油氣管道環(huán)焊縫焊接技術(shù)現(xiàn)狀,及發(fā)展趨勢

油氣管道環(huán)焊縫焊接技術(shù)現(xiàn)狀,及進(jìn)展趨勢0前言依據(jù)我國中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃，2023年我國打算建設(shè)的長輸管線總長將到達(dá)24萬km16.3km、3.7km、4km2023年底，我國已建油14km8km，原油管道約3.5km3.0km。我國自然氣市場主要在東部，資源地主要在西部，進(jìn)口自然氣的資源地主要在俄羅斯及中亞地區(qū)，氣管道輸量和運(yùn)距的不斷增加，管道建設(shè)越來越多地使用了大口徑〔1219mm、12m、高鋼級〔如、0〕的管線鋼管。顯，但在環(huán)焊縫焊接過程中仍面臨一些母材焊接性方面的技術(shù)難點(diǎn)，性能，及環(huán)焊接頭需具備等強(qiáng)、韌性或高強(qiáng)、韌性匹配要求等。纖維素焊條手工焊和自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊為主。2023年西氣東20工程的北段和中段，管道自動焊技術(shù)的應(yīng)用比例接近100%，焊接質(zhì)量得到了很大的提升。1我國管線鋼及環(huán)焊技術(shù)的進(jìn)展歷程20世紀(jì)90年月，我國面臨著大規(guī)模建設(shè)高壓輸送管道的形勢，L360～L450-輪南原油管道、陜京輸氣管道和庫鄯原油管道這3條管線工程。21世紀(jì)開頭，L485、L555管線鋼的研發(fā)和應(yīng)用工作，L485鋼管應(yīng)用于西氣東輸工程、L555鋼管應(yīng)用于西氣東輸二線管道工程，標(biāo)志著我國承受大口徑、厚壁、高壓力輸送管道的篇章。我國高鋼級管線鋼起步較晚，但爭論開發(fā)和應(yīng)用的速度快。隨L485L555管線鋼已在國內(nèi)自然氣干線管道大量應(yīng)用。目前，我國L630、L690L83020多年的時間走完了興旺國家高鋼級管線鋼管40多年的研發(fā)進(jìn)程。國內(nèi)1所示。環(huán)焊縫焊接工藝的進(jìn)展歷程如圖2氫焊條下向焊、纖維素焊條下向焊、自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊，及熔化83%90%〔92%及以上。另外，先進(jìn)焊接方縫焊接技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和焊接質(zhì)量的不斷提高。2管線鋼及其環(huán)焊技術(shù)的工程應(yīng)用管線鋼和環(huán)焊技術(shù)在我國油氣管道應(yīng)用的里程碑工程如表1所示。1992～1996年期間首次應(yīng)用了國產(chǎn)的L360、L415和L450管線鋼管。19991012月期間，在澀寧蘭自然氣管道工程中完成了8.7kmL4852023年西氣東輸管道工程L485管線鋼管和管道自動焊技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。202335.37km的國產(chǎn)L555L555管線鋼管規(guī)模化應(yīng)用的技術(shù)根底2023L5552023年101422mm12MPaL555鋼管在中俄東線弧焊與氣保護(hù)藥芯焊絲的單焊炬外焊機(jī)自動焊的組合工藝。1988年10環(huán)焊縫焊接工藝在中滄自然氣道建設(shè)中首次應(yīng)用。1995年9月，自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊工藝在庫鄯線原油管道工程中國內(nèi)首次應(yīng)用，160km1996低氫焊條下向填充蓋面焊的混合工藝在陜京線自然氣管道工程中首1998121999年11月，中石油管道局二公司引進(jìn)的英國NOREST熔化極氣保護(hù)自動焊技術(shù)在港京復(fù)線自然氣管道中首次應(yīng)動焊技術(shù)在2023年的西氣東輸管道工程中得到了廣泛應(yīng)用，完成了670km17.2%。2023年西氣東輸焊和雙焊炬外焊機(jī)自動焊等系列自動焊裝備和技術(shù)。2023年開頭的68.8%100%。管道用鋼管的焊接性特點(diǎn)來到達(dá)提高強(qiáng)韌性的目的。實際工業(yè)生產(chǎn)中所得鋼的晶粒尺寸小于50μm，最小可達(dá)10μm晶粒長大的驅(qū)動力很大，必定導(dǎo)致熱影響區(qū)〔HAZ〕晶粒嚴(yán)峻粗化，從而帶來HAZ脆化和軟化的問題，這將影響整個接頭性能與母材性能的匹配。管道用鋼管的焊接性特點(diǎn)如下：管線鋼焊接冷裂紋敏感性低。熱影響區(qū)的冷裂紋傾向。管線鋼焊接熱裂紋敏感性低。較少，通常不易發(fā)生熱裂紋。管線鋼焊接熱影響區(qū)軟化和脆化現(xiàn)象。成加熱和冷卻過程，這將導(dǎo)致晶粒長大或析出強(qiáng)化、形變硬化消逝，從而引起熱影響區(qū)硬度、強(qiáng)度、韌性、耐蝕性等的變化。焊接時熱影重要的意義。管線鋼不適宜承受焊后熱處理工藝。600℃或考慮機(jī)械消退應(yīng)力的措施。管線鋼的焊縫金屬具有肯定的冷裂紋和熱裂紋敏感性。S、P等雜質(zhì)含量高于管另外，由于局部焊接材料的熔敷金屬合金成分設(shè)計不當(dāng)，如S、P等雜質(zhì)元素含量較高，Ni、B等元素含量過高或合金比例不當(dāng)?shù)?，可引發(fā)焊縫金屬中的橫向或縱向熱裂紋。高鋼級管線鋼的環(huán)焊接頭強(qiáng)韌性匹配成犯難點(diǎn)。管線鋼是通過晶粒細(xì)化、相變強(qiáng)化、析出強(qiáng)化等方法的結(jié)合，獲當(dāng)?shù)暮附咏宇^。管線鋼和管件鋼的焊接性具有差異性。稱為管件鋼。由于管線鋼和管件鋼的交貨狀態(tài)不同，其冶金成分、強(qiáng)鋼相比，管件鋼的碳含量和碳當(dāng)量較高，冷裂紋敏感性較大，需要考慮更為嚴(yán)格的焊接工藝措施。國內(nèi)外管道環(huán)焊技術(shù)的差異及展望半自動焊和手工焊的應(yīng)用方向阿根廷、沙特阿拉伯及伊朗、伊拉克、蘇丹等國家均有所應(yīng)用，表2為其中的局部管道工程信息。中石油19951996年建設(shè)的庫1999年以后的油氣管道建設(shè)中自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊的應(yīng)用范圍2023年以后的X80、X70較多、尺寸粗大的M-A組元，以及分布在晶界的鏈狀M-A有關(guān)，也M-A組織的消滅，一方面是由于AlNb、Cr、Mo等元素含量。因此，高鋼級管道建設(shè)中應(yīng)慎重使用自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊。是可選擇的焊接方法。另外，受地理位置、地形條件、氣候環(huán)境等外工程要求。全自動焊的應(yīng)用與焊接質(zhì)量掌握年月，國外已承受自動焊裝備進(jìn)展管道建設(shè)，目CRC-evansPFM坡口機(jī)、IWM內(nèi)焊機(jī)、P260P625雙焊炬外焊機(jī)，焊接工藝主要承受內(nèi)焊機(jī)根焊+外焊機(jī)填充蓋面，在北美、歐洲、非洲、亞洲、俄羅斯、澳大利亞、中東等全世界范圍的陸地管道中規(guī)模應(yīng)用;SerimaxPFM*****Saturnax系列的外焊機(jī)，焊接工藝主要承受帶銅襯對口器+外焊機(jī)根焊+外焊機(jī)填充蓋面。中國全自動焊焊接裝備的主要廠家有自然氣管道局工外同類產(chǎn)品。但由于加工、材料等根底工業(yè)的差異，在裝備的使用牢靠性和耐用性方面與國外先進(jìn)水平相比存在肯定差距。3年國產(chǎn)自動焊裝備在國家重點(diǎn)管道建設(shè)中的應(yīng)用效果來國家對安全、環(huán)保、高效、高質(zhì)管道建設(shè)要求的不斷提升，自動焊裝備將會成為管道建設(shè)的首選。無損檢測方法的選擇和技術(shù)進(jìn)步線、超聲、磁粉、滲透檢測等，每種檢測方法因所依據(jù)的物理原理不還應(yīng)選擇與焊接工藝相適應(yīng)的無損檢測方法和檢測工藝進(jìn)展焊接缺欠掌握，如氣保護(hù)實心焊絲自動焊的主要焊接缺欠是未熔合和氣孔，焊接缺欠是氣孔和夾渣，宜選用射線檢測〔RT〕方法，或含有TOFD功能的相控陣超聲波檢測〔PAUT〕方法;焊條電弧焊的主要焊接缺欠TOFD功能的相控陣超聲波檢測〔PAUT〕方法。一些無損檢測方法的結(jié)果記錄狀況較差、甚至沒有〔如目視、磁粉和滲透檢測往往沒有記錄，手動超聲波檢測的可重復(fù)性和監(jiān)視性差，因此同一道環(huán)焊縫的多種無損檢測結(jié)果難以實現(xiàn)綜合分析。當(dāng)前的油氣管道建設(shè)過程中越來越多地使用了數(shù)字化射線檢測〔R數(shù)字化超聲波檢測〔AUT、PAUT、TOFD等〕等方法，抑制了檢測數(shù)量大、不易存儲、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差、復(fù)審難度大、檢測效率低等問題，程傳輸和專家診斷，削減缺陷漏判、誤判。過對目視、滲透、磁粉、射線、超聲等檢測結(jié)果承受數(shù)字化采集、數(shù)字系統(tǒng)處理、缺陷識別、準(zhǔn)確定量等數(shù)字化處理手段，優(yōu)化無損檢測役牢靠性。焊接缺陷的檢測與驗收AUT檢測方法相結(jié)合的工程臨界評估〔ECA〕法，對環(huán)焊縫中的焊接缺陷進(jìn)行評估和驗收。通過ECA得到的缺陷臨界尺寸與DNV-OS-F101和AP1104等標(biāo)準(zhǔn)中可承受缺陷的范圍進(jìn)展比較覺察，ECA的缺陷可承受用返修，降低了返修率，節(jié)約了本錢，提高了施工效率。ECA方法，但陸地管道工程目前還不ECA方法，環(huán)焊縫缺陷的檢測和驗收是按質(zhì)量驗收的方法來執(zhí)GB/T*****-2023或SY/T4109-2023安全隱患?；跀嗔蚜W(xué)的ECA“合于使用”的前提下保證了焊道工程建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，ECA方法的應(yīng)用將會越來越廣泛。管道施工組織的技術(shù)進(jìn)步鐵冶金、鋼管制造、焊材生產(chǎn)、工程設(shè)計和施工治理等作為一個技術(shù)和脆化;制管過程的管端不圓度和制管焊縫錯邊量、管周長偏差等滿足焊接組對要求，減小對坡口加工和組對的精度影響;研發(fā)專用的焊取直的設(shè)計思路，滿足自動焊施工對地形的要求;合理布置檢測工作站與焊接工作站的距離，保證無損檢測能夠準(zhǔn)時