关于石油管道焊接材料的发展现状和趋势分析

油气管道技术现状与发展趋势

王功礼 王 莉

中国石油天然气股份有限公司规划总院

摘 要

近几十年来，中国长输管道技术不断发展，水平逐渐提高。特别是高凝含腊原油的加热输送、原油热处理及加剂综合处理工艺、天然气管道的设计和施工技术已达到或接近国际先进水平。文章简要论述了国内外在原油、成品油、天然气输送管道方面的技术现状及发展趋势，结合国内外管道技术发展的实际情况和未来趋势，提出了我国油气管道行业应加强对油气输送工艺、油气储存技术、油气管道完整性评价及配套技术、油气管道运行管理、管道信息管理系统、管道施工技术6 个方面的研究。

关键词

世界范围 原油 天然气 成品油 管道 设计 技术 发展趋势 分析 评价

世界能源需求的扩大和发展加速了世界长距离油气管道的建设步伐。据统计，2003 年全球正在建设和规划建设的油气管道总长约7.6万km；今后15 年内世界管道的长度将以每年7%的增长率增长，其中天然气管道的建设将占据主导地位。未来世界将新增东北亚、东南亚、南美洲3 大输气管网。

原油管道技术现状及发展趋势

1 世界原油管道技术现状

目前原油管道普遍采用密闭输送工艺，出现了冷热原油顺序输送、原油/成品油顺序输送工艺；对高凝、高黏原油采用热处理和加剂处理工艺。降凝剂和减阻剂种类多、效果好、应用普遍；采用环保、高效、节能型管道设备，泵效达85%以上；多采用直接式加热炉，炉效超过90%；运用高度自动化的计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏检测，优化管道的调度管理；对现役管道进行完整性评价及管理。

例如：美国的全美管道是目前世界上最先进的一条热输原油管道，全长2 715 km，管径760 mm，全线采用计算机监控和管理系统（SCSS）。在控制中心的调度人员通过计算机可实现管道流量、压力及泵、炉、阀等设备的自动控制，仿真系统软件可完成泄漏检测、定位、设备优化配置、运行模拟等功能。

2 世界原油管道技术发展趋势

石油焊管制造对钢材要求及发展趋势

我国石油工业近期年需油井管200万t,干线及支干线输送管线钢管160万t.石油管工况条件恶劣,油气输送管输送大量易燃易爆介质,承受几十甚至上百个大气压的内压；油管柱和套管柱通常要承受几百甚至上千个大气压的内压或外压、几百吨的拉伸载荷和井下高温及严酷的腐蚀介质作用.石油管的性能和质量对石油工业的安全和发展关系重大.

我国石油工业采用的钢管中,绝大多数输送钢管是焊接钢管；油井管中焊接钢管仅占10％,而世界发达国家油井管中焊管比例已达50％.

我国自西气东输工程开始在输气管线大量应用X70钢级焊管；2005年建设了8km的X80钢管应用段,2006年首次进行了国产X100直缝埋弧焊管研究.

“十一五”期间,我国将建设西气东输二线和多条引进国外天然气的跨国输气管道,耗钢量超过1000万t.这些管道的设计年输气量将从西气东输的120亿m3/a增加到300亿m3/a,钢管外径将达到1219～1422mm,最大壁厚可接近40mm.建设这样巨大的国家能源命脉,对管线钢管的强度、可焊性、断裂韧性和抗腐蚀等性能和钢管质量都有极为严格的要求,对冶炼、轧制、制管和管道建设工艺技术和装备能力都是巨大的考验.这对我国钢铁工业和制管工业既是难得的机遇,又是比西气东输工程更为严峻的挑战.

石油焊管制造对钢板的性能要求

1强度和钢级

1高强度管线钢的发展和应用

为了经济地将石油和天然气从遥远的油气田输送到使用地区,油气长输管线的工作压力不断提高.陆上天然气管线的工作压力已提高到15MPa以上,正在建设的墨西哥湾和北海海底输气管道的工作压力达到25MPa；已开工的俄罗斯东西伯利亚－太平洋输油管道最高工作压力达14MPa.西气东输管道建设以来,我国天然气干线工作压力从提高到10MPa,“十一五”期间将要建设的西气东输二线等天然气长输干线可能采用12MPa或更高的工作压力.采用高钢级管线管建造长距离管线有着显着的经济优势.这些优势来自于管线输送效率的提高和材料成本的下降.较小直径、薄壁厚的钢管可以降低材料自身的总重量,并减少环焊材料的消耗.

基于管道施工中管道焊接的现状与前景的思考2400字

摘 要：随着管道施工的发展，长输管道成为当前社会需要，而管道施工中的焊接技术的高低与否成为管道建设的重要一环。本文从长输管道现状与发展趋势，论述了我国长输管道的发展状况。

关键词：管道施工；装备与技术；思考与探索

上世纪，螺旋埋弧焊钢管是我国石油输送的主要钢管，即便是现在，这种钢管仍然在现实生活与实际工作中用运用。但本世纪来，随着石油运输长运的发展，长输管道成为现实的急需品，这样应运而生地出现了高频电阻焊钢管和直缝埋弧焊钢管。这种钢管既能满足长途的运输，保证运输的安全性；也能满足石油运输所需的高压和大口径，保证石油运输的大量运输，使之获得更好更高的经济效益。因此，近年来这种高强度钢材成为社会的急功近利的产品所需。采用这中高强度钢材所生产的钢管，在施工方面，在安装技术方面，值得我们从事管道运输工作者的注意与思考。 一、管道施工装备的现状 当前，石油长输管道的施工装备从线路方面的测量到管道的安装，从管道组装和焊接到管道沟渠的开挖，从管道下沟、盾构到定向钻穿越等方面都发展到了世界先进水平面，有些装备甚至就是从国外先进国家进口的产品，基本可以满足当今石油与天然气管道施工的全部需要。

管道焊接在石油管道运输中，管道焊接质量的高低直接关系着运输的高效率和安全性，它是管道施工中不可忽视的一个环节。按照其发展历史，管道焊接可以分为手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊这四个阶段。每一个阶段都有其自身的特点与作用。

手工电弧焊上向焊和下向焊是在我国上世纪90年代出现的一种焊接方式。它使用方法普通而简单易用，其它突出的特点是电流大、焊接速度高、根焊速度可以达到20-50cm／min，焊接的效率非常高，它适用于焊接位置相对来说显得困难的地段和地方狭小而不易让焊接设备进入的地段。这样手工电弧焊下向焊就显示出自由灵活的优势。 半自动焊是继手工电弧焊之后出现的新装备。它是由电焊工操作，用半自动焊接枪，再通过送丝机构连续送丝的一种高效焊接方式。在焊接中，因焊接的连续性，这样可以节省更换焊条的辅助时间，提高了熔敷的速度，另一方面也减少了因焊接出现的接头，也减少了焊接收弧、引弧而产生的焊接不足的弱点，从而极大地提高了焊接的质量与合格率。这是传统石油管道长输的主要焊接方式。 自动焊是接当前使用的一种新型的焊接方式，它通过机械与电气的方式来实现整个焊接过程的全程自动化，焊接工只是起着监控作业的作用。例如我国的西气东输工程中就采用这种焊接方式。这种方式焊接能大面积地使用，工作效率高的特点。在很多戈壁无人区等适宜于采用自动焊的地区，有时可以创造机组日焊接150道口的成绩。 二、管道施工技术的发展趋势 随着社会高速发展，提高效益与质量成为现代社会的重要课题。管道建设中的焊接技术也是如此，未来的管道焊接将以自然焊接设备为主，将优先利用溶化极气体保护自动焊工艺。当前西方发达国家采用闪光焊接设备，通过计算机编程来控制整个闪光焊接过程。计算机采用自适应控制系统，焊接员通过计算机来监测焊接过程中出现的各种参数值，如电压、电流、能量和夹具送进时的速度等，分析出闪光焊接过程中的技术参数，高效与高质量地提高了焊接工序。闪光焊接在实际中，已经通过技术人员的实践得出一些闪光焊接技术参数作为参照物，这样可以为工程技术人员提供给定值，为闪光焊接员通过电脑来分析监测和分析提供了手段。当前国际上在非挖管道技术方面已经取得了很大的进步，特别是定向穿越施工的发展，国际上采用多种施工方法，如顶部冲击法、泥浆马达法、双管钻进法等都能进行硬岩层与软岩层的施工。 我国在焊接技术方面，闪光焊接技术研究较晚，从整体使用方面主要是引进西方先进技术。1985年，我国在长输管道穿越黄河时，首次从美国引进定向钻。管道定向穿越施工技术是一项先进的系统工程，是近年来西方研究的一项含多技术、内含多学科、集成众多设备的工程。在施工中，如果任一个环节出现了问题都会导致整个系统的失败，给管道施工带来不可以估量的损失，所以这项工程要求细密地工作环节。近年来，随着管道施工技术的不断发展，我国在非开挖管道定向穿越方面取得了可喜的进步，传统意义上的顶管施工日趋被淘汰，定向钻在管道施工中被广泛应用。如在钱塘江管道穿越中，我国2002年2月在非开挖管道定向穿越中取得了穿越总长2308m、直径273mm的记录，在当时世界上也是数一数二的成绩。再如，在吴淞江的穿越中，我国在非挖管道定向穿越中一次性就穿越了长度为1150m、直径为1046mm的好成绩，令世界震惊。 我国地貌复杂，管道长途敷设困难。但通过多年的积累，在特殊地段管道敷设施工技术在我国发展迅速，也取得了不同的经验与技术。我国的管道施工技术随着管道工业的快速发展，施工技术得到了长足的进步与发展。形成了一整套的长输管道适用的行业、企业标准规范与施工作业规程。在施工中大量采用新技术、新工艺。在山区、黄土塬、戈壁、沙漠、无人区、水网地带形成了独特的施工方法与措施。使我国管道施工水平跻身于世界先进水平。 总结大全 html/zongjie/ 长输管道所涉地域广，在运输中所输的压力高，而介质又是极易可燃性的液体与气体，所以它是一个国家能源安全的重要保证，关系到国家与人民的财产安全，一旦出现问题，可能带来的是灾难性的毁灭。因为在长输管道建设中，我们既要不断提高技术与质量，还要注意每一个环节的严格控制与施工，以确保长途运输的安全。参考文献：[1]党录瑞, 李瑜等.云安厂构造带地质特征及下一步勘探目标[J].天然气工业, 2009,29(10):

自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景

摘要：国内经济的稳定持续增长离不开石油化工产业，国内石油化工项目的数量和规模也在不断增加。石油化工管道建设作为企业正常运行的关键性内容，对于企业发展有着至关重要的影响。由于焊接工艺和焊接方法选择不当造成的质量问题时有发生，不仅造成了严重的经济损失，还对人们的生命安全造成了威胁。如何提升石油化工管道的焊接工艺，已经受到企业的重视和关注。

关键词：自动焊接技术；石油管道；施工；应用

1石油化工管道自动化焊接技术分析

石油化工管道运输的都是石油、天然气等易燃易爆产品，对于焊接工艺有着十分严格的要求。同时，管道焊接要承担很多的风险，一旦出现质量和安全问题，就可能造成巨大经济损失。石油化工管道的焊接工艺十分重要，需要给予更多的关注。

1.1 石油化工管道自动化焊接方法

在石油化工管道自动化焊接过程中，使用电弧焊盖面可以得到优质的焊接接头。保证管道焊接的施工质量，有效降低返工的概率。被焊工件的材质（同种或者异种），通过加热、加压，或两者并用，用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。因为自动焊接的使用范围比较广泛，不论是室内、室外还是横向、竖向都可以完成焊接，已经成为当前石油化工管道自动化焊接的重要方式。

1.2 焊接的准备工作

因为石油管道的特殊性，要强调焊接的准备工作。及时编制焊接作业指导书，明确管道焊接的工艺和焊接工艺评定。在实际的指导书的编制过程中，结合施工技术的具体步骤，制定出完善的管理方案和更加具体的管道焊接方案，为后续工作的开展奠定坚实基础。在石油化工管道自动化焊接之前，需要对焊接工艺进行评价，主要是依据钢材性能来实现的。

1.3 不同环节工艺分析

石油管道焊接的不同步骤使用的工艺存在差异，焊接可以细分为以下几个步骤：第一步，打底焊接。当前打底焊接使用最多的是氩弧焊，由下到上完成焊接。在使用氩弧焊进行打底焊接之前，要进行试焊，确保不会出现材料焊穿的情况。焊接前要采取防护措施，避免风沙对焊接质量造成影响。第二步，中层焊接。焊缝接头和底层接头之间要留下大约10mm的间隙，保证可以适用于焊条直径。如果管道的壁厚是9mm，就要选择三层焊缝，中间一层的要使用直线型的焊接方案。一层管道焊接完成之后，及时地清除焊接造成的熔渣，避免对于质量检查造成影响。第三步，盖面焊接。在实际的盖面焊接施工时，要结合焊接的间隙大小来选择相应直径的焊条。实际焊接过程中，焊接起始位置要和中层焊缝留下足够间隙，进而避免出现中层焊缝表面引弧的情况出现。焊接过程中，要有专业人员对管道规格、电流、电压、温度等内容进行记录，同时要对管道焊缝进行编号。采用加盖钢印的方式，为后续的检查做好铺垫工作。