油氣管道帶壓開孔焊接工藝

隨著我國長輸油氣管道建設發(fā)展，油氣管道的高強韌性管線的維護量也在飛速地增長。在管線的維護作業(yè)中，由于管道的維護或新增支線等原因進行帶壓開堵漏和帶壓開孔以及管道切割作業(yè)也成為了管線維護的主要工作。由于管道施工中的環(huán)焊部位是失效事故的多發(fā)位置，因此，帶壓開孔和帶壓堵漏作業(yè)要嚴禁在焊接部位進行以上施工。

在管道帶壓開孔工程施工中，管道帶壓開孔短節(jié)焊接工藝是施工中必須確保的關(guān)鍵技術(shù)，不僅直接關(guān)系到帶壓開孔工程的焊接質(zhì)量、施工效率和成本，而且對管線運行期間的安全可靠性和經(jīng)濟效益也有重要影響。

1.焊接工藝

1.1  焊接接頭坡口形式

管道帶壓開孔焊接施工通常采用的坡口型式為 API 標準30°V 型坡口，適合手工焊。但對于大口徑、厚壁鋼管來說，這樣的焊接接頭坡口型式填充金屬量大，勞動強度高，且不適合于自動焊的焊接，通常半自動焊用 23°V 型坡口，自動焊用窄間隙復合坡口型式。

1.2  預熱與層間溫度

帶壓開孔短節(jié)焊接的預熱，目的是通過減緩母材的應力狀態(tài)和降低根焊道的冷卻速度來防止根部冷裂紋。管道焊接施工的預熱溫度范圍應考慮母材的強度、組織性能變化規(guī)律、管徑和壁厚，以及焊接材料的含氫量等因素。對于厚壁鋼管的多層焊，還要考慮控制焊道層間溫度來控制近縫區(qū)的冷卻速度。層間溫度一般與預熱溫度相近。在避免近縫區(qū)過熱的前提下，較高的層間溫度可防止多層焊時冷裂紋的產(chǎn)生。

1.3  焊接線能量

焊接線能量的確定需綜合考慮母材成分、帶壓開孔短節(jié)焊接材料類型、對藥皮（藥芯、焊劑）的冶金反應和保護氣體保護效果的影響、焊前預熱狀況、層間溫度控制情況、管子規(guī)格、焊絲（條）直徑、熱影響區(qū)的脆化和軟化傾向、所希望的組織和力學性能，以及施焊位置、焊接道次、每道焊層厚度、焊縫成型和熔滴的過渡形式等因素。

1.4  后熱處理及熱處理

管道帶壓開孔短節(jié)的焊接施工一般不進行焊后的后熱處理和熱處理。但對于在高寒地區(qū)施工時，當焊前預熱和層間溫度控制難以起更大作用時，有必要對焊接接頭采取一定的后熱和熱處理措施，用來保證帶壓開孔短節(jié)焊接接頭的組織和性能。

1.5  其它

在管道帶壓開孔焊接施工過程中應考慮到短節(jié)、閥門、管件以及高強度、大壁厚鋼管所承受的外部應力作用帶來的影響。同時應考慮環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和環(huán)境風速對不同焊接方法的影響，采取必要的措施保證焊接質(zhì)量。

1.6 最后總結(jié)

前面介紹了國內(nèi)管道帶壓開孔短節(jié)焊接技術(shù)的應用現(xiàn)狀，在焊接材料、方法、工藝和設備等應用方面與國外的技術(shù)差距越來越小，自動焊技術(shù)已基本普及應用。但是國內(nèi)的焊接材料多滿足于手工焊，自動焊絲和半自動焊材自主研發(fā)、生產(chǎn)不足，相當一部分還需要進口。同時國內(nèi)焊接材料的性能也有待改善，產(chǎn)品系列化不足。在焊接電源方面，國內(nèi)企業(yè)有了大面積的應用，但是目前還不能象國外焊機那樣應用廣泛；用于打底的自動根焊電源國內(nèi)還沒有生產(chǎn)。

隨著國內(nèi) X80 管線鋼在冀寧管道的成功焊接，更高級管線鋼 X100和 X120不久也將應用在國內(nèi)管道建設上。管線鋼級的提高，必然對帶壓開孔的焊接技術(shù)要求越來越高，尤其是對焊接材料和焊接設備的性能要求，因此我們在焊接技術(shù)方面還有很大的提升空間，對焊接材料和設備的需求也會進一步增加。