王健

摘要：頁巖氣是一種清潔、高效的綠色能源，我國高度重視頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已將頁巖氣擺到國家能源戰(zhàn)略的位置。頁巖氣開發(fā)在國家各項(xiàng)政策的支持下已進(jìn)入黃金時(shí)期，但在國際油氣價(jià)格持續(xù)低迷的大形勢下，降本增效仍是石油行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要手段，因此，頁巖氣開采過程中壓力能的利用意義非凡。本文對頁巖氣站內(nèi)管道工程焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)對比及選用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：頁巖氣;站內(nèi)管道工程;焊接工藝評定

引言

我國非常規(guī)油氣資源的勘探開發(fā)尚處于初級階段，頁巖氣外輸管線建設(shè)的相關(guān)研究相對較少。然而，管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施完善與否對頁巖氣能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)至關(guān)重要。由于我國頁巖氣富集區(qū)域多處于山區(qū)或丘陵地帶，地質(zhì)地貌復(fù)雜多樣，頁巖氣外輸管線鋪設(shè)面臨著很大的不確定性，投資決策過程十分復(fù)雜，是一個(gè)典型的多階段多目標(biāo)投資決策問題。

1天然氣管道焊接中下向焊接技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

當(dāng)前大口徑天然氣管道焊接技術(shù)中的下向焊接技術(shù)與上向焊接技術(shù)、管道全位焊接具備以下優(yōu)勢：第一，下向焊接技術(shù)工藝參數(shù)采用小縫隙、大鈍邊，因此焊接的質(zhì)量遠(yuǎn)高于上向焊接技術(shù)與管道全位焊接技術(shù)，且焊接速度與效率也得到有效的提升，對于施工企業(yè)來說能提升經(jīng)濟(jì)效益。第二，下向焊接技術(shù)中采用了專用焊條，專用焊條是由獨(dú)特藥皮配方制成，能幫助增大電弧吹力，穩(wěn)定燃燒。而焊接中飛濺范圍小，焊條融化速度快，熔敷效率高，大幅度的保護(hù)電弧與熔池。第三，焊接填充之中使用相同長度的焊條焊接，如若采用上向焊接技術(shù)能保證熔敷率低，且焊接長度不得短于下向焊接。而下向焊接技術(shù)的使用下熔敷率更高，且焊接速度遠(yuǎn)高于上向焊接速度。第四，下向焊接的操作難度相比較其他焊接技術(shù)來說更小，焊道厚度維持在2mm左右，焊縫缺陷效，確保焊接質(zhì)量。第五，下向焊接操作中普遍運(yùn)用纖維素焊條，這是因?yàn)樵跈C(jī)械操作下纖維素焊條的燃燒只會(huì)產(chǎn)生少量的熔渣，在連續(xù)焊接下能形成單面焊雙面形型焊縫。第六，通過不斷的檢測與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)下向焊接的管道具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，適合野外長距離鋪設(shè)。第七，下向焊接產(chǎn)生的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上向焊接，且下向焊接的速度與質(zhì)量都高于上向焊接。

2復(fù)合型下向焊接技術(shù)

隨著管道工程建設(shè)復(fù)雜性提升，在施工過程中不免出現(xiàn)大口徑天然管道泄漏問題，如若根據(jù)根層、熱焊層、填充層，及覆蓋面層采用不同種類的焊接技術(shù)與工藝，會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間與精力。因此在實(shí)際操作中可對根層與熱焊層進(jìn)行焊接采用下向焊，這一措施解決了根層與熱焊層管道壁較厚帶來的維修問題，但是在這個(gè)過程中需要焊接的層數(shù)過多，下向焊的速度過快不能滿足焊接要求。深思熟慮后筆者認(rèn)為可對填充層與覆蓋層則采用上向焊，是將上向焊與下向焊結(jié)合進(jìn)行施工，兩者間的取長補(bǔ)短充分的完成這一工作，以此來滿足大口徑天然氣管道泄漏搶修工作的需求，為附近居民盡快恢復(fù)供氣。

3頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理要點(diǎn)

由于頁巖氣開發(fā)行業(yè)尚未發(fā)布污染控制，在頁巖氣廢水開發(fā)、甲烷等方面，尤其是在污染控制方面，沒有明確的排放控制要求，廢水工業(yè)中可溶解的固體。目前的環(huán)境評估通常需要采取措施，控制填埋場和其他主要建筑場地，防止?jié)穸?，在分隔的地區(qū)安裝降落傘，限制鉆井，進(jìn)行污水泄漏和減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在我國，石油污染富集的油氣工業(yè)鉆柱一般被視為危險(xiǎn)廢物，如熱分析、提取、化學(xué)清洗等。已處理，但固體廢物處理和處理后碎片的綜合利用尚未完全控制。

4焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)異同分析

4.1材料分組

GB/T31032僅適用于碳鋼和低合金鋼，按屈服強(qiáng)度不同，將材料分成3個(gè)組別，一旦材料組別變化，應(yīng)重新進(jìn)行評定;SY/T0452適用的材料更廣，按抗拉強(qiáng)度對碳鋼和低合金鋼分成5組。頁巖氣項(xiàng)目的平臺、集氣站普遍采用管線鋼，主要包括L245和L360鋼級。管道焊接涉及L245、L360同材質(zhì)焊接以及L245和L360兩種材質(zhì)焊接。若焊評執(zhí)行GB/T31032，由于L360和L245材料不在一個(gè)組別，上述三種焊接工況均應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行焊接工藝評定，即3組焊評;若采用SY/T0452，L245和L360屬于同一類不同組材料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不同類別（組別）號母材之間相焊，經(jīng)評定合格的焊接工藝也適用于這兩類（組）別號母材各自相焊。并且同類別號中，高組別號母材的評定適用于該組別號母材與低組別號母材所組成的焊接接頭。因此，采用評定合格的L360和L245材質(zhì)焊接工藝評定可覆蓋L245和L360同材質(zhì)焊接，僅用1組焊評即滿足三種焊接工況要求，減少焊評組數(shù)。

4.2焊接位置

GB/T31032要求焊縫由旋轉(zhuǎn)焊變?yōu)楣潭ê?，或反之?yīng)重新進(jìn)行評定;45°傾斜固定焊可替代水平固定焊和垂直焊接，其他不得相互替代。SY/T0452要求任一焊接位置評定合格的焊接工藝，該工藝應(yīng)適用各種焊接位置。

5焊縫試驗(yàn)

5.1外觀檢測

GB/T31032對外觀檢測未做規(guī)定。SY/T0452要求焊縫不能有裂紋，同時(shí)要求對焊縫進(jìn)行射線檢測。應(yīng)注意的是，焊評的主要目的是驗(yàn)證焊縫的力學(xué)性能而非考察焊縫缺陷和裂紋。在焊縫力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求前提下，焊縫質(zhì)量可在設(shè)計(jì)文件中要求，現(xiàn)場焊縫無損檢測進(jìn)行檢驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

5.2刻槽試驗(yàn)

刻槽試驗(yàn)是GB/T31032規(guī)定的試驗(yàn)，合格標(biāo)準(zhǔn)為：每個(gè)刻槽錘斷試樣的斷裂面應(yīng)完全焊透和熔合，任何氣孔的最大尺寸應(yīng)不大于1.6mm，且所有氣孔的累計(jì)面積應(yīng)不大于斷裂面的2%，夾雜高度應(yīng)不超過0.8mm，長度應(yīng)不大于鋼管工程壁厚的1/2，且小于3mm;相鄰?qiáng)A渣之間至少應(yīng)有13mm。SY/T0452要求用于長輸線路管線焊評應(yīng)進(jìn)行刻槽試驗(yàn)，合格標(biāo)準(zhǔn)與GB/T31032一致。

結(jié)束語

結(jié)合頁巖氣站內(nèi)管道工程特點(diǎn)，對比GB/T31032和SY/T0452焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對焊縫力學(xué)性能的要求一致;SY/T0452的評定因素比GB/T31032少。

參考文獻(xiàn)

[1]溫志超.頁巖氣開發(fā)對我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境影響研究及政策建議[J].發(fā)展研究，2018（12）：13-18.

[2]魏云錦.頁巖氣壓裂返排液處理及回收利用技術(shù)研究[D].西南石油大學(xué)，2018.