國(guó)內(nèi)外油氣管道焊接技術(shù)發(fā)展綜述

.國(guó)內(nèi)外油氣管道焊接技術(shù)進(jìn)展綜述引言我國(guó)的油氣資源大局部分布在東北和西北地區(qū)，而消費(fèi)市場(chǎng)絕大局部在東品的輸送成為油氣資源開發(fā)和利用的最大障礙。管輸是突破這一障礙的最正確手將“加強(qiáng)輸油氣管道建設(shè)，形成管道運(yùn)輸網(wǎng)”的進(jìn)展戰(zhàn)略列入了“十五”進(jìn)展規(guī)劃。依據(jù)有關(guān)方面的規(guī)劃，將來(lái)10年內(nèi)，我國(guó)將建成14條油氣輸送管道，形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫(kù)”，總長(zhǎng)超過(guò)萬(wàn)公里的油氣管輸格局。這預(yù)示著我國(guó)馬上迎來(lái)油氣管道建設(shè)的頂峰期。我國(guó)正在建設(shè)和打算將要建設(shè)的重點(diǎn)自然氣管道工程有：西氣東輸工程，全長(zhǎng)417612009月正式開工建設(shè)，2023年全線貫穿；澀寧95020235月開工建設(shè)，目前已接近完工，自然氣已送到西寧；忠縣至武漢輸氣管道工程，全長(zhǎng)760公里，前期預(yù)備工作已獲得重大進(jìn)展，在建的11條隧道已有4條貫穿；石家莊至涿州輸氣管道工程，20220235月開工建設(shè)，目前已接近完工；石家莊至邯鄲輸氣管道工程，全長(zhǎng)約160公里；陜西靖邊至北京輸氣工程復(fù)線；陜西靖邊至西安輸氣管道工程復(fù)線；陜甘寧至呼和浩特輸氣工程，全長(zhǎng)497公里；海南島自然氣管道工程，全長(zhǎng)約270公里；山東龍口至青島輸氣管道工程，全長(zhǎng)約250公里；中俄輸氣管道工程，中國(guó)境內(nèi)全長(zhǎng)2023公里；廣東液化自然氣工程，招商引資工作已完成，打算2023年建成。在建和將建的輸油管道有：蘭成渝成品油管道工程，全長(zhǎng)1207公里，已于去年5月開工建設(shè)；中俄輸油管道工程，中國(guó)境內(nèi)長(zhǎng)約700公里；中哈輸油管道工程，中國(guó)境內(nèi)長(zhǎng)800公里。此外，由廣東茂名至貴陽(yáng)至昆明長(zhǎng)達(dá)2023公里的成品油管線和鎮(zhèn)海至上海、南京的原油管線也馬上開工建設(shè)。除主干線之外，大規(guī)模的城市輸氣管網(wǎng)建設(shè)也要同期配套進(jìn)展。7.5MPa1400mm3條壓5.5MPa1000mm35%19%，因1020mm的輸氣管道為例，操作壓力從5.5MPa7.5MPa41%7%23%。計(jì)算說(shuō)明，如能把輸氣管的工作壓力從7.5MPa，進(jìn)一步提高到10～12MPa，輸氣力量將進(jìn)一步增加33～60%。美國(guó)橫貫阿拉斯加的輸氣管道壓力高達(dá)11.8MPa8.3MPa，是目前操作壓力最高的管道。1我國(guó)石油自然氣管道建設(shè)初期焊接工藝應(yīng)用狀況“八三”管道會(huì)戰(zhàn)建設(shè)了大慶外輸問題。6～11mm。J506、J507焊型，根部單面焊雙面成型。方案正確，并且施工質(zhì)量良好。80年月初開頭推廣手工向下焊工藝，同時(shí)研制開發(fā)了纖維素型和低氫型向下焊點(diǎn)，因此在管道環(huán)縫焊接中得到了廣泛的應(yīng)用。90年月初開頭推廣自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)手工焊，有效地抑制了其他焊接工藝現(xiàn)成為管道環(huán)縫焊接的主要方式。焊接技術(shù)已到達(dá)了較高水平。管道施工用鋼管管線鋼的進(jìn)展歷史化學(xué)成分沒有嚴(yán)格的規(guī)定。自60年月開頭，隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大，開頭承受低合金高強(qiáng)鋼〔HSLA〕，主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。這類鋼的化學(xué)成分：C≤0.2%，合金元素≤3～5%。隨著管線鋼的進(jìn)一步進(jìn)展，到6070API5LX和API5LS標(biāo)準(zhǔn)中提出了微合金控0.1-0.14%，在鋼中參加≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，并通過(guò)控軋工藝使鋼的力學(xué)性能得到19731985年，API標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了X70X80鋼，而正消滅了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。Q235和六五”APIX60、X65管線鋼，并成功地與進(jìn)口鋼管一起用于管線敷設(shè)。90年月初寶鋼、武鋼又相繼開發(fā)了高強(qiáng)高韌X70管線鋼，并在澀寧蘭管道工程上得到成功應(yīng)用。管線鋼的主要力學(xué)性能管線鋼的主要力學(xué)性能為強(qiáng)度、韌性和環(huán)境介質(zhì)下的力學(xué)性能。例關(guān)系—屈強(qiáng)比，用以保證制管成型質(zhì)量和焊接性能。40-50MPa。鋼材的斷裂韌性與化學(xué)成分、合金元素、熱處理工藝、材料厚度和方向性有關(guān)。C、S、PV、Nb、Ti、Ni等合金元素，承受CMn。HIC也有重要的影響，為防HV265以下。管線鋼的焊接性下降，主要是焊接裂紋問題和焊接熱影響區(qū)脆化問題。自保護(hù)藥芯焊絲等含氫量高的焊材，線能量小，冷卻速度快，會(huì)增加冷裂紋的敏感性，需要實(shí)行必要的焊接措施，如焊前預(yù)熱等。Ti、Nb微t8/5來(lái)改善韌性。西氣東輸管道工程用鋼管西氣東輸管道工程用鋼管為X70Φ1016mm×14.6～26.2mm，其中螺旋焊管約占80%，直縫埋弧焊管約占20%，管線鋼用量約170萬(wàn)噸。X70Nb、V、TiNi、Cr、CuMo，使鐵素體的X70管線鋼12。焊接工藝現(xiàn)場(chǎng)焊接的特點(diǎn)條件較差，給施工帶來(lái)很多困難，尤其低溫帶來(lái)的麻煩最大。簡(jiǎn)潔因附加應(yīng)力而出問題。接位置。所以對(duì)焊工的操作技術(shù)提出了更高、更嚴(yán)的要求。當(dāng)今管道工業(yè)要求管道有較高的輸送壓力和較大的管線直徑并保證其安全運(yùn)行。方法、焊接材料和焊接工藝。管道施工焊接方法CRC公司研制的CRC多頭氣體保護(hù)管道自動(dòng)焊接系統(tǒng)，34000km道自動(dòng)焊技術(shù)主流。我國(guó)鋼質(zhì)管道環(huán)縫焊接技術(shù)經(jīng)受了幾次大的變革，70年月承受傳統(tǒng)焊接方法，低氫型焊條手工電弧焊上向焊技術(shù)，80年月推廣手工電弧焊下向焊技術(shù)，為纖維素焊條和低氫型焊條下向焊，90年月應(yīng)用自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊技術(shù)，到今日開頭全面推廣全位置自動(dòng)焊技術(shù)。80年月素焊條良好的根焊適應(yīng)性在很多場(chǎng)合下仍是自動(dòng)焊方法所不能代替的。自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊技術(shù)是20世紀(jì)90易于把握，是目前管道施工的一種重要焊接工藝方法。形機(jī)等配套設(shè)施尚未成熟，這些都限制了自動(dòng)焊技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。STTCO2氣體保護(hù)焊，穩(wěn)定，解決了飛濺問題和大口徑管道根部焊環(huán)節(jié)單面焊雙面成型的難題。西氣東輸管道工程中應(yīng)用的焊接方法。自動(dòng)焊方法包括：①內(nèi)焊機(jī)根部焊+自動(dòng)外焊機(jī)填充、蓋面；②STT氣保護(hù)半自動(dòng)焊部根焊+自動(dòng)外焊機(jī)填充、蓋面；③纖維素焊條手工電弧焊根部焊+外焊機(jī)自動(dòng)焊填充、蓋面。這幾種焊接方法的區(qū)分在于根部焊方法的不同。APW-Ⅱ分別進(jìn)展了焊接工藝性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，承受手工焊或半自動(dòng)焊方法進(jìn)展根部焊時(shí)，由于管口組對(duì)間隙不同造成坡口形約了自動(dòng)外焊機(jī)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。蓋面。焊接材料及焊接設(shè)備CO230%-50%的有機(jī)物，料。CO2STT半自動(dòng)焊和全位置自動(dòng)焊。BOHLER60107010HOBART81N1、811K6、3Ni1等。管道施工中承受的自保護(hù)藥芯焊絲主要為美國(guó)HOBARTCO2等焊材生產(chǎn)廠家。LINCOLN公司的MILLERXMT-304ZX7-400B，濟(jì)ZX7-400ST等。XMT304直流電源+S-32P送絲機(jī)，ZD7-500電源+X6-90送絲機(jī)是較好的選擇，另外，唐王DC-400+LINCOLNLN-23P送絲機(jī)也可供選擇。CO2氣保護(hù)焊根焊時(shí),適用的焊機(jī)為L(zhǎng)INCOLN公司的STT型逆變電源+LN-742PULSE350焊機(jī)+ULTRA