淺析海洋工程裝備制造過程中焊接質量管理

羅江濤

摘要：在我國經濟發展過程中，海洋裝備制造工程一直國家予以高度注重的項目，而且早在十二五規劃中也對其予以了有效的明確，并且將其作為高端裝備制造業發展以及振興的一個重要方向，特別是對于海洋鉆井平臺以及船舶制造業來說。在海洋工程裝備制造工程中，其主要的加工制造工藝就是焊接，雖然近些年我國海洋工程焊接技術得到了非常迅速的提高，但是與其他一些發達國家相比仍然存在一定的差距，所以在我國海洋裝備制造工藝中，優質高效的焊接技術已然成為一門關鍵技術，同時也是海洋工程裝備產業長期戰略的重要因素所在，而在本文中我們主要對海洋工程裝備制造過程中焊接質量管理進行了簡單的分析與探討，以供參考。

Abstract： In the process of economic development in China， marine equipment manufacturing project has been highly emphasized by the country， and it has been effectively and clearly defined as early as the 12th Five-Year Plan， and it is also regarded as an important direction for the development and revitalization of high-end equipment manufacturing， especially for offshore drilling platforms and shipbuilding. In the marine engineering equipment manufacturing project， the main manufacturing process is welding. Although the ocean engineering welding technology has been very rapidly improved in recent years， there is still a gap compared with other developed countries. Therefore， in marine equipment manufacturing process， high quality and efficient welding technology is not only a key technology， but also an important factor in the long-term strategy of ocean engineering equipment industry. This paper analyzes and discusses the welding quality management in the ocean engineering equipment manufacturing process to provide reference.

關鍵詞：海洋工程；裝備制造；焊接質量管理

Key words： ocean engineering；equipment manufacturing；welding quality management

中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0042-03

1 海洋工程制造中關鍵焊接技術的分析

1.1 高強鋼的焊接技術

在海洋工程中，其結構制造中使用最為廣泛的就是低合金的高強鋼，影響其焊接接頭質量最為重要的一個指標就是韌性，所以在對海工結構以及相關的船舶實施焊接時，首先必須要確保得到就是要焊接接頭的韌性，而這也是焊接創新工作的前提。如EQ70鋼等，就其焊接而言往往容易出現焊接冷裂縫的問題，這是由于焊接過程的快速加熱和快速冷卻所導致焊縫金屬以及熱影響區（HAZ）具有較高的強度、較低的塑性及韌性。當呈現低的冷卻速度時導致焊縫金屬及HAZ具有較低強度、較大的塑性及較高的韌性。當呈現冷卻速度是兩種極端情況之間的某一合適的狀態時，其強度、塑性以及韌性就會達到最佳的平衡。換句話就是說如果材料已經確定，那么對焊縫性能產生決定性影響的就是熱的輸入，因此要想提高焊縫的質量，就必須要科學的設置最為合適的熱輸入，也就是要尋找一個有效的平衡點。所以，企業在實施海洋裝備工程的過程中必須要嚴格依據國際相關規范和標準對熱輸入進行有效的確定，也就是說要在獲得焊接工藝時，必須要通過試驗進行有效的評定。

1.2 復雜節點的焊接技術

在海洋工程中，其主要結構大多數都是桁架結構或者管子以及立柱的結構，因此在對這些結構進行焊接時，焊接工藝就非常的復雜，特別是對于一些受力構件，比如水平橫撐、立柱結構以及船體結構等比較復雜的結構實施的焊接技術，所以為了有效的把握焊接的質量，在對這些復雜結構進行焊接時必須要控制好幾方面的內容：首先要對結構的安裝順序進行科學的確定；其次就是對接頭坡口角度的確定以及加工方法進行有效的確定；第三就是選擇科學合理的焊接方法，并實施焊接前的預熱工作，對層間溫度進行科學的控制，同時對焊后實施熱處理工作；第四實施焊前相應的準備工作，比如焊材的發放與管理，焊接設備以及焊接的環境等；最后就是科學的編制焊接的順序，并嚴格按照順序進行有效的實施。

1.3 焊接變形及焊接殘余應力的控制技術

當前在對局部某些比較重要的結構焊接的殘余應力進行有效的控制時，主要是通過數值模擬計算與組合試驗驗證相結合的方式進行，并且取得的結果也是非常滿意的。此外，還有就是可以通過超聲波沖擊的方式，熱輸入控制的方式，或者焊前預熱以及焊后處理等方式來對焊接殘余的應力進行有效的降低。endprint

1.4 高壓管線的焊接技術

通常在海洋工程制造過程中，其高壓管的材質都是低合金的高強度鋼，因此在對其進行焊接工作時，必須要嚴格依據高強度的焊接技術的焊接標準對焊接工藝進行有效的評定，并且在此基礎之上來選擇科學的焊接工藝并實施焊接工作，在此需要注意的是，焊接工作必須要在實船平臺高壓管線上進行。

1.5 大厚度鋼板的切割技術

大厚度的低合金高強度鋼在海洋制造工程中是非常普遍的，而在對大厚度鋼板進行切割時，首先就是要對切割火焰的高度進行有效的確定，通常火焰的高度控制在0.2-0.3米之間，而且為了確保切割出現斷面是光潔的，割嘴的風線必須要在高速以及高壓的狀態下進行。而為了避免切割的過程中出現變形，在低切割技術進行選擇時可以使用雙頭對稱的切割技術。通常情況下再對大厚度鋼板進行切割時，要事先增大進氣管的直徑，在助燃和切割氣體進行選擇時也要選擇大罐的液氧，但是如果選擇丙烷或氧氣作為切割氣體時，一定要對切割的速度進行有效的控制，速度不能太快，而且為了確保切割的質量，可以提前做好預熱工作，由此來對大厚度板表面的水分進行清除。在切割時，中心火焰的壓力要控制在0.6MPa，而如果使用丙烷進行切割時，其壓力要控制在氧氣壓力的1/10就可以。

2 海洋工程裝備制造過程中焊接質量管理

2.1 焊工管理

2.1.1 焊工資質認證

在海洋制造工程中，焊接工作人員的資質非常的重要，所以從事海洋裝備焊接工作的員工必須要具有相關的資格證書，并且從事的范圍也要在資格證書規定的范圍以內。而且對于一些特殊設備的焊接工作，焊接人員還必須要依據國外相關標準進行嚴格的考試，通過之后才能實施焊接工作。因此未來確保焊接公司相關工作得以順利的開展，其必須要結合企業的生產情況以及焊工本身的情況來建立資質管理檔案，并且對其安排相應的培訓以及考試的工作。此外對與承包商，其也要建立完善的檔案管理體系，由此對焊工的資質以及專業技術水平進行實時的監督，從而使其更好的滿足焊接工作的要求。

2.1.2 焊工質量信息管理

海洋裝備公司要想更好保障焊接工作的順利開展，并且為焊接的質量提供堅實可靠的保障，其必須要建立焊工質量信息管理系統，由此對焊工資質檔案進行有效的完善和及時的豐富。在信息管理系統中，裝備公司可以依據焊工所屬單位、項目組以及相關的資質證書等來進行科學的分類，由此不僅能夠對日常的管理工作提供有效的便利，而且還能對焊工的資源進行統一的管理和調配。此外，焊工資質審批完成以后，要進行掃描存檔管理并納入焊工質量信息管理系統，而且通過信息管理系統還能對焊工證書續簽工作實施精細化的管理，為焊接工作質量提供堅實可靠的保障。

2.2 焊接結構設計

要想確保焊接的質量，首先就必須要對焊接的結構進行科學的設計。而科學的結構設計不僅在很大程度上決定了焊接方式以及工藝的選擇，而且還在很大程度上決定了結構焊縫以及整體焊接工作的質量，同時科學的結構設計還能有效的對生產工藝進行優化，由此降低一定的生產成本。通過綜合考慮，裝備公司在進行焊接結構設計工作時必須要對焊接接頭進行全方面的考慮。設計的接頭形式能保證選擇的焊接方法正常施焊，在設計以及接頭形式的選擇上也要簡單，盡量使用平焊或者自動焊焊接的方法，而且在避免將最大的應力設置在焊縫上；制定焊接工藝能保證焊接接頭在設計的溫度以及腐蝕介質中正常工作，對焊接的變形以及應力予以有效的控制，能滿足施工要求所需要的技術、人員和設備的條件，同時便于焊縫實施檢驗工作；并不斷結合生產實際情況來對焊接結構的設計進行優化。

2.3 母材、焊接材料和設備的質量管理

在焊接工作中，焊接設備時進行焊接工作的前提，也是影響焊接質量的重要因素，只有確保焊接設備的質量，才能確保焊接工作的順利開展。而在焊接工作中，很多焊接公司使用的設備都是電弧焊，而為了正確的使用和維護焊接設備，裝備公司必須要建立完善的設備操作規程以及定期的維護管理制度，并且對設備的管理人員進行科學的明確，不管是單臺設備還是批量的焊接設備都要設置專門的管理人員對其進行管理和維護。

母材和焊接材料的質量控制通過訂貨、驗收、復驗、保管、存放、領用、發放和回收等環節來保證，焊接工程師負責所有焊材的技術要求、接收和使用指導并準備適用于焊接工藝程序的焊材放行單，并提交給焊材倉庫管理員；質量控制工程師負責驗收并根據采購單/技術要求進行相應的檢查，確保經批復的焊接工藝程序可行，接收的焊材能用于建造；采購部門負責按規格要求采購焊材，并審查所購材料的證書；焊材倉庫管理員負責所有焊材的接收、存儲、調整和放行。通過梳理完善質量控制流程，確保海洋工程裝備的焊接正確、焊縫合格，保證在整個生產過程中焊接材料的領用有條不紊。

2.4 焊接工藝管理

海洋工程產品工藝設計的基本內容就是焊接工藝，而且其也是焊接產品生產的基本技術規范。而在焊接工藝文件中，其主要包括了焊接工藝評定以及焊接工藝規程兩個方面，其中制作焊接規定的依據就是焊接工藝評定的結果。因此在通常情況下，制造公司會指派焊接責任工程師依據工藝評定報告以及生產的實際情況來制定科學的焊接工藝規程，并且由此對焊接結構的生產工作進行有效的指導，此外，在對產品質量進行檢定時，焊接工藝規范也是非常重要的一個依據。

2.5 焊接檢驗管理

通過把焊接檢驗管理與其他生產技術進行有效的配合，能夠在很大程度上提高焊接的質量，并且有效的避免焊接事故的出現。所以為了確保焊接的質量，焊接檢驗管理工作必須要貫徹在準備制造的整個過程中，此外對于焊接檢驗工作人員而言，其不僅僅要熟悉與焊接缺陷以及檢驗要求相對應的法律法規的標準和文件，而且還必須要建立規范化以及標準化的焊接設備、材料以及檢驗的方法，并嚴格執行，由此為焊接工作的質量提供堅實可靠的保障。

總之，要想確保海洋設備焊接工作的質量，必須要做好各方面的準備工作以及相應的管理工作，只有建立完善的質量管理系統，并且予以認真的貫徹和實施，才能為海洋工程裝備制造焊接施工質量提供堅實可靠的保障，也才能為我國海洋設備制造事業做出更大的貢獻。

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