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关于石油领域中焊接技术应用 　　摘要：石油工程领域中的焊接结构存在多种类型，其应用条件各不相同，对结构用钢的性能提出了不同的要求。综述了焊接技术在我国油气储运、钻采机械、石油化工机械和海洋平台等石油工程建设中的应用现状。随着石油工程建设中焊接结构复杂化程度的增加和应用条件的不断提高，解决其相关焊接关键技术将是未来石油工程建设中的重要发展方向。 关键词：焊接技术；油气储运；钻采机械；石油化工机械；海洋平台 中图分类号：TG4文献标识码： A 文章编号： 0前言 油气储运设备中的各种储油罐、油气管道、油槽车和油轮等都是以焊接为主要加工手段的制造工程；石油化工机械中各种化工容器、反应塔、加热炉和换热器的制造与安装等都需要进行大量的焊接工作；在钻采机械方面，焊接可用于架体、泵体、钻杆、抽油杆和钻头等各种金属结构的制造及安装修理；海洋钻探及采油平台、海洋钻井船的制造等也都离不开焊接技术。焊接技术在石油工程建设领域中占有重要地位。 1油气储运中的焊接技术 1．1储罐焊接 储罐是一种存储气体、液体或液化气体的压力容器。根据其应用条件的不同，油气储罐有多种类型。焊接是储罐建造的主要工序，储罐焊接的主要方法有焊条电弧焊、埋弧自动焊、气电立焊和药芯焊丝气体保护全位置自动焊。在大型浮顶储罐的建造中，国外罐体普遍采用自动焊工艺。 埋弧自动焊是大型储罐建造中应用最早的自动焊方法，主要应用于正装法施工的浮顶储罐的罐壁环焊缝、罐底对接焊缝和大角缝等。近年来，国内在借鉴正装储罐自动焊技术的基础上，开发出了倒装储罐自动焊设备及工艺，并将该技术应用到大庆、胜利、辽河、长庆等多个油田，到 2005 年累计焊接储罐总容量达 66 万 m3。为提高生产效率，在大型储罐的施工中，埋弧自动焊已开始向双丝和多丝焊方向发展。 1．2 油气管道焊接 管道输送是石油、天然气最为经济合理的运输方式，全世界目前油气管线的总长度已超过 2．30×106km，并以每年(4～5)×104km 的速度增加。管道施工焊接的主要方法有纤维素焊条下向焊、低氢焊条下向焊和药芯焊丝半自动下向焊。20 世纪 80 年代开始推行下向焊工艺，采用纤维素焊条和低氢焊条。低氢焊条下向焊主要用于气候条件极端恶劣、输送酸性气体及高含硫油气介质和对低温韧性要求较高的管道或者厚壁管的焊接。20世纪 90 年代我国正式推广应用自保护药芯焊丝半自动焊。该项技术于 1995 年首次在突尼斯工程中获得应用，并成为后来的库鄯线、鄯乌线、苏丹工程，涩宁兰、兰成渝等管道工程中的主要焊接方法。自保护药芯焊丝半自动焊采用下向焊工艺，实现了连续送丝，施工效率高。 目前，国内油气输送管道正朝着大管径、高工作压力、远距离输送的方向发展。随着管道建设用钢管强度等级的提高，管径和壁厚的增大，在管道施工中逐渐开始应用自动焊技术。如西气东输一期工程全长4 200 km 中大约有 650 km 采用了自动焊。西气东输二线干线总长近5 000 km，由于钢的强度等级较高，管径和板厚较大，管线建设中主要以自动焊和半自动焊为主，以焊条电弧焊为辅，自动焊根焊主要采用 STT 半自动焊。在部分大直径厚壁管道施工中，应用了全位置GMAW自动焊技术，这也代表了目前世界管道建设的较高水平，标志着我国管线建设已迈向国际先进行列。 2 海洋石油工程中的焊接技术 开发海洋石油离不开海洋构筑物的建造和安装，包括海洋平台、导管架、海底管线及海洋管道铺设船等。随着海洋石油开发的水深不断加大，海洋结构不断加重，结构物体积和使用的钢板厚度也不断加大，水下焊接技术已成为组装、维修诸如采油平台、输油管线以及海底仓等大型海洋结构的关键技术。目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，按焊接所处的环境大体上分为三类焊接技术：湿法水下焊接、干法水下焊接和局部干法水下焊接。 湿法水下焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性较强等优点。因此，湿法水下焊接技术被广泛用于海洋条件好的浅水区以及承受低应力构件的焊接。但由于湿法水下焊接难以获得高质量的焊接接头，一般只用于水深几米至几十米的海岸工程非重要结构物的维修。局部干法焊接能够满足水下较重要工程结构的焊接质量要求，也是当前水下焊接的重要研究方向。英国曾将此方法用于北海大陆架挪威海域，修复被冬季风暴破坏的Ekofisk钻井平台两根位于水深 7 m、直径 3 500 mm 的管子。美国在水深 12 m 处用此法修复了采油平台管径406 mm 的立管。 水下焊接技术在我国一直受到高度重视。早在20世纪 50 年代，水下湿法焊条电弧焊已得到应用。20世纪 70 年代后期哈尔滨焊接研究所在上海海难救助打捞局和天津石油勘探局的协助下，开发了水下局部排水