石油化工管道焊接工藝和焊接質(zhì)量控制分析

年二壁

摘 要：石油化工管道焊接工藝在很大程度上決定了焊接的質(zhì)量，但在焊接過(guò)程中一些小細(xì)節(jié)也會(huì)給焊接質(zhì)量造成極大的影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)焊接作業(yè)都不合格。本文主要詳細(xì)介紹石油化工管道焊接工藝和其質(zhì)量的控制方式，為有效控制其質(zhì)量提出幾點(diǎn)個(gè)人意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：石油化工管道 焊接工藝 焊接質(zhì)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(guó)石油化工管道焊接工藝一種較為先進(jìn)的方式，該工藝主要通過(guò)根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。根焊主要運(yùn)用在直拉式的運(yùn)條中，并且是在沒(méi)有任何擺動(dòng)的情況下才能使用。但如果在焊接過(guò)程中，出現(xiàn)間隙或融孔長(zhǎng)度過(guò)大的情況，就應(yīng)該使用返式運(yùn)條的方式。不過(guò)在使用該方式時(shí)應(yīng)注意溫度的控制，避免溫度過(guò)高出現(xiàn)燒穿的情況。熱焊的目的是加強(qiáng)根焊的效果，使焊道始終保持在一定高溫內(nèi)以防止裂紋的出現(xiàn)。填充焊的方式可適用于單道和多道，但需要對(duì)管道的厚度進(jìn)行把控。在填充焊時(shí)可以輕微的左右擺動(dòng)，保證焊接工藝完畢后，整個(gè)焊接結(jié)果都處于良好的狀態(tài)。蓋帽焊的目的是對(duì)焊道外圍進(jìn)行最后的加固，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)也能夠保證其美觀性。

2、全自動(dòng)向下焊接

全自動(dòng)向下環(huán)節(jié)主要是使用可熔化的焊絲在焊金屬與焊接實(shí)現(xiàn)焊絲和鋼管的熔化的方式完成焊接。在焊接的過(guò)程中，要注意空氣與焊接保護(hù)氣體的分離，并保證持續(xù)送絲。該工藝在熔化極氣保護(hù)焊的區(qū)域中容易完成作業(yè)，對(duì)整個(gè)焊接質(zhì)量的控制系數(shù)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(shí)完成對(duì)一道環(huán)焊接的作業(yè)。在選擇焊接時(shí)，要注意熱焊和根焊的區(qū)別與注意事項(xiàng)，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(yè)時(shí)要保證壁厚在7～17毫米之間。焊接層數(shù)量越多，焊接壁就會(huì)越厚，但這樣就會(huì)延長(zhǎng)焊接的作業(yè)時(shí)間，進(jìn)而影響整個(gè)焊接工作的時(shí)間。因此在管口的位置會(huì)多采用下向焊接方式，而大于17毫米的焊接壁則會(huì)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(yīng)合理的使用低氫焊條，不然很容易會(huì)出現(xiàn)焊接不透徹、內(nèi)延咬邊、熔合價(jià)低的情況。但在長(zhǎng)輸管道中的焊接操作中，應(yīng)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(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

1、氣孔

氣孔是焊接過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題，其產(chǎn)生原因是熔池中的氣體還未完全溢出，熔化金屬就已經(jīng)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(huì)影響焊接的質(zhì)量，增加焊接縫出現(xiàn)裂縫的幾率。產(chǎn)生氣孔的原因可以分為四種：（1）在焊接前，沒(méi)有對(duì)焊接材料和坡口進(jìn)行清潔處理，使之存在油污、鐵銹等雜質(zhì)；（2）在焊接時(shí)，電源電壓不穩(wěn)定；（3）焊接的速度過(guò)快，導(dǎo)致熔池中的氣體還未完全排除時(shí)，已經(jīng)完成了焊接工作；（4）在焊接的過(guò)程中，沒(méi)有使用有效、合理的保護(hù)方式。

2、裂縫

裂縫是在焊接的過(guò)程中，焊道的內(nèi)應(yīng)力會(huì)受到影響，進(jìn)而使得裂縫不斷延伸、擴(kuò)展，最后導(dǎo)致整個(gè)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(zhì)量的常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)管道的安全使用埋下了安全隱患。常見(jiàn)的裂縫主要為結(jié)晶、液化和延遲。結(jié)晶裂縫是管道中最容易出現(xiàn)的，其在焊接工作完成，焊接逐步凝固的過(guò)程中出現(xiàn)。液化裂紋與結(jié)晶裂縫的產(chǎn)生過(guò)程一樣，但裂化裂縫是在焊接工作完成后的幾小時(shí)或者幾天后才會(huì)出現(xiàn)。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(zhǎng)時(shí)間的變化中，裂縫會(huì)逐漸變大，危害管道的使用質(zhì)量和安全性。

3、夾渣

夾渣是焊接質(zhì)量中較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題之一。夾渣是焊接縫中存在大量的鐵銹、熔渣等雜質(zhì)，從而影響焊接的質(zhì)量。夾渣多出現(xiàn)在焊道的層間和根部，其產(chǎn)生的主要原因有：（1）在焊接前，工作人員沒(méi)有對(duì)焊接磁療和焊道層間進(jìn)行仔細(xì)的清理干凈，導(dǎo)致鐵銹等雜質(zhì)隨著焊接進(jìn)入到焊道中；（2）在焊接過(guò)程中，電流或電壓不穩(wěn)，導(dǎo)致焊接的溫度也不穩(wěn)定致使一些熔渣沒(méi)有完全融化，停留在層道中；（3）在焊接時(shí)，坡口過(guò)小，或者與焊道之間的夾角過(guò)小，導(dǎo)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(duì)管道層面進(jìn)行過(guò)度的清理和打磨，導(dǎo)致坡口變寬，形成了溝槽；（2）在焊接過(guò)程中，對(duì)坡口的加工不夠規(guī)范，導(dǎo)致角度過(guò)小，鈍邊過(guò)厚或間隙不足等；（3）焊接作業(yè)人員的自身技術(shù)不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致在電焊時(shí)電流過(guò)小，電線能量輸入不足。從以上四種焊接過(guò)程中的常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題可以發(fā)現(xiàn)，焊接人員的自身素質(zhì)與焊接材料都是影響焊接質(zhì)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(huì)在不同程度影響焊接質(zhì)量的。

三、有效提升焊接質(zhì)量的辦法

1、做好焊接施工前的準(zhǔn)備工作

焊接前的準(zhǔn)備工作是為之后焊接工作的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)，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(yīng)對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察，了解施工場(chǎng)所周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境、水文條件、氣候特點(diǎn)及建筑分布情況，從而制定出有效、具有實(shí)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(jù)相關(guān)的施工圖紙對(duì)焊件進(jìn)行檢查，檢查的內(nèi)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(guī)范。在檢查焊件時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)注意管口形狀的橢圓度是否有出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)的情況。注重保持焊件表面的清潔，避免出現(xiàn)鱗狀情況，保證焊件表面無(wú)油污、鐵銹和磨損過(guò)度的情況。注意焊件管口的大小，管口過(guò)大會(huì)增加未完全焊透的情況，過(guò)小，又會(huì)出現(xiàn)燒穿、焊接瘤的情況。因此，在選擇焊件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用內(nèi)對(duì)口器組對(duì)的焊件。

2、建立并遵守焊接施工中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

目前我國(guó)對(duì)于石油化工管道焊接施工方面并沒(méi)有建立完善的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，許多焊接施工人員都是根據(jù)自身的施工經(jīng)驗(yàn)或者遵循企業(yè)內(nèi)部制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成的。如此就很容易造成焊接工藝質(zhì)量良莠不齊，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接施工的整體質(zhì)量控制。因此在焊接施工前，要結(jié)合施工方案圖紙和實(shí)際施工環(huán)境建立焊接施工的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在建立焊接施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的同時(shí)，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(zhì)量合格，為焊接施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)和前提條件。

3、重視對(duì)每個(gè)焊接環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

在焊接過(guò)程中，要對(duì)每一個(gè)焊接環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。如規(guī)定焊接時(shí)，電流的大小，保證電流、電壓的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)因電流不穩(wěn)定而造成的未完全焊接或咬邊、燒穿的情況。當(dāng)焊縫成形后，要對(duì)焊縫進(jìn)行全面的檢查。焊縫的增寬單邊焊及縫余高一般會(huì)控制在1.5毫米以下，并且要盡可能的避免裂縫過(guò)寬、高低差距過(guò)大等情況的出現(xiàn)。每一個(gè)焊接環(huán)節(jié)都尤其需要注意這些施工要點(diǎn)，因此施工人員要重視這些施工要點(diǎn)，嚴(yán)格按照施工流程完成。

4、注重提升焊接施工人員和檢測(cè)人員的專業(yè)性

焊接施工人員的專業(yè)素質(zhì)在很大程度上決定著焊接質(zhì)量，其原因是因?yàn)槭┕と藛T是焊接工藝的主要完成者。在焊接前，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，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(diǎn)及相關(guān)的注意事項(xiàng)。企業(yè)要對(duì)施工人員進(jìn)行資質(zhì)考察，做到對(duì)每位施工人員的專業(yè)素質(zhì)心中有數(shù)。

5、結(jié)論

焊接工藝的質(zhì)量控制需要從多方面來(lái)進(jìn)行，做好施工前的準(zhǔn)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(guī)范及焊接材料的質(zhì)量，提升施工人員和檢測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)。只有重視人和物在焊接施工中的作用，重視每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，就可以有效的控制焊接施工質(zhì)量。