100萬t/年對二甲苯芳烴聯(lián)合裝置的焊接（下）

中國石油天然氣第七建設(shè)公司 （山東青島 266300） 高景剛 孫志超 楊中良

四合一對流式爐管長達38m，安裝難度大，現(xiàn)場采用預(yù)制成U型彎從一側(cè)穿管、另一側(cè)焊接固定口的施工方法，施工效果良好；另一側(cè)焊接固定口時，采用從上到下、從右到左的施工順序，把間隙小、操作困難的地方留給右手操作、平焊位置，圖5為四合一爐爐管實體。

圖5 四合一爐爐管實體

（2）圓筒爐爐管組焊 圓筒爐輻射爐管沿加熱爐爐壁成圓形等距排列，爐管間采用急彎彎頭連接。為了進一步保證焊接質(zhì)量，減少空中高處焊接的數(shù)量，采用分片預(yù)制焊接、分片吊安的方法。將輻射爐管分成若干組，按爐管布置半徑和間距制作專用焊接胎具，輻射爐管要在專門胎具上進行組焊預(yù)制。專用胎具要有足夠的剛性和穩(wěn)定性，充分保證爐管組對的共面性、中心距的正確性和平行度要求，并能充分的支承以便于組對焊接施工。地面分片組對、焊接和熱處理，檢測合格后成片吊裝。圖6為圓筒爐輻射爐管組焊成片及安裝的照片。

圖6 輻射爐管組對成片及安裝

（3）工藝管道的焊接 鑒于本裝置組焊工作量大、高空作業(yè)多、交叉作業(yè)頻繁的特點，采用單線圖法施工，采用分段預(yù)制法在條件相對較好的預(yù)制場內(nèi)進行深度預(yù)制，在管線分段時優(yōu)先考慮在自然斷開處分段（如法蘭聯(lián)接處），以焊縫少、檢查方便、安裝可行為原則，合理安排組對程序，使安裝焊縫減少到最低限度。焊接采用轉(zhuǎn)動焊接，減少了現(xiàn)場的固定焊口，有效地減少了高空作業(yè)量，施工簡便易行，從而達到了保證工程質(zhì)量和施工安全，縮短施工周期和降低工程成本的目的。

（4）爐管和工藝管道焊接的技術(shù)要求 爐管和工藝管道焊接對接焊縫采用氬電聯(lián)焊，其中DN≤50mm的管線采用手工鎢極氬弧焊。角焊縫采用焊條電弧焊，每道焊縫應(yīng)至少焊兩遍。

考慮到焊接時的質(zhì)量控制要求，避免由于管內(nèi)表面錯邊過大引起的根部未焊透或咬邊問題，對焊接接頭組對時的管內(nèi)錯邊量進行控制，組對時內(nèi)壁應(yīng)齊平。

定位焊的焊接工藝與正式焊的焊接工藝相同。定位焊縫的長度宜為10～20mm，高度為2～4mm，定位焊縫應(yīng)沿管周均勻分布。正式焊接時，起焊點應(yīng)在兩定位焊縫之間。定位焊縫應(yīng)焊透，且無裂紋、未焊透等焊接缺陷，發(fā)現(xiàn)裂紋、未焊透等焊接缺陷時必須清除后重新焊接。為確保底層焊道成型良好，減少應(yīng)力集中，定位焊縫的兩端應(yīng)為緩坡狀。

鉻鉬鋼鋼爐管焊接前必須嚴格進行預(yù)熱。焊接預(yù)熱有利于減小溫度梯度，降低焊接接頭各區(qū)硬度和焊接應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。預(yù)熱主要采用電加熱法，預(yù)熱時嚴格監(jiān)控預(yù)熱溫度。焊件達到預(yù)熱溫度后立即進行底層焊道的焊接。

為了保證背面成形并防止氧化，提高焊縫的耐腐蝕性，不銹鋼和鉻鉬鋼打底焊接時焊縫背面均需充氬保護。充氬可采用整體充氬和局部充氬。充氬時要嚴格控制氬氣的流量，開始時流量可適當(dāng)加大，確保管內(nèi)空氣完全排除后方可施焊，焊接時氬氣流量應(yīng)適當(dāng)降低，以避免焊縫背面因氬氣吹托在成型時出現(xiàn)凹陷。

焊接時應(yīng)注意始端和終端的質(zhì)量。引弧時，保證將母材熔透，引弧應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，嚴禁在焊件表面上引弧和試驗電流。收弧時將弧坑填滿，尤其是定位焊。

多層焊時應(yīng)嚴格控制層間溫度。鉻鉬鋼焊接時的層間溫度應(yīng)大于等于預(yù)熱溫度。不銹鋼焊接時的層間溫度一般≤100℃。多層焊的層間接頭應(yīng)錯開并注意層間清理和層間檢查。

鉻鉬鋼爐管焊接，應(yīng)在保持預(yù)熱溫度的條件下每條焊縫一次連續(xù)焊完，如中斷焊接，應(yīng)立即進行300～350℃、15～30min的后熱處理，然后保溫緩冷至室溫。再次焊接前應(yīng)進行檢查，確認無裂紋等缺陷后方可按原焊接工藝規(guī)程繼續(xù)進行焊接。鉻鉬鋼焊口焊完后，應(yīng)立即進行焊后熱處理。如不能及時進行焊后熱處理，應(yīng)按要求進行后熱處理。

不銹鋼焊口的焊接在保證焊透及熔合良好的條件下，應(yīng)選用小的焊接參數(shù)、采用短電弧和多層多道焊接工藝。

四、焊接質(zhì)量管理主要措施

（1）建章立制，夯實管理基礎(chǔ) 努力做好焊接質(zhì)量管理工作，制定完善了各項焊接管理規(guī)章制度，編制了焊接方案、焊接工藝規(guī)程。完善了包括崗位職責(zé)、管理流程、焊工培訓(xùn)和考試、質(zhì)量檢驗檢查、質(zhì)量獎懲辦法等內(nèi)容的管理制度。項目部還制定了焊接質(zhì)量經(jīng)濟責(zé)任制，通過經(jīng)濟獎勵激勵職工重視質(zhì)量的意識，調(diào)動施工者的積極性、主動性、創(chuàng)造性。

（2）重視技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)管理 詳細編制焊接方案措施，成立關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)小組有效解決超限容器厚壁焊接、整體熱處理等技術(shù)難題。同時鼓勵創(chuàng)新，科學(xué)組織，明確分工，采用新技術(shù)、新設(shè)備等多種手段，細致實施，成功完成各項技術(shù)攻關(guān)，使裝置焊接工程技術(shù)先進性更顯著。

（3）加強工序質(zhì)量管理 在芳烴聯(lián)合裝置焊接作業(yè)過程中，班組認真執(zhí)行工序質(zhì)量報檢，每一道工序施工的質(zhì)量情況必須經(jīng)過班組自檢合格和專職質(zhì)檢員復(fù)檢后再報給監(jiān)理公司、質(zhì)量監(jiān)督站、業(yè)主，在取得三方質(zhì)量控制負責(zé)人的確認后，方進入下道工序的施工，有效杜絕了不合格工序流入下道工序，進一步保護了焊接質(zhì)量。

（4）加強對焊材及施焊環(huán)境的管理與監(jiān)控 專人負責(zé)焊材的保管、發(fā)放、烘干和回收。焊材領(lǐng)用由施焊焊工填寫焊材領(lǐng)用申請單，標明施焊部位，由班組長審核、焊接技術(shù)員確認后，保管員按單發(fā)放。在整個施工過程中焊材的發(fā)放與使用始終處于受控狀態(tài)。

焊接場地應(yīng)保持清潔，設(shè)置圍屏等防風(fēng)防雨。設(shè)專人對風(fēng)速、溫度、濕度進行監(jiān)控。由于對施焊環(huán)境及過程控制得力，芳烴聯(lián)合裝置的焊接質(zhì)量順利達到了預(yù)期質(zhì)量目標。

五、結(jié)語

在100萬t/年芳烴聯(lián)合裝置工程的施工中，采用了新材料、新工藝、新設(shè)備，科學(xué)組織，嚴格控制，克服了工程量大、工期短、施工環(huán)境差等不利因素，實現(xiàn)了芳烴聯(lián)合裝置焊接工程現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)組焊驗收均一次合格；組焊設(shè)備焊接平均一次合格率99.2%；工藝管道焊接一次合格率為98.2%；爐管焊接一次合格率為99.3%；焊接工序報驗一次合格率100%。高質(zhì)量完成了裝置的焊接任務(wù)，保證了裝置安全穩(wěn)妥一次投產(chǎn)成功，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。