工業(yè)設(shè)計論文發(fā)表期刊推薦北大核心級期刊《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)》，《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)》創(chuàng)刊于1983年，本刊為月刊，主編：金碚。國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN11-3536/F，國際刊號：ISSN1006-480X。本刊以工業(yè) 經(jīng)濟(jì)和工商管理為主要內(nèi)容，以產(chǎn)業(yè)及企業(yè)管理干部、經(jīng)濟(jì)理論作者為主要對象。發(fā)表了大量有影響、高質(zhì)量、多角度、全方位反映我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和企業(yè)發(fā)展的優(yōu)秀 研究成果，得到政府決策部門、企業(yè)高層經(jīng)理人員、經(jīng)濟(jì)理論工作者及高等院校師生的充分肯定和高度評價。
　　【摘要】遼河油田主要生產(chǎn)區(qū)位于遼河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū)。天然氣作為清潔能源，有害物質(zhì)的排放量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煤、原油等燃料的排放水平。項(xiàng)目實(shí)施后，與燒原油相比，遼河油田平均每年減排SO2、煙粉塵和CO2分別為2425t、3525t和110×104t，為生態(tài)保護(hù)提供了有利條件。同時該項(xiàng)目也符合國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策。本文將針對遼河地區(qū)的石油、天然氣管道焊接工藝的現(xiàn)狀進(jìn)行簡單的說明，并對其發(fā)展前景進(jìn)行展望。

　　【關(guān)鍵詞】石油,天然氣管道,焊接工藝,現(xiàn)狀,展望

　　秦皇島-沈陽天然氣管道在2009年底建成，經(jīng)盤錦末站進(jìn)入遼河供氣管網(wǎng)，不僅能滿足遼河油田生產(chǎn)要求，同時可以提高原油商品量，還能充分利用現(xiàn)有管網(wǎng)為周邊市場和化工民用市場提供充足的天然氣資源。使逐漸萎縮的天然氣市場再次興旺，同時還可以在京沈大管道建成投產(chǎn)后，緩解市場初期開發(fā)、用量較小的問題，能充分盤活油田天然氣板塊的資產(chǎn),為國家創(chuàng)造了更多的利潤。利用天然氣替代油制品后，原油的深加工也會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

　　一、工程概況

　　遼河油田天然氣利用工程包括了以下的兩部分：供氣干線管網(wǎng)部分以及配氣管網(wǎng)部分。供氣干線管網(wǎng)全長為145.4km，分為西線管網(wǎng)與東線管網(wǎng)部分。西線管網(wǎng)設(shè)計輸量為25.52×108m3/a，東線管網(wǎng)設(shè)計輸量為10.15×108m3/a。設(shè)計壓力西線為2.6MPa，東線為3.9MPa，管道材質(zhì)L360MB。配氣管線全長240.26km，管徑從DN60到DN550不等，設(shè)計壓力為0.6MPa，管道材質(zhì)為L245或20#鋼。

　　二、石油、天然氣管道焊接的發(fā)展現(xiàn)狀

　　早期的石油、天然氣輸送管道所用到的材料絕大多數(shù)是一般的低碳鋼，因此它的管道設(shè)計壓力以及口徑都相對較小，其輸送效率也相對較低。隨著石油企業(yè)的發(fā)展，其運(yùn)輸管道也得到了一定程度的改良，管道的口徑、設(shè)計壓力以及運(yùn)送率都得到了明顯的提高。這種管道的出現(xiàn)雖然在一定程度上提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，不過它對管道的焊接工藝也提出了更高的要求。

　　三、本工程的管道焊接檢測、試壓、干燥

　�。ㄒ唬┕芫�焊接及檢測

　　該工程線路焊接采用手工焊接方式，管道焊接及驗(yàn)收必須執(zhí)行《油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50369-2006）。對于一般管段管道環(huán)焊縫無損探傷進(jìn)行100%射線探傷（RT）；穿越大中型河流、主要公路、鐵路和死口段的焊縫，采用100%的X射線照相和100%超聲波探傷檢查；線路工程返修部位另進(jìn)行100%超聲波探傷，角焊縫另進(jìn)行100%滲透探傷。符合《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》（SY/T4109-2005）的相關(guān)規(guī)定。

　�。ǘ�）管道焊接工藝中的試壓、干燥

　　在對管道進(jìn)行焊接的過程中，除一般地段的試壓要求外，河流穿越、三級及三級以上公路穿越、線路閥室均單獨(dú)進(jìn)行強(qiáng)度試壓。試壓介質(zhì)為水，試壓水源選擇坨子里首站水源，現(xiàn)場水箱配置過濾器進(jìn)行過濾沉淀，安裝流量計進(jìn)行試壓水計量，并有合格的水質(zhì)檢測報告。強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為1.5倍設(shè)計壓力，試壓時間為4h。合格后進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，壓力為設(shè)計壓力，試壓時間為24h。

　　在試壓前，保證4次通球掃線，如果雜物過多或判斷沒有掃干凈，再次進(jìn)行清管作業(yè)，直到合格。在管道水試壓結(jié)束后以及投產(chǎn)之前，進(jìn)行了管道內(nèi)水份的清除和管道干燥，采用預(yù)干燥的無油壓縮干空氣（露點(diǎn)低于-40℃）對管道進(jìn)行干燥，當(dāng)排出空氣露點(diǎn)達(dá)到-20℃度時，為干燥合格。在末端露點(diǎn)達(dá)到-20℃以下，關(guān)閉首末端所有閥門，密閉4小時使管線內(nèi)的干燥空氣與潮氣充分混合吸附。密閉實(shí)驗(yàn)后露點(diǎn)升高不超過3℃，且不高于-20℃的空氣露點(diǎn)為合格。

　　管道內(nèi)空氣的置換在強(qiáng)度試壓、嚴(yán)密性試壓、吹掃清管、干燥合格后進(jìn)行，采用氮?dú)庾鳛楦綦x介質(zhì)，站間進(jìn)行全線置換。置換管道末端配備氣體含量檢測設(shè)備，當(dāng)置換管道末端放空管口氣體含氧量不大于2%時即為置換合格。站場同樣在試壓后清掃排水和干燥，使用預(yù)干燥的無油壓縮干空氣（露點(diǎn)低于-40℃）對管道進(jìn)行干燥。

　　四、管道的鋪設(shè)施工焊接新工藝及其展望

　�。ㄒ唬└吣苁�焊接

　　這種焊接工藝主要有電子束焊以及激光焊

　　1、電子束焊

　　電子束焊的管道焊接方法是由法國的Total石油公司提出的。大量的工程實(shí)踐證明，該技術(shù)在石油、天然氣管道焊接的過程中具有質(zhì)量高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，不過這種管道焊接工藝在實(shí)際的運(yùn)用過程中仍有大量的問題急待解決。比如，施工過程中電壓普遍偏高、不能獲得較高的功率密度、容易產(chǎn)生較多的X射線、管口的對接誤差偏高、需要特制的對口器。

　　2、激光焊

　　目前，最常用到的激光焊接技術(shù)有CO2激光焊以及YAG激光焊�，F(xiàn)在使用的CO2激光焊可以對壁厚為20毫米的的鋼線管進(jìn)行焊接，使其一次成型。大量的實(shí)踐研究表明，激光焊在石油天然氣管道焊接過程中具有焊接時間短、施工的程序簡單以及施工的質(zhì)量較好等方面的優(yōu)點(diǎn)。

　�。ǘ�）徑向摩擦焊與攪拌摩擦焊

　　1、徑向摩擦焊

　　徑向摩擦焊主要是在兩端頂鍛以及中心工件旋轉(zhuǎn)連續(xù)驅(qū)動摩擦焊的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良的，在管道鋪設(shè)的實(shí)際施工過程中，如果管道太長，用普通的軸向摩擦焊機(jī)根本就不能實(shí)現(xiàn)軸向加壓頂鍛的施工方法。因此徑向摩擦焊施工工藝就被運(yùn)用到石油、天然氣管道焊接的施工工藝中。徑向摩擦焊施工工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有以下三種，一是該工藝的連續(xù)效果較好；二是該工藝所焊接的管道的質(zhì)量較好，并具有較高的重復(fù)使用性能；三是該工藝對于連接成本較高、不能用常規(guī)的焊接工藝來施工的管道有較好的效果。

　　2、攪拌摩擦焊

　　攪拌摩擦焊是一種固態(tài)的焊接方法，它是目前石油、天然氣管道焊接技術(shù)中的重點(diǎn)研究對象，它在輕金屬的焊接領(lǐng)域較為實(shí)用。與傳統(tǒng)的熔焊工藝相比，該焊接工藝具有焊接環(huán)境良好、接頭處的焊接性能較好、焊接質(zhì)量高等方面的優(yōu)點(diǎn)。

　　隨著攪拌摩擦焊技術(shù)的不斷發(fā)展，該焊接技術(shù)在管道施工領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。該技術(shù)在使用過程中，主要存在以下兩種問題：一個是攪拌頭與夾持機(jī)構(gòu)的整體環(huán)向運(yùn)動以及它的加壓焊接；二是在對其焊接設(shè)備的攪拌頭進(jìn)行設(shè)計制造時，需要用到強(qiáng)度較高的鋼材。

　　五、結(jié)束語

　　隨著石油、天然氣工程的不斷發(fā)展，各類管道焊接技術(shù)也在某種程度上得到了很大的提升。油田企業(yè)的發(fā)展及其運(yùn)輸能力的增強(qiáng)，油氣運(yùn)輸管道的耐壓力、壁厚以及管道的口徑也在一定程度上提出了更高的要求。在未來的石油、天然氣管道焊接過程中，電子束焊以及激光焊等一系列的先進(jìn)焊接技術(shù)必定會被用到各類管道的焊接工作中。

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