油气管道带压开孔焊接工艺

油气管道带压开孔焊接工艺

随着我国长输油气管道建设发展，油气管道的高强韧性管线的维护量也在飞速地增长。在管线的维护作业中，由于管道的维护或新增支线等原因进行带压开堵漏和带压开孔以及管道切割作业也成为了管线维护的主要工作。由于管道施工中的环焊部位是失效事故的多发位置，因此，带压开孔和带压堵漏作业要严禁在焊接部位进行以上施工。

在管道带压开孔工程施工中，管道带压开孔短节焊接工艺是施工中必须确保的关键技术，不仅直接关系到带压开孔工程的焊接质量、施工效率和成本，而且对管线运行期间的安全可靠性和经济效益也有重要影响。

1.焊接工艺

1.1  焊接接头坡口形式

管道带压开孔焊接施工通常采用的坡口型式为 API 标准30°V 型坡口，适合手工焊。但对于大口径、厚壁钢管来说，这样的焊接接头坡口型式填充金属量大，劳动强度高，且不适合于自动焊的焊接，通常半自动焊用 23°V 型坡口，自动焊用窄间隙复合坡口型式。

1.2  预热与层间温度

带压开孔短节焊接的预热，目的是通过减缓母材的应力状态和降低根焊道的冷却速度来防止根部冷裂纹。管道焊接施工的预热温度范围应考虑母材的强度、组织性能变化规律、管径和壁厚，以及焊接材料的含氢量等因素。对于厚壁钢管的多层焊，还要考虑控制焊道层间温度来控制近缝区的冷却速度。层间温度一般与预热温度相近。在避免近缝区过热的前提下，较高的层间温度可防止多层焊时冷裂纹的产生。

1.3  焊接线能量

焊接线能量的确定需综合考虑母材成分、带压开孔短节焊接材料类型、对药皮（药芯、焊剂）的冶金反应和保护气体保护效果的影响、焊前预热状况、层间温度控制情况、管子规格、焊丝（条）直径、热影响区的脆化和软化倾向、所希望的组织和力学性能，以及施焊位置、焊接道次、每道焊层厚度、焊缝成型和熔滴的过渡形式等因素。

1.4  后热处理及热处理

管道带压开孔短节的焊接施工一般不进行焊后的后热处理和热处理。但对于在高寒地区施工时，当焊前预热和层间温度控制难以起更大作用时，有必要对焊接接头采取一定的后热和热处理措施，用来保证带压开孔短节焊接接头的组织和性能。

1.5  其它

在管道带压开孔焊接施工过程中应考虑到短节、阀门、管件以及高强度、大壁厚钢管所承受的外部应力作用带来的影响。同时应考虑环境温度、环境湿度和环境风速对不同焊接方法的影响，采取必要的措施保证焊接质量。

1.6 最后总结

前面介绍了国内管道带压开孔短节焊接技术的应用现状，在焊接材料、方法、工艺和设备等应用方面与国外的技术差距越来越小，自动焊技术已基本普及应用。但是国内的焊接材料多满足于手工焊，自动焊丝和半自动焊材自主研发、生产不足，相当一部分还需要进口。同时国内焊接材料的性能也有待改善，产品系列化不足。在焊接电源方面，国内企业有了大面积的应用，但是目前还不能象国外焊机那样应用广泛；用于打底的自动根焊电源国内还没有生产。

随着国内 X80 管线钢在冀宁管道的成功焊接，更高级管线钢 X100和 X120不久也将应用在国内管道建设上。管线钢级的提高，必然对带压开孔的焊接技术要求越来越高，尤其是对焊接材料和焊接设备的性能要求，因此我们在焊接技术方面还有很大的提升空间，对焊接材料和设备的需求也会进一步增加。