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國內首例大口徑雙金屬復合管焊接紀實

發布時間:2016-3-19 18:52:40      點擊:

國內首例大口徑雙金屬復合管焊接紀實

     截至8月12日,中國石油工程設計公司新疆油建公司承建的我國最大儲氣庫——呼圖壁儲氣庫注氣系統已安全平穩運行65天。


  在呼圖壁儲氣庫建設中,至少有6項施工技術填補新疆油田地面建設空白。其中,大口徑雙金屬復合管焊接技術是一項重大突破,填補我國大口徑雙金屬復合管焊接工藝空白。


  然而,誰能想到,這項技術革命居然是焊接不合格帶來的產物。


  裂紋之惑


  呼圖壁儲氣庫建設初期,被專業人士稱為“結構性陰影”的東西,令油建公司技術人員感到困惑。


  技術人員發現,雙金屬復合管的覆層和基層之間由于間隙過大,實施封焊之后,有一種東西會呈現在射線底片上,看起來像一條黑線。這條黑線有個俗名——裂紋。


  “究竟是焊接之后出現的裂紋,還是管材本身的缺陷?”圍繞這惱人的裂紋,新疆油建公司副總經理、呼圖壁儲氣庫項目經理王京多次召集相關技術人員,尋找原因和解決措施。


  經過深入研究和分析后,技術人員找到了出現裂紋的“癥結”。


  簡單地說,是傳統工藝與新管材不匹配造成的。


  呼圖壁儲氣庫的天然氣來自土庫曼斯坦,二氧化碳含量較高,對管道具有強烈的腐蝕性。因此,儲氣庫3個集氣站共計30公里的采氣干線單井線全部使用雙金屬復合管。


  當時,這種大口徑雙金屬復合管在國內屬首次應用。


  面對新型管材,傳統的封口焊接工藝只能“黯然神傷”——由于管材的基層和覆層介質不同,導致膨脹系數不同,在管口容易產生膨脹應力。


  而對管口實施封焊工藝后,又會在管口產生焊接應力。這兩種應力同時集中在管縫位置,“弱弱疊加”容易造成裂紋。


  管材基層和覆層結合部的薄弱區,給焊接施工帶來難以消弭的“麻煩”。經過施工人員多次試驗,證明傳統的封口焊接工藝不能滿足特殊管材的焊接要求,必須另尋出路。


  那么,消除裂紋的出路在哪里?


  改造管材


  屢屢“碰壁”,愈挫愈勇。王京召集新疆油建公司技術中心、焊接培訓中心和壓力容器廠的技術骨干,組建雙金屬復合管技術攻關團隊。


  起初,技術人員經過反復試驗,試圖尋找一種焊接工藝,解決裂紋問題。然而,鎳極焊絲鎢極氬弧半自動焊接雖說可以有效控制裂紋,但是成本太高,效率低,不經濟。


  技術人員只好將目光重新落在管材本身上。


  經過大量試驗和反復對比,技術人員決定對管材進行二次改造,使管口處的覆層和基層之間由“機械貼合”改為“分子結合”。


  為堆焊出合格的覆層材料,技術人員反復調整焊接工藝,通過管口內堆焊工藝,同時管端加工坡口,將復合管結構導致的應力集中部位和對接焊縫融合線部位分開,然后,管線在現場組對焊接,從根本上消除裂紋產生的條件。


  降低成本


  裂紋的消除,確保了儲氣庫的施工質量。更重要的是,它催生了一種具有自主知識產權的新工藝——管口內堆焊+現場對接焊焊接工法應運而生,填補了我國在大口徑雙金屬復合管焊接工藝的空白。


  相比傳統方法,這種焊接工藝由于采用的都是常規設備和焊接材料,降低了施工成本,工效相比先前卻提高了兩倍多,焊接合格率達到95%,因此得到業主的高度認可和一致好評。


  7月初,新疆油田公司總經理陳新發對儲氣庫施工技術和工程質量給予充分肯定,并頒發總經理嘉獎令。這份嘉獎令也為因裂紋引發的這次技術革命作了完美注腳。

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