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集输管道焊接工艺方法与技术

Aug 14,2026

集输管道焊接工艺方法油气田集输管道输送的介质主要是原油、原料气等，大多具有腐蚀性，易导致管道的失效，其中H2S、CO2、Cl-腐蚀是目前常见的腐蚀类型。因此，集输管道的选用除了常规的强度设计要求外，还考虑了腐蚀介质的影响。根据ISO 15156《石油和天然气工业-用于含H2S环境油气生产的材料》、NACEMR0175《酸性田环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的金属》等标准要求以及近年来国内外油气田的开发经验，常用的集输管道可分为碳钢或低合金钢（加注缓蚀剂）、不锈钢或耐蚀合金以及复合钢管等。焊接接头作为管道的重要组成部位，也是金属管道中最薄弱的环节，其严格的各项性能指标是确保工程质量的重要因素。集输管道的焊接除了考虑焊接接头的力学性能外，还必须采取严格的工艺控制措施确保焊接接头的耐蚀性能。

集输管道焊接工艺技术

焊前准备

（1）坡口形式及坡口加工　集输管道坡口形式的选择一般都要求能够实现单面焊双面成形，同时应考虑不同材质的管材以及焊接方法的适应性等。目前集输管道焊接常用的坡口形式有V形、双V形、U形，常用的坡口形式及尺寸可参考下表。

碳钢及低合金钢焊条电弧焊、气体保护电弧焊、药芯焊丝电弧焊推荐坡口形式与尺寸

不锈钢、镍基合金焊条电弧焊、气体保护电弧焊、药芯焊丝电弧焊推荐坡口形式与尺寸

碳钢、低合金钢埋弧焊焊推荐坡口形式与尺寸

不锈钢埋弧焊焊推荐坡口形式与尺寸

不锈钢复合管对接接头推荐坡口形式与尺寸

输送含腐蚀性介质的集输管道坡口的加工应采用冷加工方法，输送非腐蚀性介质的管道可采用冷加工或热加工的方式进行坡口加工，但当采用热加工方式进行坡口加工后，应对影响焊接质量的表面层采用冷加工方法去除。坡口形式及几何尺寸应符合设计要求或焊接工艺规程规定。

（2）焊前清理　焊前清理对于保证焊接接头的质量尤其是根焊质量尤为重要，管道组对前要求除去坡口内侧以及坡口两侧50mm范围内的一切污物。对于碳钢及低合金钢管道，一般采用角向砂轮机和钢丝轮进行清理，对于不锈钢、耐蚀合金以及复合钢管一般要求采用专用砂轮机，必要时采用有机溶剂等进行清理。

（3）焊前预热及层间温度

应力腐蚀是集输管道的一种严重失效形式，且经常发生在管道的焊接接头部位，这是因为存在较大的焊接残余应力，以及焊接处金相组织的原因和焊接的工作质量因素等。焊前预热及层间温度控制是消除焊接接头残余应力以及改善金相组织，进而避免应力腐蚀产生的重要手段。预热温度及层间温度应符合焊接工艺规程规定，下表列举了常用的集输管道焊前预热温度及层间温度。焊前预热方式可采用火焰加热或中频感应加热。

常用集输管道预热温度及层间温度

焊接方法及焊接材料

（1）焊接方法　对于集输管道而言，根焊焊道是直接与输送介质接触的部位，根焊质量对于整个焊接接头的质量至关重要。为保证根焊焊道的质量，目前集输管道大多采用手工钨极氩弧焊的方法进行根部焊接。对于管径及壁厚较大以及输送非腐蚀性介质的管道，为提高效率，也可采用熔化极气体保护焊的方法进行根部焊接，如目前在国内外一些集输气田管道建设中采用的RMD根焊技术等。下表针对部分不同材质规格的集输管道列举了常用的焊接方法组合方式。对任何特定的工程焊接，通常有几种方法可供选用，应在满足设计要求及焊接质量的前提下选择一种在技术要求上和经济上最适宜的方法。

常用集输管道焊接方法组合

注：GTAW—手工无极氩弧焊；SMAW—焊条电弧焊；GMAW—熔化极气体保护焊。

（2）焊接材料　对于非腐蚀介质环境下管道焊接材料的选择应遵循“等强匹配”或“等成分匹配”的原则，根据焊接接头的力学性能或化学成分要求进行选用。对于腐蚀介质环境下管道焊接材料的选择，除满足以上要求外，NACE MR0175/ISO15156标准有明确规定：含Ni高于1％的焊丝、电焊条、焊剂、填充金属和碳钢及低合金钢的焊材，不允许用于酸性环境用碳钢和低合金钢材料的焊接。对于管线钢的焊接最有害的脆化元素是S、P、N、O、H等，必须严格限制其含量。对于高含硫化氢（H2S体积分数大于或等于5％）的集输管道焊接，SY/T 4117—2010《高含硫化氢气田集输管道焊接技术规范》标准规定焊接材料必须具有制造厂的质量证明书和抗HIC（氢致开裂）、抗SSC（硫化物应力开裂）试验报告，焊接材料使用前，应对不同批号的焊接材料化学成分和力学性能进行复验，其结果应符合相关标准规定。

焊接工艺参数

正确选择焊接工艺参数是保证焊接质量的关键。尤其对于有耐蚀性能要求的集输管道，现场施工焊接的工艺参数应确保在评定合格的范围内。

焊后热处理

一般而言，输送腐蚀性介质的碳钢及低合金集输管道焊接接头均应进行焊后热处理。焊后热处理应在无损检测合格后，采用程控电加热设备进行。热处理加热范围应为焊口两侧各大于焊缝宽度的3倍，且不应小于25mm，加热区以外的100mm范围内应予保温。热处理曲线应符合焊接工艺规程规定。当焊接工艺规程无规定时，应按照现行国家标准GB 50236《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》有关规定执行。