能源论文石油天然气管道焊接方向论文范文

　　【摘要】辽河油田主要生产区位于辽河三角洲国家级自然保护区。天然气作为清洁能源，有害物质的排放量均远远低于煤、原油等燃料的排放水平。项目实施后，与烧原油相比，辽河油田平均每年减排SO2、烟粉尘和CO2分别为2425t、3525t和110×104t，为生态保护提供了有利条件。同时该项目也符合国家宏观经济政策。本文将针对辽河地区的石油、天然气管道焊接工艺的现状进行简单的说明，并对其发展前景进行展望。

　　【关键词】石油,天然气管道,焊接工艺,现状,展望

　　秦皇岛-沈阳天然气管道在2009年底建成，经盘锦末站进入辽河供气管网，不仅能满足辽河油田生产要求，同时可以提高原油商品量，还能充分利用现有管网为周边市场和化工民用市场提供充足的天然气资源。使逐渐萎缩的天然气市场再次兴旺，同时还可以在京沈大管道建成投产后，缓解市场初期开发、用量较小的问题，能充分盘活油田天然气板块的资产,为国家创造了更多的利润。利用天然气替代油制品后，原油的深加工也会创造更多的经济效益。

　　一、工程概况

　　辽河油田天然气利用工程包括了以下的两部分：供气干线管网部分以及配气管网部分。供气干线管网全长为145.4km，分为西线管网与东线管网部分。西线管网设计输量为25.52×108m3/a，东线管网设计输量为10.15×108m3/a。设计压力西线为2.6MPa，东线为3.9MPa，管道材质L360MB。配气管线全长240.26km，管径从DN60到DN550不等，设计压力为0.6MPa，管道材质为L245或20#钢。

　　二、石油、天然气管道焊接的发展现状

　　早期的石油、天然气输送管道所用到的材料绝大多数是一般的低碳钢，因此它的管道设计压力以及口径都相对较小，其输送效率也相对较低。随着石油企业的发展，其运输管道也得到了一定程度的改良，管道的口径、设计压力以及运送率都得到了明显的提高。这种管道的出现虽然在一定程度上提高了企业的经济效益，不过它对管道的焊接工艺也提出了更高的要求。

　　三、本工程的管道焊接检测、试压、干燥

　　（一）管线焊接及检测

　　该工程线路焊接采用手工焊接方式，管道焊接及验收必须执行《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）。对于一般管段管道环焊缝无损探伤进行100%射线探伤（RT）；穿越大中型河流、主要公路、铁路和死口段的焊缝，采用100%的X射线照相和100%超声波探伤检查；线路工程返修部位另进行100%超声波探伤，角焊缝另进行100%渗透探伤。符合《石油天然气钢质管道无损检测》（SY/T4109-2005）的相关规定。

　　（二）管道焊接工艺中的试压、干燥

　　在对管道进行焊接的过程中，除一般地段的试压要求外，河流穿越、三级及三级以上公路穿越、线路阀室均单独进行强度试压。试压介质为水，试压水源选择坨子里首站水源，现场水箱配置过滤器进行过滤沉淀，安装流量计进行试压水计量，并有合格的水质检测报告。强度试验压力为1.5倍设计压力，试压时间为4h。合格后进行严密性试验，压力为设计压力，试压时间为24h。

　　在试压前，保证4次通球扫线，如果杂物过多或判断没有扫干净，再次进行清管作业，直到合格。在管道水试压结束后以及投产之前，进行了管道内水份的清除和管道干燥，采用预干燥的无油压缩干空气（露点低于-40℃）对管道进行干燥，当排出空气露点达到-20℃度时，为干燥合格。在末端露点达到-20℃以下，关闭首末端所有阀门，密闭4小时使管线内的干燥空气与潮气充分混合吸附。密闭实验后露点升高不超过3℃，且不高于-20℃的空气露点为合格。

　　管道内空气的置换在强度试压、严密性试压、吹扫清管、干燥合格后进行，采用氮气作为隔离介质，站间进行全线置换。置换管道末端配备气体含量检测设备，当置换管道末端放空管口气体含氧量不大于2%时即为置换合格。站场同样在试压后清扫排水和干燥，使用预干燥的无油压缩干空气（露点低于-40℃）对管道进行干燥。

　　四、管道的铺设施工焊接新工艺及其展望

　　（一）高能束焊接

　　这种焊接工艺主要有电子束焊以及激光焊

　　1、电子束焊

　　电子束焊的管道焊接方法是由法国的Total石油公司提出的。大量的工程实践证明，该技术在石油、天然气管道焊接的过程中具有质量高、速度快等优点，不过这种管道焊接工艺在实际的运用过程中仍有大量的问题急待解决。比如，施工过程中电压普遍偏高、不能获得较高的功率密度、容易产生较多的X射线、管口的对接误差偏高、需要特制的对口器。

　　2、激光焊

　　目前，最常用到的激光焊接技术有CO2激光焊以及YAG激光焊。现在使用的CO2激光焊可以对壁厚为20毫米的的钢线管进行焊接，使其一次成型。大量的实践研究表明，激光焊在石油天然气管道焊接过程中具有焊接时间短、施工的程序简单以及施工的质量较好等方面的优点。

　　（二）径向摩擦焊与搅拌摩擦焊

　　1、径向摩擦焊

　　径向摩擦焊主要是在两端顶锻以及中心工件旋转连续驱动摩擦焊的基础上进行改良的，在管道铺设的实际施工过程中，如果管道太长，用普通的轴向摩擦焊机根本就不能实现轴向加压顶锻的施工方法。因此径向摩擦焊施工工艺就被运用到石油、天然气管道焊接的施工工艺中。径向摩擦焊施工工艺的主要优点有以下三种，一是该工艺的连续效果较好；二是该工艺所焊接的管道的质量较好，并具有较高的重复使用性能；三是该工艺对于连接成本较高、不能用常规的焊接工艺来施工的管道有较好的效果。

　　2、搅拌摩擦焊

　　搅拌摩擦焊是一种固态的焊接方法，它是目前石油、天然气管道焊接技术中的重点研究对象，它在轻金属的焊接领域较为实用。与传统的熔焊工艺相比，该焊接工艺具有焊接环境良好、接头处的焊接性能较好、焊接质量高等方面的优点。

　　随着搅拌摩擦焊技术的不断发展，该焊接技术在管道施工领域得到了广泛的运用。该技术在使用过程中，主要存在以下两种问题：一个是搅拌头与夹持机构的整体环向运动以及它的加压焊接；二是在对其焊接设备的搅拌头进行设计制造时，需要用到强度较高的钢材。

　　五、结束语

　　随着石油、天然气工程的不断发展，各类管道焊接技术也在某种程度上得到了很大的提升。油田企业的发展及其运输能力的增强，油气运输管道的耐压力、壁厚以及管道的口径也在一定程度上提出了更高的要求。在未来的石油、天然气管道焊接过程中，电子束焊以及激光焊等一系列的先进焊接技术必定会被用到各类管道的焊接工作中。

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