【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區(qū)。天然氣作為清潔能源，有害物質(zhì)的排放量均遠遠低于煤、原油等燃料的排放水平。項目實施后，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)保護提供了有利條件。同時該項目也符合國家宏觀經(jīng)濟政策。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)狀進行簡單的說明，并對其發(fā)展前景進行展望。

　　【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

　　（一）管線焊接及檢測

　　該工程線路焊接采用手工焊接方式，管道焊接及驗收必須執(zhí)行《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50369-2006）。對于一般管段管道環(huán)焊縫無損探傷進行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行100%超聲波探傷，角焊縫另進行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。

　　（二）管道焊接工藝中的試壓、干燥

　　在對管道進行焊接的過程中，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、線路閥室均單獨進行強度試壓。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行過濾沉淀，安裝流量計進行試壓水計量，并有合格的水質(zhì)檢測報告。強度試驗壓力為1.5倍設(shè)計壓力，試壓時間為4h。合格后進行嚴密性試驗，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（露點低于-40℃）對管道進行干燥，當排出空氣露點達到-20℃度時，為干燥合格。在末端露點達到-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。密閉實驗后露點升高不超過3℃，且不高于-20℃的空氣露點為合格。

　　管道內(nèi)空氣的置換在強度試壓、嚴密性試壓、吹掃清管、干燥合格后進行，采用氮氣作為隔離介質(zhì)，站間進行全線置換。置換管道末端配備氣體含量檢測設(shè)備，當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（露點低于-40℃）對管道進行干燥。

　　四、管道的鋪設(shè)施工焊接新工藝及其展望

　　（一）高能束焊接

　　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，不過這種管道焊接工藝在實際的運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毫米的的鋼線管進行焊接，使其一次成型。大量的實踐研究表明，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。

　�。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)上進行改良的，在管道鋪設(shè)的實際施工過程中，如果管道太長，用普通的軸向摩擦焊機根本就不能實現(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)中的重點研究對象，它在輕金屬的焊接領(lǐng)域較為實用。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。

　　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構(gòu)的整體環(huán)向運動以及它的加壓焊接；二是在對其焊接設(shè)備的攪拌頭進行設(shè)計制造時，需要用到強度較高的鋼材。

　　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)展及其運輸能力的增強，油氣運輸管道的耐壓力、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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