槍、熱電偶溫度計(jì)等。此外，定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視也是監(jiān)理的重要職責(zé)之一。在巡視的過程中，監(jiān)理如果發(fā)現(xiàn)不合格的焊縫，應(yīng)立即與施工單位進(jìn)行溝通，要求其對(duì)不合格的焊縫進(jìn)行整改。

3結(jié)語(yǔ)

在天然氣長(zhǎng)輸管道施工過程中，存在較多的焊接技術(shù)難點(diǎn)，只有確保每個(gè)環(huán)節(jié)都符合規(guī)范要求，才能從根本上保障管道的正常運(yùn)行和安全性。因此，在應(yīng)用全自動(dòng)焊接技術(shù)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，需要加強(qiáng)焊工的責(zé)任心、加強(qiáng)焊接設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)以及加強(qiáng)監(jiān)督管理。

參考文獻(xiàn)：

［1］魏世澤.天然氣長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)研究［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2023，43（16）：172-174.

［2］胡榮.石油天然氣長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)研究綜述及展望［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2023，43（13）：111-113.

［3］張柳海，陳宇.天然氣長(zhǎng)輸管道線路選擇及施工技術(shù)研究［J］.清洗世界，2022，38（3）：169-171.

［4］李紅.天然氣長(zhǎng)輸管道線路選擇及施工技術(shù)研究［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2021，41（13）：165-166.

［5］宿志堅(jiān).淺析石油天然氣長(zhǎng)輸管道線路的選擇及施工技術(shù)［J］.江西建材，2020（6）：151-152.

作者簡(jiǎn)介：劉華秋，男，黑龍江鐵力人，助理工程師，本科，研究方向：天然氣管道施工管理。