长输管道焊接技术的应用思考

范琼华

摘要：长输管道的焊接及技术的实施具有一定的难度，并且应用起来相对复杂，由于具有线路长、跨区域广等特点，又途径山区、平原、丘陵等地带，自然条件多变，无论是技术要求还是施工条件都受到很多限制。而长输管道的主要作用是输送石油或者天然气等油气资源，对输送条件的要求也非常高。如果焊接技术不成熟，管道的质量存在问题，那么将影响油气输送的效率和质量，从而影响到相关行业的发展。

关键词：长输管道；焊接技术；思考

1长输管道工程施工的特点

长距离输送管道的施工建设周期长，施工的距离长，工作量大，需要多个工种的配合，才能完成长输管道的建设任务。如管沟的挖掘，管线的焊接，焊口的无损检测，管道的防腐处理，地面阀室及场站的建设等，长输管道施工经过的区域复杂，河流、山林、农田、水网地段都可能经过，需要合理设计长输管道的路径，尽可能减少管道建设的施工作业量，达到设计的输送效果即可。

长输管道施工的沿线分段施工，整个管段的协调难度大。长输管道施工过程中，需要现场指挥，对发现的问题及时予以处理。而且现场的质量监督管理人员，随时对施工质量进行检查验收，发现质量问题，责令整改，之后进行验收，避免隐蔽性的安全隐患存在，给后续长输管道的运营带来危害。长输管道需要管材数量巨大，质量要求严格，对材料的优选，使其出厂的质量达到设计标准，才能用于长输管道建设施工中。将管材分配到长输干线的各个部位，运送的工作量非常大。而且长输管道的施工一般都在野外，具有遇到突发事件处理的难度大的特点，因此，在长输管道施工建设过程中，制定事故应急预案，采取必要的措施，有效地防止安全事故的出现，更好地保质保量地完成长输管线施工任务。

2长输管道焊接技术的发展进程

2.1焊条电弧向上焊技术

在上世纪70、80年代时期，我国就已经开始对长输管道的焊接技术进行了研究和探索，当时使用的技术就是被称为低氢型焊条电弧向上焊的焊接技术。因为其使用起来比较灵敏，且具有可控性强的特点，也成为了主要的焊接方法。而且比较容易受到工人的技术能力以及环境的影响，因此也会对焊接的质量造成影响。

2.2焊条电弧向下焊技术

发展至80年代后期，由于京陕线等煤油管线的施工完整，致使焊条电弧向下焊技术，被广泛的应用在了我国长输管道的施工建设之中。而焊条电弧向下焊技术通过了全纤维素型、混合型以及复合型这几个阶段的快速发展后，才最终形成。首先，全纤维素型向下焊接技术的发展应用。其所使用的焊材中有着纤维素这种成分，由于其熔点较低，其熔解率也相对较高，焊接用时比较短，且具有高效率和低成本的焊接特点。其次，是混合型向下焊接技术的应用。这种焊接技术则主要应用于地质条件以及自然环境比较复杂多变的长输管道焊接的施工现场。因为其主要使用的多层焊技术，不仅能够有效的提升其施工质量，还能够极大程度的避免其出现施工问题，对焊接质量造成影响。最后，则是复合型向下焊接技术的应用。其技术工艺则是将打底焊采用向下焊以及填充焊进行了有效的组合，使其成为盖面焊采用向上焊的技术。因为其具有较强的简便操作的特点，所以此技术也能够应用在各个不同的长输管道工程的施工中。

2.3自保护药芯半自动焊

到90年代以及21世纪初期，在长输管道的施工过程中，开始有保护药芯半自动焊技术身影的出现。其施工原理则为，一定的药粉在施工的过程中出现了分解作用，其所出现的保护气体能够将空气排除在外，这样就能够实现对焊缝的保护作用，降低了缺陷问题的发生率。此项技术有着比较强的抗风能力，且由于其焊接质量较高、成本较低、便于操作等特点，也被广泛的应用在长输管道的施工中。

2.4全位置自动焊接技术的出现

全位置自动焊接技术出现的背景是信息时代的到来以及科学技术快速发展的影响。其操作方式首先需要对管道进行有效的固定，使焊接小车上存在的焊枪能够按照轨道运行的轨迹进行有效的运动，达到自动焊接的目的。由于此技术具有较强的效率性，且焊接质量较高，同时能够将工人从恶劣的焊接环境中解放出来，也受到了极大的欢迎。但是因为其对管道的材料有更高的要求，就不能够进行一次性的施工，必须进行前期的焊接打底工作才行，一定程度上说，也增加了施工的繁琐性。

3长输管道裂纹产生的原因和对策

3.1冷裂纹的产生和预防对策

长输管道冷裂纹产生的基本条件为，焊接接头在焊接的过程中形成淬硬组织，由于氢气的扩散使得焊接拉伸应力增大，这些条件的互相作用和影响，使得管道焊接出现裂纹。在管道焊接裂纹中主要的诱发因素为氢气。同时层状撕裂的原因为管道钢材的组成中存在非金属杂物，从而使得厚度上的拉伸塑性能力降低，进而使得其中存在较高的拉应力。为了使冷裂纹得到有效的预防，还需要从降低氢气的扩散含量、降低焊接应力等方面入手。首先在焊条的选择中，尽可能的选择一些碱性低氢的焊条，进而减少氢气的扩散。同时焊条以及焊剂需要严格按照规定进行烘干处理，并且要做到随用随取。防止因为存放管理不当使其吸收大量的空气水分，进而在电弧热的作用下产生氢气。并合理的规范焊接线能量，比如在焊接前先进行预热、缓冷等。同时改善焊缝以及热影响区的组织状态，在焊接结束后，马上进行消氢处理，从而使得氢气能够充分溢出焊接头。在焊接结束后，还需要进行热处理，对一些高强度的金属不等其冷却即进行退火处理，从而使其内应力得到消除，并通过去氢以及淬硬组织回火的方式对其韧性进行改善。此外还需要保证焊接钢材的质量，减少钢材中的杂物。在焊接工艺上利用相应的措施减少板厚方向的拉应力，进而有效的防止层状撕裂。

3.2热裂纹的产生和预防对策

热裂纹一般产生在焊接缝中，有时也会出现在热影响区。其产生的原因为在焊接熔池结晶的过程中偏析现象的出现而导致的，偏析现象使得析出的物质都为熔点低的杂质以及共晶等物质。在结晶的过程中主要以液态的形式存在，同时由于熔点低导致结晶凝固，凝固后的强度也逐渐降低。如果焊接的拉伸应力加大，那么将会使液态间层拉开，进而形成凝固裂纹。此外，母材晶界中的低熔点杂质以及共晶也会在高温的影响下融化成为液态间层，当焊接拉伸应力增大到一定程度时，由于拉力产生裂纹。

针对热裂纹主要采用的应对措施为，限制管材以及焊接材料中的杂质含量，保证碳含量在0.10%以上。同时注重对焊缝金属化学成分的调节，对焊接的组织进行有效的改善，细化焊缝中的晶力，从而提升功能焊缝的可塑性。控制偏析程度以及熔点共晶的影响。同时采取降低焊接应力的工艺措施，合理控制焊接应力。在断弧的过程中采用收弧板或者延长断弧时间，保证弧坑填满，进而减少裂纹。此外，通过对钢材中杂质含量的降低，减小焊接线的方式也能够有效的预防热裂纹的产生。

4结语

长输管道在实际施工建设过程中，施工单位一定要根据施工现场的具体情况，合理选择焊接工艺，及时解决建设过程中存在的问题，力求保证长输管道的焊接质量，从而保证管道的安全，延长管道的使用寿命，使得长输管道能够更多的国民经济的发展服务。

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