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摘要：随着管线钢性能的不断提高，管道建设越来越趋于向长距离，高工作压力，大口径、厚壁化方向发展，这就需要研发高质量的焊 接材料和高效率的焊接方法与之相匹配，保证环焊接头的强韧性。本文对油气长输管道的焊接技术进行论述。
关键词：油气管道；焊接技术；应用
中图分类号：TG4文献标识码： A
引言
国内油气管道建设在引进了下向焊接技术以后，目前手工下向焊技术已经得到广泛使用，药芯焊丝自保护半自动焊接技术在国内也开始使用，而管道自动焊接技术还处在研制阶段。一些非专业管道施工队伍仍然以手工上向焊接方法进行管道安装。在国外，澳大利亚、阿根廷、美国等国早已广泛使用药芯焊丝自保护半自动焊接技术成功建设了多条油气管道，而更为先进的管道自动焊接技术在美国、加拿大、前苏联等国也已经被成熟运用。面对如此巨大的差距，除了抓紧技术革新、完善现有的管道手工焊接技术，对未来焊接技术的发展仍有积极的现实意义。引进开发之外，针对国内目前的现状，不断研究、发展、完善现有的焊接工艺是十分必要的。
一、管道现场焊接施工的特点
由于目前新发现和开采的油气地处边远地区，地理、气候、地质条件比较恶劣，社会依托条件较差，给管道施工带来很多困难。管道现场焊接时，采用对口器进行管口组对。为了提高效率，一般是在对好的管口下放置基础梁木或土堆，在对前一个对接口进行焊接的同时，开始下一个对接准备工作。这将产生较大的附加应力。同时由于钢管热胀冷缩的影响，在碰死口时最容易因附加应力而出问题，现场焊接位置为管水平固定或倾斜固定对接，包括平焊、立焊、仰焊、横焊等焊接位置。因此对焊工的操作技术提出了更高、更严的要求。如今油气开发要求管道有较高的输送压力和较大的管线直径并保证其安全运行。为适应管线钢的高强化、高韧化、管径的大型化和管壁的厚壁化出现了多种焊接方法、焊接材料和焊接工艺。
二、焊接技术的有效应用
1、下向焊条电弧焊的有效应用
中国石油天然气管道三公司在20世纪80年代成功试验了下向焊技术，并随后将下向焊技术应用于西南成品油管线、内蒙达哈线、突尼斯工程前半期、甬沪宁管线、西气东输管线、陕京线、鄯乌线以及中沧输气管线等工程中。将管道水平安置并固定后，利用该技术可以从管道顶部中心开始焊接，然后沿两侧管壁垂直向下焊接，直至管道底部中心，相比于上向焊条，下向焊条的药皮配方比较独特，使其具有较大的电弧吹力和焊接熔深，较快的焊条融化速度，较高的熔敷效率，并且在进行打底焊时，单面焊能够实现双面成型；但还是有着以下几方面的缺陷：根焊很难看见熔池，频繁起弧与熄弧，且在起弧点和熄弧点很容易出现未熔合和未焊透等缺点;并在焊接过程中需要频繁的更换焊条，浪费了大量的时间和精力。但与自动焊相比较，弥补了自动焊在野外环境较差的情况下使用复杂的设备和操作不方便的缺点。因而具有焊接质量好且速度快的特点，已经被广泛的使用在焊接工程之中，特别是大直径、管壁薄且管道长的焊接工程应用尤为广泛。
2、药芯焊丝自保护半自动焊的有效应用
上世纪九十年代初期，由中国石油天然气管道局从美国引进的自保护半自动焊设备和技术，并经过培训后在1995年的突尼斯工程中得到了首次应用，并在随后的库鄯线、兰成渝、涩宁兰、西气东输以及苏丹输油管道等管线工程得到了广泛的应用，以及川气东送和西气东输二线榆济输气管道工程中大量应用了下向焊条电弧焊和药芯焊丝自保护半自动焊等焊接方法。我国当前焊接技术主要是通过纤维素焊条下向焊或者STT进行根焊。此技术主要适用于一些管径粗的油气管道，且管径越粗越能体现半自动焊的应用优点。半自动焊通常借助设备焊接，而设备只起到了供给填充金属的作用，焊接的速度则需要由焊接人员把握。由此可见，半自动焊具有工作效率高、劳动强度低，焊接质量高、综合成本低、熔敷效率高、环境适应性强以及全位置焊接成型好等优点，是我国油气管道工程中焊接应用的主要技术。
3、全位置自动焊的有效应用
全自动焊技术主要适用于口径大、管壁厚的管道工程中，早在上世纪六十年代，西方国家在管道工程中就应用了自动焊技术。而在我国，只是在西气东输管道工程中才有大规模的应用。该技术主要是在自动焊机头上应用实芯焊丝作为焊接材料，借助二氧化碳气体或者二氧化碳与氩气的混合气体作为保护气体的焊接技术。该技术具有的特点是：能进行大机组的流水作业，焊接质量好且易操作、焊缝成型美观，降低了劳动强度，且焊接施工效率高于半自动焊。但也具有很多不足之处，对管道的坡口和组对质量要求较高，对坡口的型式有着严格的要求，且容易受外界因素的干扰，通常要求风速不大于2m/s，是气体保护焊过程中普遍存在的问题，且边远地区的气源运输及其困难。此外，设备结构较为复杂，自动化程度高、搬移困难、辅助设备多，且在工程施工中的设备故障频发，需要配备各种备用的零部件和技术实力强的维修人员,在设备故障时进行维修。基于以上特点，曾经在西气东输二线工程得到了极为广泛的应用。
三、油气管道施工过程中质量管理和控制对策
油气建设企业主要承担着油气管道的工建设任务。管道建设属于典型的野外施工作业，其作业点沿着管道的走向不断迁移，焊接工作的难度可想而知，受工作环境所限，主要采用流水作业或单兵作业的方式，更为这种模式的推进带来了困难。因此，焊接设备也需要随着作业地点的改变而不断移动，这就对焊接设备的质量、体积、抗震等方面有所要求。管道焊接施工的特点主要表现在施工现场不在固定的区域，施工環境复杂且多变，全位置焊接操作，施工固定条件不稳定，和应用的焊接工艺种类多等几个方面这些特点影响着焊接施工用焊接设备的选型。为提高管道施工速度，需要尽量缩短管口组对和根部焊接的时间，即在前一道焊口完成根部焊接进行热焊的同时，进行下一道焊口的管口组对，这样做可以提高效率，但是管子不能稳定地固定，会产生一定的附加应力。因此，选择根焊焊接设备和焊接工艺的原则就是尽量快速地实现单面焊双面成型，从而保证根焊层的厚度。
1、超前做好施工前期管理
对工程所需的原材料、配件的质量控制。施工过程中所需要的各种原料、配件必须在检查合格后方可使用。对施工方案、方法和工艺的控制。认真审查施工单位编报的施工组织设计，重点审查施工单位的质量保障体系是否键全；施工现场总体布置是否造合具体工程；施工技术措施是否具有针对性和有效性。首先对施工单位的管理人员、技术人员及特种岗位的操作人员，实行资质审查和管理。只有经过对施工队伍的资质和管理水平、技术措施进行事前的严格审查把关，符合条件的方可进场作业。对于关键岗位、特种岗位和特殊专业上的操作人员，必须持有由油气行政主管部门签发的上岗证，都必须持有效上岗证件，方准上岗操作。
2、施工过程质量控制
施工阶段为了确保施工质量始终处于受控状态，现场管理人员主要可以采用以下手段，实施监督管理。旁站监理，这是施工质量控制最主要的一种现场管理方法，在施工过程中现场观察、监督、巡视检查施工工序，及时发现质量事故苗头和潜在质量隐患，对于重点施工作业时，引入行业有效监理更为重要。要对施工过程中所用的各种配件的进行现场试验，判断是否满足设计和规范。对施工阶段工程质量控制，最有效、最普遍的方法是现场检查，坚持巡察制度。
结束语
总而言之，油气管道施工中焊接技术的有效应用是摆在我们面前的重要课题，我们应该不断探究，不断创新焊接技术，提高焊接技术在油气管道施工中的应用水平，以便更好的为我国油气管道的建设服务。
参考文献
[1]李晓曦.浅析油气输送管道焊接技术问题[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(16):252.
[2]张文革.油气输送管道焊接质量的重要性分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013,(12):216-216.
[3]赵金兰,雷俊杰,王高峰等.油气输送管道对接环焊缝缺陷检测分析[J].焊管,2013,(11):43-47.
关键词：油气管道；焊接技术；应用
中图分类号：TG4文献标识码： A
引言
国内油气管道建设在引进了下向焊接技术以后，目前手工下向焊技术已经得到广泛使用，药芯焊丝自保护半自动焊接技术在国内也开始使用，而管道自动焊接技术还处在研制阶段。一些非专业管道施工队伍仍然以手工上向焊接方法进行管道安装。在国外，澳大利亚、阿根廷、美国等国早已广泛使用药芯焊丝自保护半自动焊接技术成功建设了多条油气管道，而更为先进的管道自动焊接技术在美国、加拿大、前苏联等国也已经被成熟运用。面对如此巨大的差距，除了抓紧技术革新、完善现有的管道手工焊接技术，对未来焊接技术的发展仍有积极的现实意义。引进开发之外，针对国内目前的现状，不断研究、发展、完善现有的焊接工艺是十分必要的。
一、管道现场焊接施工的特点
由于目前新发现和开采的油气地处边远地区，地理、气候、地质条件比较恶劣，社会依托条件较差，给管道施工带来很多困难。管道现场焊接时，采用对口器进行管口组对。为了提高效率，一般是在对好的管口下放置基础梁木或土堆，在对前一个对接口进行焊接的同时，开始下一个对接准备工作。这将产生较大的附加应力。同时由于钢管热胀冷缩的影响，在碰死口时最容易因附加应力而出问题，现场焊接位置为管水平固定或倾斜固定对接，包括平焊、立焊、仰焊、横焊等焊接位置。因此对焊工的操作技术提出了更高、更严的要求。如今油气开发要求管道有较高的输送压力和较大的管线直径并保证其安全运行。为适应管线钢的高强化、高韧化、管径的大型化和管壁的厚壁化出现了多种焊接方法、焊接材料和焊接工艺。
二、焊接技术的有效应用
1、下向焊条电弧焊的有效应用
中国石油天然气管道三公司在20世纪80年代成功试验了下向焊技术，并随后将下向焊技术应用于西南成品油管线、内蒙达哈线、突尼斯工程前半期、甬沪宁管线、西气东输管线、陕京线、鄯乌线以及中沧输气管线等工程中。将管道水平安置并固定后，利用该技术可以从管道顶部中心开始焊接，然后沿两侧管壁垂直向下焊接，直至管道底部中心，相比于上向焊条，下向焊条的药皮配方比较独特，使其具有较大的电弧吹力和焊接熔深，较快的焊条融化速度，较高的熔敷效率，并且在进行打底焊时，单面焊能够实现双面成型；但还是有着以下几方面的缺陷：根焊很难看见熔池，频繁起弧与熄弧，且在起弧点和熄弧点很容易出现未熔合和未焊透等缺点;并在焊接过程中需要频繁的更换焊条，浪费了大量的时间和精力。但与自动焊相比较，弥补了自动焊在野外环境较差的情况下使用复杂的设备和操作不方便的缺点。因而具有焊接质量好且速度快的特点，已经被广泛的使用在焊接工程之中，特别是大直径、管壁薄且管道长的焊接工程应用尤为广泛。
2、药芯焊丝自保护半自动焊的有效应用
上世纪九十年代初期，由中国石油天然气管道局从美国引进的自保护半自动焊设备和技术，并经过培训后在1995年的突尼斯工程中得到了首次应用，并在随后的库鄯线、兰成渝、涩宁兰、西气东输以及苏丹输油管道等管线工程得到了广泛的应用，以及川气东送和西气东输二线榆济输气管道工程中大量应用了下向焊条电弧焊和药芯焊丝自保护半自动焊等焊接方法。我国当前焊接技术主要是通过纤维素焊条下向焊或者STT进行根焊。此技术主要适用于一些管径粗的油气管道，且管径越粗越能体现半自动焊的应用优点。半自动焊通常借助设备焊接，而设备只起到了供给填充金属的作用，焊接的速度则需要由焊接人员把握。由此可见，半自动焊具有工作效率高、劳动强度低，焊接质量高、综合成本低、熔敷效率高、环境适应性强以及全位置焊接成型好等优点，是我国油气管道工程中焊接应用的主要技术。
3、全位置自动焊的有效应用
全自动焊技术主要适用于口径大、管壁厚的管道工程中，早在上世纪六十年代，西方国家在管道工程中就应用了自动焊技术。而在我国，只是在西气东输管道工程中才有大规模的应用。该技术主要是在自动焊机头上应用实芯焊丝作为焊接材料，借助二氧化碳气体或者二氧化碳与氩气的混合气体作为保护气体的焊接技术。该技术具有的特点是：能进行大机组的流水作业，焊接质量好且易操作、焊缝成型美观，降低了劳动强度，且焊接施工效率高于半自动焊。但也具有很多不足之处，对管道的坡口和组对质量要求较高，对坡口的型式有着严格的要求，且容易受外界因素的干扰，通常要求风速不大于2m/s，是气体保护焊过程中普遍存在的问题，且边远地区的气源运输及其困难。此外，设备结构较为复杂，自动化程度高、搬移困难、辅助设备多，且在工程施工中的设备故障频发，需要配备各种备用的零部件和技术实力强的维修人员,在设备故障时进行维修。基于以上特点，曾经在西气东输二线工程得到了极为广泛的应用。
三、油气管道施工过程中质量管理和控制对策
油气建设企业主要承担着油气管道的工建设任务。管道建设属于典型的野外施工作业，其作业点沿着管道的走向不断迁移，焊接工作的难度可想而知，受工作环境所限，主要采用流水作业或单兵作业的方式，更为这种模式的推进带来了困难。因此，焊接设备也需要随着作业地点的改变而不断移动，这就对焊接设备的质量、体积、抗震等方面有所要求。管道焊接施工的特点主要表现在施工现场不在固定的区域，施工環境复杂且多变，全位置焊接操作，施工固定条件不稳定，和应用的焊接工艺种类多等几个方面这些特点影响着焊接施工用焊接设备的选型。为提高管道施工速度，需要尽量缩短管口组对和根部焊接的时间，即在前一道焊口完成根部焊接进行热焊的同时，进行下一道焊口的管口组对，这样做可以提高效率，但是管子不能稳定地固定，会产生一定的附加应力。因此，选择根焊焊接设备和焊接工艺的原则就是尽量快速地实现单面焊双面成型，从而保证根焊层的厚度。
1、超前做好施工前期管理
对工程所需的原材料、配件的质量控制。施工过程中所需要的各种原料、配件必须在检查合格后方可使用。对施工方案、方法和工艺的控制。认真审查施工单位编报的施工组织设计，重点审查施工单位的质量保障体系是否键全；施工现场总体布置是否造合具体工程；施工技术措施是否具有针对性和有效性。首先对施工单位的管理人员、技术人员及特种岗位的操作人员，实行资质审查和管理。只有经过对施工队伍的资质和管理水平、技术措施进行事前的严格审查把关，符合条件的方可进场作业。对于关键岗位、特种岗位和特殊专业上的操作人员，必须持有由油气行政主管部门签发的上岗证，都必须持有效上岗证件，方准上岗操作。
2、施工过程质量控制
施工阶段为了确保施工质量始终处于受控状态，现场管理人员主要可以采用以下手段，实施监督管理。旁站监理，这是施工质量控制最主要的一种现场管理方法，在施工过程中现场观察、监督、巡视检查施工工序，及时发现质量事故苗头和潜在质量隐患，对于重点施工作业时，引入行业有效监理更为重要。要对施工过程中所用的各种配件的进行现场试验，判断是否满足设计和规范。对施工阶段工程质量控制，最有效、最普遍的方法是现场检查，坚持巡察制度。
结束语
总而言之，油气管道施工中焊接技术的有效应用是摆在我们面前的重要课题，我们应该不断探究，不断创新焊接技术，提高焊接技术在油气管道施工中的应用水平，以便更好的为我国油气管道的建设服务。
参考文献
[1]李晓曦.浅析油气输送管道焊接技术问题[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(16):252.
[2]张文革.油气输送管道焊接质量的重要性分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013,(12):216-216.
[3]赵金兰,雷俊杰,王高峰等.油气输送管道对接环焊缝缺陷检测分析[J].焊管,2013,(11):43-47.