油田管道焊接技术存在的问题与对策

伴随着石油管道工程的发展,管道焊接技术越来越显示出重要的地位,技术也在不断地更新。焊接方法由单一的焊条电弧焊向气保焊、药芯半自动焊、自动焊等高质量、高效率的焊接方向发展。管道焊接技术,一方面要对技术本身进行革新,另一方面就是要拥有高素质、高水平的焊工队伍。

1我国石油管道焊接技术的发展及现状

从近年我国完成的一些标志性工程来看,焊接不仅已经渗透到制造业的各个领域,而且发挥着重要的作用。具体到石油石化行业,主要是长输管道、炼化装置特种材料的焊接。长输管道的焊接这几年进步很快,但也经历了一个过程。早在1973年建东北的83管线时,基本是手工上向焊,设计压力在4MPa以下,材料为16Mn,采用的是常规探伤。到了20世纪80年代,开始逐渐推行下向焊工艺,焊接效率明显提高。但存在的问题是:下向焊大多采用纤维素焊条和低氢焊条,石油行业用纤维素焊条绝大部分需要进口。

90年代我国正式推行自保护药芯焊丝半自动焊,这是长输管道焊接的一次革命。采用下向焊工艺,实现了连续送丝,现场效率比较高,我国长输管道的焊接70%80%采用该工艺。但到目前为此,自保护药芯焊丝还是全部进口,比如说承建的陕京管线、兰成渝、中武线、西气东输、西部管道及苏丹管线等。自保护药芯焊丝的附加值非常高,比如用于X80钢的焊丝,国外报价达到8万元/t,已经超过了不锈钢焊丝。长期进口不仅要付出经济代价,更关键的是还要受制于人。比如说,管道局承担的苏丹管道工程正准备开工时,由于美国制裁苏丹政府,我们从美国的定货也不得不转运到第三国。正是由于缺乏自已的核心产品,所以要承担技术和经济上的双重风险。

我国是2003年在西气东输工程中开始正式采用长输管道的自动焊的。西气东输4000km、φ1016mm的大口径X70钢管道,是中国管道史上运距最长的,设计口径也是最大的,设计压力10MPa也是最大的。大约有650km采用了自动焊,其中国产装备占到了1/3,技术水平与国际接近。国产自动化装备在西气东输的应用,标志着我国管线建设迈向国际先进水平。但也面临诸多问题。

2油田管道焊接技术存在的问题

2.1焊工基础理论薄弱,操作技能需要提高

从调查数据来看,全系统各类设备数量是各级焊工数量的1.68倍。这说明,真正在企业编制的焊工不够,而直接从事生产的焊工为数不少是从社会上雇佣而来。当今世界,新技术、新材料、新工艺不断出现,需要焊工有一定的文化知识,甚至要有一定的专业知识。一些自动焊设备的使用不仅需要焊工掌握操作技能,还要懂得一些必要的电气、自动化控制方面的原理,这方面的焊接人才愈显不足。

2.2焊接科研机构分散,研究力量相对薄弱

集团公司在焊接技术的科技研发上投入相对较少,目前,全系统的焊接技术研究基础薄弱,资源配置不足。当前,石油工程建设已经步入高速发展的快车道,大型炼油化工装置、海洋石油工程、大型长输管道工程和LNG的建设,需要我们具有强有力的焊接科研体系,提供技术支持和保障。

2.3焊接设备和焊接材料的国产化研究不足

调查表明,全石油系统现有大小焊接设备中,进口设备占总量的27.7%,其中手工焊机占6.5%;半自动焊机占83.8%;球罐自动焊机占84.1%;储罐自动焊机占35.8%;管道自动焊机占50.7%。焊接材料中,管道用纤维素打底焊条进口占100%;自保护药芯焊丝占100%;实芯焊丝占36%。越是专用设备或材料,产品的附加值越高,进口量的比例越大。进口设备不仅一次购置投入大,而且维修零配件价格十分昂贵,大大增加了成本。为此,需要我们抓紧抓好国产化研发工作。

2.4专业人才不足

石油工程建设大多数企业缺少高学历的、熟悉生产的焊接工程师和有经验的焊接结构设计工程师,有些企业已经出现人才断层。全国高校实行专业改革以后,本科招收目录中取消了焊接专业,更加重了焊接专业人才的青黄不接。企业的发展归根结底是靠人才,应该引起高度重视。

3油田企业加快培养管道焊接专业人才

3.1根据企业实际情况,实行差异化培养模式

1)新焊工培训新焊工培训要制定详细的教学计划、严谨的教学方案。焊接操作技能是从零开始的培训。培训项目是工程常用的向下焊、半自动焊工艺。培训开始时,教师要手把手指导。对新焊工不仅是操作技能的培训,还要在安全技术职业道德工作作风、团队精神、企业文化施工经验等多方面进行教育培训,培训时间约为3-5个月。

2)老焊工培训对于具有一定的焊接操作技能的老焊工,只是针对不同的工程项目进行相应的焊接操作方法培训。这些焊工技能掌握得较快,一般只需20-40天就可完成一个新项目的培训取证工作。

3.2根据工程项目,确定培训的焊接方法

3.2.1管道主线路施工培训

随着西气东输、陕京二线、西部管道以及苏丹、利比亚等国内外大型油气管道的相继开工,焊条电弧向下焊不能满足新的施工要求,被药芯半自动焊、全自动焊工艺所取代。

3.2.2站场安装施工培训

由于站场工程难度比较大,有时一个站场的安装往往有20-30种焊接工艺规程。因此,必须根据工程需求分批、分类、有针对性地进行培训。

3.2.3储罐安装施工培训

目前国际油价迅速高涨,各国都在储备大量的原油成品油,我国也要建设大量的储油设施,需要培养大量的储罐焊接专业人才。

3.3加快培训师资队伍建设

3.3.1教师队伍管理

培训中心把“以人为本”的管理方法融人到日常工作中。积极倡导“工作上互相进步,生活上互相关心,思想上互相交流,技术上互相切磋”,发扬班组团队精神。

3.3.2教与学的管理

针对不同的培训,认真编写相适应的教学计划,研究制定切实可行的教学方案,改进教学方法,积累了丰富的教学经验。

4结束语

从行业方面讲,焊接技术力量比较分散,研究的基础比较薄弱,专业技术研究不多。在对全行业进行大量的调查后,决定成立一个石油工程焊接技术中心。瞄准国际先进的焊接机构,结合中石油自身的工程建设需求,组建各种实验室。其中以水下焊接、激光焊接作为重点实验室组建,力争达到国家级实验室水准。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管

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