石油化工管道焊接工藝和焊接質量控制分析

O 張 杰

（九江檢安石化工程有限公司 江西 332004）

石油化工管道焊接工藝和焊接質量控制分析

O 張 杰

（九江檢安石化工程有限公司 江西 332004）

隨著現代技術的不斷發展，石油化工管道的焊接工藝也有了很大的進步，智能化、自動化焊接技術問世，并且在很大程度上緩解了焊接工藝中的問題。但影響其質量的因素眾多，因此施工人員要選擇合適的焊接工藝，注重細節，以保證焊接的質量。石油化工管道焊接工藝在很大程度上決定了焊接的質量，但在焊接過程中一些小細節也會給焊接質量造成極大的影響，甚至導致整個焊接作業都不合格。本文主要詳細介紹石油化工管道焊接工藝和其質量的控制方式，為有效控制其質量提出一些有建設性的意見。

石油化工管道；焊接工藝；焊接質量

一、石油化工管道焊接工藝

1.手工下向焊接

手工下向焊接是目前我國石油化工管道焊接工藝一種較為先進的方式，該工藝主要通過根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊等步驟來實現。根焊主要運用在直拉式的運條中，并且是在沒有任何擺動的情況下才能使用。但如果在焊接過程中，出現間隙或融孔長度過大的情況，就應該使用返式運條的方式。不過在使用該方式時應注意溫度的控制，避免溫度過高出現燒穿的情況。熱焊的目的是加強根焊的效果，使焊道始終保持在一定高溫內以防止裂紋的出現。填充焊的方式可適用于單道和多道，但需要對管道的厚度進行把控。在填充焊時可以輕微的左右擺動，保證焊接工藝完畢后，整個焊接結果都處于良好的狀態。蓋帽焊的目的是對焊道外圍進行最后的加固，在保證焊接質量的同時也能夠保證其美觀性。

2.全自動向下焊接

全自動向下環節主要是使用可熔化的焊絲在焊金屬與焊接實現焊絲和鋼管的熔化的方式完成焊接。在焊接的過程中，要注意空氣與焊接保護氣體的分離，并保證持續送絲。該工藝在熔化極氣保護焊的區域中容易完成作業，對整個焊接質量的控制系數也比較高。

3.組合焊接

組合焊接是采用多種焊接方式，在保證良好的焊接效果的同時完成對一道環焊接的作業。在選擇焊接時，要注意熱焊和根焊的區別與注意事項，使用纖維素焊條并使用下向焊的工藝操作。而填充焊與蓋帽焊在作業時要保證壁厚在7～17毫米之間。焊接層數量越多，焊接壁就會越厚，但這樣就會延長焊接的作業時間，進而影響整個焊接工作的時間。因此在管口的位置會多采用下向焊接方式，而大于17毫米的焊接壁則會需要合理的上向和下向兩種焊接方式。

4.低氫焊條下向焊接

低氫焊條下向焊接主要是指使用低氫焊條并用下向焊接方式完成。這種焊接工藝能保證焊接縫處的金屬融合中的氫保持在一定程度，并提升焊接縫處具有良好的韌性、防腐蝕性和抗寒性。在根焊中，為保證坡口尺寸的高精度，應合理的使用低氫焊條，不然很容易會出現焊接不透徹、內延咬邊、熔合價低的情況。但在長輸管道中的焊接操作中，應合理使用其他焊接方式，而不是僅僅只使用該焊接工藝。

二、焊接工藝中常見的質量問題

1.氣孔

氣孔是焊接過程中常見的問題，其產生原因是熔池中的氣體還未完全溢出，熔化金屬就已經凝固了。氣孔的類型比較多，主要分為柱孔、圓孔。柱孔的深度比較大，而圓孔的面積較大。這些氣孔都會影響焊接的質量，增加焊接縫出現裂縫的幾率。產生氣孔的原因可以分為四種：(1)在焊接前，沒有對焊接材料和坡口進行清潔處理，使之存在油污、鐵銹等雜質；(2)在焊接時，電源電壓不穩定；(3)焊接的速度過快，導致熔池中的氣體還未完全排除時，已經完成了焊接工作；(4)在焊接的過程中，沒有使用有效、合理的保護方式。

2.裂縫

裂縫是在焊接的過程中，焊道的內應力會受到影響，進而使得裂縫不斷延伸、擴展，最后導致整個管道遭受致命的破壞。裂縫是破壞石油化工管道焊接工藝質量的常見問題，對管道的安全使用埋下了安全隱患。常見的裂縫主要為結晶、液化和延遲。結晶裂縫是管道中最容易出現的，其在焊接工作完成，焊接逐步凝固的過程中出現。液化裂紋與結晶裂縫的產生過程一樣，但裂化裂縫是在焊接工作完成后的幾小時或者幾天后才會出現。延遲裂縫是由于裂縫本身就具有延伸性，由于受焊接母材焊縫氫氣的含量和焊接接頭承受力的影響，且在長時間的變化中，裂縫會逐漸變大，危害管道的使用質量和安全性。

3.夾渣

夾渣是焊接質量中較為嚴重的質量問題之一。夾渣是焊接縫中存在大量的鐵銹、熔渣等雜質，從而影響焊接的質量。夾渣多出現在焊道的層間和根部，其產生的主要原因有：(1)在焊接前，工作人員沒有對焊接磁療和焊道層間進行仔細的清理干凈，導致鐵銹等雜質隨著焊接進入到焊道中；(2)在焊接過程中，電流或電壓不穩，導致焊接的溫度也不穩定致使一些熔渣沒有完全融化，停留在層道中；(3)在焊接時，坡口過小，或者與焊道之間的夾角過小，導致熔渣不能夠得到完全的熔化，停留在層道中。

4.未完全焊透

造成未完全焊透的原因主要有三種：(1)在焊接前，對管道層面進行過度的清理和打磨，導致坡口變寬，形成了溝槽；(2)在焊接過程中，對坡口的加工不夠規范，導致角度過小，鈍邊過厚或間隙不足等；(3)焊接作業人員的自身技術不過關，導致在電焊時電流過小，電線能量輸入不足。

從以上四種焊接過程中的常見的質量問題可以發現，焊接人員的自身素質與焊接材料都是影響焊接質量的重要因素。而焊接施工方案的制定是否合理，選擇怎樣的焊接工藝，都會在不同程度影響焊接質量的。

三、有效提升焊接質量的辦法

1.做好焊接施工前的準備工作

焊接前的準備工作是為之后焊接工作的順利進行打下良好的基礎，以制定有效的焊接施工方案、選擇合適的焊接工藝提供主要的支持。在焊接線，工作人員應對施工環境進行詳細的考察，了解施工場所周圍的地質環境、水文條件、氣候特點及建筑分布情況，從而制定出有效、具有實際操作意義的焊接施工方案。

在確定焊接施工方案后，就需要根據相關的施工圖紙對焊件進行檢查，檢查的內容包括坡口的角度、大小和形狀，并在此檢查所使用的焊接工藝和流程是否合理、規范。在檢查焊件時，應重點注意管口形狀的橢圓度是否有出現嚴重超標的情況。注重保持焊件表面的清潔，避免出現鱗狀情況，保證焊件表面無油污、鐵銹和磨損過度的情況。注意焊件管口的大小，管口過大會增加未完全焊透的情況，過小，又會出現燒穿、焊接瘤的情況。因此，在選擇焊件時，應優先使用內對口器組對的焊件。

確定好焊件后，要進行焊接前的預熱處理。預熱處理能有效降低在焊接過程中裂縫的出現幾率，并有效避免焊件在低溫的條件下出現脆化和裂變的情況。同時，預熱能有效延長焊接的冷卻時間，讓焊接頭的溫度實現有效降低，從而防止淬火組織增加塑性和輕質裂紋的出現。但在進行預熱處理時，要保證所有的操作流程都必須符合相關的操作規范與工藝要求。

2.建立并遵守焊接施工中的相關標準和規范

目前我國對于石油化工管道焊接施工方面并沒有建立完善的施工標準和規范，許多焊接施工人員都是根據自身的施工經驗或者遵循企業內部制定的相關標準完成的。如此就很容易造成焊接工藝質量良莠不齊，無法實現對焊接施工的整體質量控制。因此在焊接施工前，要結合施工方案圖紙和實際施工環境建立焊接施工的標準和規范。在建立焊接施工標準和規范的同時，也要建立有效的施工材料檢查辦法，保證所使用的焊接材料的質量合格，為焊接施工質量打下良好的基礎和前提條件。

3.重視對每個焊接環節的質量控制

在焊接過程中，要對每一個焊接環節進行質量控制。如規定焊接時，電流的大小，保證電流、電壓的穩定，避免出現因電流不穩定而造成的未完全焊接或咬邊、燒穿的情況。當焊縫成形后，要對焊縫進行全面的檢查。焊縫的增寬單邊焊及縫余高一般會控制在1.5毫米以下，并且要盡可能的避免裂縫過寬、高低差距過大等情況的出現。每一個焊接環節都尤其需要注意這些施工要點，因此施工人員要重視這些施工要點，嚴格按照施工流程完成。

4.注重提升焊接施工人員和檢測人員的專業性

焊接施工人員的專業素質在很大程度上決定著焊接質量，其原因是因為施工人員是焊接工藝的主要完成者。在焊接前，施工單位應對施工人員進行專業培訓，保證每一位施工人員都能掌握必要的焊接工藝，了解焊接施工的要點及相關的注意事項。企業要對施工人員進行資質考察，做到對每位施工人員的專業素質心中有數。

當焊接施工完成后，需要專門的檢測人員再次檢查焊接完成的情況，因此檢測人員更需要具備足夠的專業。專業的檢測人員不能僅僅滿足與對相關專業知識的了解，還應該就焊接常見的質量問題、位置和原因進行全面了解。檢測人員應多與施工人員溝通，了解焊接工藝的流程與施工要點，了解選擇焊接技術的原因與周圍環境對焊接施工的影響。此外，檢測人員應定期檢查焊接管道的情況，并做好詳細的記錄。

結論

焊接工藝的質量控制需要從多方面來進行，做好施工前的準備工作，重視焊接施工方案可操作性，制定有效的焊接施工規范及焊接材料的質量，提升施工人員和檢測人員的專業素質。只有重視人和物在焊接施工中的作用，重視每一個施工環節，就可以有效的控制焊接施工質量。

Control Analysis on the Welding Process and Welding Quality of Petroleum Chemical Pipe

Zhang Jie
（Jiujiang Jian’an Petrochemical Engineering co., LTD, Jiangxi, 332004）

with the continuous development of modern technology, petrochemical pipeline welding technology also has made great progress, intelligent, automatic welding technology, and to a great extent, alleviate the problems in the welding process. But many factors which influence the quality of, and construction personnel should choose the appropriate welding process, attention to detail, to ensure the quality of welding. Petrochemical pipeline welding to a great extent, determines the quality of welding, but a few small details in the welding process also have a great impact to the welding quality, and even cause the entire welding operation are not qualified. This article mainly introduced petrochemical pipeline welding technology and its quality control method, to effectively control its quality put forward some constructive Suggestions.

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張杰（1989～），男，九江檢安石化工程有限公司，研究方向：石化化工裝置建設。