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含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性探究

时间:2020年05月09日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:伴随我国焊接技术不断发展,焊接技术在输油管中的操作应用日常广泛,其重要性不言而喻。通过近年来大多研究发现,焊接技术应用的科学性与合理性对降低缺陷影响、提高焊接质量、效率及保障输油管安全稳定十分关键。因此,本次研究从含焊接缺陷输油管失

  摘要:伴随我国焊接技术不断发展,焊接技术在输油管中的操作应用日常广泛,其重要性不言而喻。通过近年来大多研究发现,焊接技术应用的科学性与合理性对降低缺陷影响、提高焊接质量、效率及保障输油管安全稳定十分关键。因此,本次研究从含焊接缺陷输油管失效过程入手,对焊接技术及作业管理在输油管制造中的具体应用进行分析,为下一步工作开展提供依据参考。

  关键词:输油管;焊接;失效过程

输油管道

  一、前言:含焊接缺陷输油管失效对输油安全、稳定及相关保障工作开展造成极大影响。基于此,提升焊接工艺及优化缺陷性就突显重要,且具有较大的意义影响。然而现阶段有关我国含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性研究相对较少,基于该问题现状,要求行之有效的方法对其进行分析研究,如化管材质量、采用精细化焊接管理模式、加强焊接技术创新等,本次研究对含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性进行分析,有十分重要的理论意义。

  含焊接缺陷输油管的失效过程分析以某输油管线为实际案例,在该输油管建成后,通过其水压试验时发现该管道出现大面积爆裂及渗漏等情况,经过分析及现场检测后得出,该爆裂起裂点主要位于该未熔合区域。特表现为周边呈现大量氧化物及金属微。通过金属检查后发现,该焊缝金属流线存在分布不规则、不合理等情况。

  且没能经过该正火进行焊接,该焊缝区主要为珠光体+铁素体+上贝氏体等,而经其正火后的焊缝区域及相关组织为铁素体+粒状贝氏体。则其它相关区域主要为铁素体+珠光体。另外,通过检测后发现,在其部分失效管道截段中因未熔合穿透裂纹问题,导致其渗漏出现,其他则是由于表面处在未熔合区,而其外表则为熔合区域的非穿透裂纹产生爆裂效应,最后分析结果为焊缝所在处的未熔合形成缺陷导致其渗漏、爆裂等故障发生,该焊缝待没有经过热处理后导致其破坏压力持续下降。其原因主要焊接工艺、管制材料及焊接管密切相关。

  二、造成含焊接缺陷输油管失效的具体原因

  随着我国石油产业及相关领域日益发展,输油管道作为其资源运输是保障的重要承载体,其作用性不言而喻。但通过大量资料及数据表明,当下我国输油管因焊接缺陷问题造成的失效现象层出不穷。对其安全生产及稳定运行造成较大影响,通过对相关资料整理分析后发现,其造成因焊接问题输油管失效的主要因素如下:

  (一)材料选择问题

  输油管焊接工序不是单一片面的简单流程,而是更为科学、合理的系统布局。通过分析后发现,造成其焊接问题出现与该管材自身质量密切相关。即管材材料问题。对该问题可以进行延展分析,首先,在管材采购过程中极大忽视了其质量问题。单纯的追求经济效益与成本投入降低,大致大量伪劣管材投入到焊接现场,为输油管焊接质量埋下较大隐患。其次,缺乏对管材投入的现场检测,存在盲目投入、肆意焊接等情况。

  因此,科学严格的质量检测机制缺乏导致了后继焊接问题发生。最后,无法制定相对统一的评估方案,各施工现场、石油机构都缺乏统一的管材使用及质量标准,无法保障焊接工作的可靠进行[1]。焊接技术有待提升输油管焊接过程中极易因各种问题造成质量问题发生。其中技术层面与方法滞后也是其重要因素之一。具体如下:

  第一、焊接工艺较为传统,缺乏创新突破,我国很多输油管焊接工艺依然为传统人工形式,人工形式虽然也会对质量起到一定保障作用,但对输油管的衔接处焊接与强化焊接等方面较为缺乏,不如先进的机械自动化焊接流程,即缺乏精工意识。

  第二、在焊接过程中不能从其输油管特点入手,该输油管主要应用及布设在水下,通常承受较大水压及冲击,如果焊接效果不能满足其水压冲击,则会出现输油管破裂的情况。所以,在焊接缺陷中技术层面及考量分析的不完善使其主要原因之一[2]。人员管理及素质方面缺陷造成输油管焊接缺陷因素诸多,除其技术、材料方面,人员与管理也是重中之重。

  在对输油管焊接作业中管理人员缺乏实时监督,对细小工序、焊接环节管控力度不够,造成其焊接漏点与裂缝出现,经过水压测试后极易发生爆裂。另外,部分焊作业人员也存在侥幸心理、应付态度。在焊接过程中缺乏最为基本的道德素养、工匠精神,导致焊接作业过程中缺陷性出现。所以,从人员素质及态度层面出发,进行强化管理与培训十分关键。

  三、规避含焊接缺陷及提升输油管安全性保障具体措施

  (一)优化管材质量首先,应加强对输油管管材采购及投入检测力度,管制材料合格标准对输油管焊接质量及安全保障十分关键。因此,在对输油管管材进行采购中要进行“货币三家”,对相关管材市场进行走访调查。与其信誉好、口碑强、质量硬的管材供应商进行长期合作,确保焊接管材的质量合格。其次,在输油管管材现场投入前,一定要对该管材质量、性能等进行全面检测、测试,确保其管材质量完全合格后方可进投入焊接现场。最后,需要不定时对焊接成品、半成品等进行质量抽检,主要从输油管焊接缺陷层度入手,将其相关因素及问题进行规避、预防[3]。

  (二)采用精细化焊接管理模式针对因焊接缺陷问题导致的输油管隐患发生,建议采用精细化焊接管理模式,将输油管焊接作业进行细节控制、量化监督,提升对其焊接作业的细节化质量管控程度。将焊接作业过程中的小问题、小节点、小瑕疵等进行全面监督、检测,例如输油管焊接漏点、裂缝、细纹等方面。同时,在其精细化焊接作业管理层面也要作业人员进行有效规范,并构建一系列保障体系,如焊接作业监督细化、焊接作业质量检查细化、焊接质量责任细化等。一旦发现因其焊接质量导致的缺陷性问题,必须及时返工,并追加管理责任人责任[4]。最后,应该加强焊接人员专业理论知识学习,定期举行焊接专业培训、管理培训等,并邀请资深讲师进入焊接现场,进行新技术、新理念及新焊接工艺学习传播。

  (三)加强焊接技术创新当下伴随我国网络信息技术不断多领域应用,自动化智能焊接技术逐渐输油管制造领域采纳。因此,应该从完善传统焊接技术缺陷性入手,结合网络技术、智能技术、等构件自动化焊接信息化操作体系,具体如下:第一、树立自动化、信息化焊接作业理念,将传统的人工焊接与单一化机械焊接进行升级、创新,采购与投入自动化智能焊接设备,例如焊接机器人、机械手等作业流水线。第二、从软件、硬件层面入手,加强自动化焊接硬件设备与软件程序的结合应用,主要包括:现场自动控制、远程焊接管理、实时危险预警等。同时,在其软件层面可以结合应用大数据技术、云技术、自动智能安全分析技术等。第三、完善自动化焊接技术的实践应用建设,针对输油管安全选保障的必要性,一定要从技术创新角度对其进行巩固,通过输油管焊接的实践、检测、评估、分析、完善等流程,为自动化智能焊接技术的可行性提供保障[5]。

  结论:综上所述,通过对含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性进行分析研究,从多方面、多角度对造成焊接缺陷及输油管失效的具体因素进行阐述,并结合问题现状及发展需求,提出相关优化措施,主要包括:化管材质量、采用精细化焊接管理模式、加强焊接技术创新等,为输油管整体安全及焊接保障提供积极参考。

  参考文献:

  [1]臧雪瑞,顾晓婷,王秋妍,等.含腐蚀缺陷高钢级输气管道的失效压力模型[J].油气储运,2019(3).

  [2]叶召群.工业管道安装过程中的焊接缺陷与预防措施综述[J].建筑与装饰,2019(8):142-143.

  [3]王帅,赖治屹,秦军,等.输气管道单点穿孔缺陷直接焊接修复技术[J].油气田地面工程,2019(S1).

  [4]花争立,朱盛依,张一苇,等.基于欠膨胀喷射火模型的含氢天然气管道失效后果分析[J].压力容器,2019(2).

  [5]马俊.超声无损检测技术在金属材料焊接缺陷检测中的应用[J].中国金属通报,2019(3).

  石油方向论文投稿刊物:《油气储运》是经国家科委和新闻出版署批准创办,由中国石油天然气集团公司主管、中国石油天然气股份有限公司管道公司主办的国家级中文核心期刊,是我国唯一专门报道油气储运学科领域科研成果和技术信息的权威科技期刊,1977年创刊,综合性科技月刊,公开发行。国内统一连续出版物号:CN 13-1093/TE,国际连续出版物号:ISSN 1000-8241,国内邮发代号:18-89。