1李松林 2李明
1大庆油田第六采油厂培训中心 2大庆油田苐八采油厂第一油矿 黑龙江大庆 163000
摘要：石油是我国重要的战略资源，无论是生活中还是在军事领域，作为燃料石油都是必不可少的。我国石油储备量较高，国内拥有较多的大型油田。但是这些油田在空间分布上很不均匀，大量的石油资源集中在我国的西北地区，而在东部沿海地区分布较少。但是东部地区对石油用品的消耗量又是巨大的，为了平衡我国的石油资源，通过建立运输管道是一个理想的方式。当然，在建立石油管道之后，就必须针对这些管道进行合理的维护，保证石油输送的可靠性。尤其是一些地面管道，经过长时间的风化侵蚀，很可能会存在管道损坏的现象，造成石油的泄露，这个时候就需要进行管道焊接维护。以往在进行管道焊接时，往往会将管道外部的防护层去除，以保证焊接设备形成回路，这样对管道的损坏较大。本文针对这个问题，设计了一种新型的管道焊接卡钳，能够减少对防护层的破坏，提高管道焊接的效率。
关键词：卡钳，管道焊接，管道防护
引言：石油管道焊接是石油管道运输过程中的重要保障，无论是石油管道的建设还是后期的管道维护，焊接都是必不可少的。尤其在一些环节较为恶劣的条件下，管道长时间暴露在空气中，受到的腐蚀力度更大，出现问题的可能性也较大。一般管道出现泄露之后，需要利用焊接设备进行修复。在进行焊接的过程中，要保证设备与管道之间形成电流的回路，但是一般的石油管道上边都会覆盖较厚的防腐层，必须将这些防腐层去除之后才能够实现导通。并且现在使用焊接设备接触极往往体积较大，就要去除较多的防腐层。这样管道本身就会受到一定程度的损坏，如果处理不好，可能会成为下次出现管道故障的原因。针对石油管道焊接过程中的这一问题，可以采用一种新型的便携式焊接卡钳，利用较小接触面的旋进顶针与管道进行接触，代替较大体积的接触极。这样能够减小对管道防护层的破坏，同时也能够提高焊接的效率。
一、传统石油管道焊接过程中的问题
油田各厂维修队（保障队）承担的工作多为更换管线、穿孔补漏、小的工艺改造等工作，当遇到焊接管线外部有油漆或沥青防腐层的时候，必须先清除其表面使其露出低层金属方可搭接焊接回路。这种焊接方式是较为传统的方法，但却是大多数工程保障队伍最常用的一种焊接方式。这种焊接方式虽然能够对管道的穿孔或者其他需要焊接的问题进行修复，但是也给管道埋下了安全隐患。
图1 传统油田管道焊接现场
首先，传统管道焊接的过程中，需要将管道表面覆盖的防腐层去除，这样才能够帮助焊接设备形成电流回路，设备才能够正常工作。但是这种做法无疑会对管道的防腐能力产生了破坏。虽然在焊接完成之后，还需要对去掉防腐层的位置进行重新修复，但是新防腐层与就防腐层之间并没有太好的贴合性，随着时间的推移，新的防腐层可能会出现开裂或者脱落，使得管道防腐能力进一步下降。
其次，传统的焊接过程中，与管道接触形成回路的一极往往只是搭放在管道上，如图1所示，这样接触极会在工作的过程中产生晃动的现象。而晃动则会产生电弧，电弧对裸露的金属会产生损伤，电弧划伤处会产生金属内部结构炭化的现象，也就是在这一位置的金属管道会更加脆弱，留下了再次因腐蚀穿孔的隐患。
二、新型管道焊接卡钳的使用分析
为了解决焊接过程中给管道带来损伤的问题，本文设计了一种新型的焊接固定卡钳，如图2所示，这种卡钳不仅会给焊工工作带来方便更会保护管线防腐层，延长管线的使用寿命。
图2 新型卡钳实物图
1、新型实用卡钳的设计原理
如图2和3所示，为新型便携式卡钳的实物图，这种新型实用卡钳本身作为焊接设备接触极与管道之间连接的桥梁，能够解决接触松动的问题，将接触极固定在焊接卡钳上，能够更加牢固，可以降低焊接过程中电弧对管道造成的损伤。同时卡钳由旋进顶针、调节装置和框架组成，可调框架式结构中，钳口调节范围0mm～150mm，主要基于油田常用工艺管线的规格，卡钳在焊接件固定后旋进顶针，顶针便可刺破防腐层探入金属管壁实现牢固接触的焊接回路，卡钳适应板状、管状及复杂结构件的应用。这样，卡钳可以通过刺破较小面积的防腐层，使得管道与焊接设备直接形成电流回路，保证设备的正常工作。并且通过这种方式减少了对管道外层防腐层的破坏。
2、实用新型卡钳的应用状况
这种新型的实用卡钳本身具备较多的优点，有利于在管道保障队伍中推广使用。其主要的优点有以下几个方面：
（1）小巧便携。在进行管道维护保障工作的过程中，可以较为方便的携带；
（2）结构简单。该卡钳结构非常简单，仅由三部分组成，在使用的过程中非常容易掌握使用技巧，及时刚刚接触这种工具使用过程中也能够游刃有余；
（3）成本低廉。这种卡钳的制作成本非常低，既没有高精尖的技术要求，也不需要特殊的制作材料，根据现在的市场价格，制作成本不高于50元。
鉴于这些优良的特性，这种巧的卡钳工具在管道工程保障队伍中非常受欢迎，并且现在已经获得了较大的使用推广乏味。第采油六厂各采油矿维修队的焊工现场应用，应用效果得到焊工的一致肯定，各项技术指标达到设计要求，安全性也得到了验证。
结束语
焊接卡钳便携、灵巧，在使用的过程中能够利用较小的接触顶针帮助焊接设备形成电流回路，减小了对石油管道防护层的破坏。同时在焊接的过程中也不必刻意去除焊接位置周围的防护层，也就避免了在焊接之后进行大面积的防护层修补，这在很大程度上提升了石油管道焊接过程中的效率。
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