石油化工管道焊接工藝和焊接質量控制

摘 要：重視焊接工藝的使用，進行科學有效的焊接工作，在進行石油化工管道焊接之前要做好充分的焊接前的準備工作，以保證整體石油化工管道施工質量的提升。本文依次從焊接材料、焊接方法、坡口型式及制備方法、焊縫接頭的組對要求及公差、預熱和層間溫度的要求等方面進行石油化工管道焊接工藝分析，并對管道焊接工藝質量控制展開探討。

關鍵詞：石油化工;管道;焊接工藝;質量控制

一、 加強石油化工管道焊接工藝和焊接質量控制的重要性

由于石油化工管道輸送的是易燃、易爆、有毒、可燃等石油化工原料，在運營過程中面臨著較大的安全問題，承擔的風險非常大。因此必須重視焊接工藝的使用，進行科學有效的焊接工作，在進行石油化工管道焊接之前要做好充分的焊接前的準備工作，以保證整體石油化工管道施工質量的提升。相關施工人員要對焊接工程的具體情況進行詳盡的分析和研究，根據圖紙和規范要求以及實際的作業環境，選擇科學合理的焊接技術，并制定相應的施工方案。首先要進行焊接方法的選擇，由于石油化工管道運行條件苛刻，為保證焊接質量，管道焊接一般采用氬弧焊打底，電焊蓋面的方法進行焊接，這種方法為常規焊接方法，比較成熟，可以保證焊接工作的效率，得到良好的焊接接頭，并降低焊接的返修率。在進行手工電弧焊時，要利用焊條間與焊接對象之間的電弧熱使管道金屬融化，電弧焊接應用的范圍比較廣泛，靈活性較高，是管道焊接中最為常見的一種焊接方式。焊接方案確定之后，要做好相關焊接準備工作，由于石油化工管道的焊接工作具有較大的風險性，因此，必須做好相關焊接方案的制定與焊接風險的評估工作，編制焊接作業指導書，包括焊接工藝評定的選擇和焊工資質等要求。相關作業人員在作業前要進行相關的技術安全交底培訓，并要求嚴格按照焊接指導書的內容進行作業，在施工開始之前，還要對相關的施工方案和工藝評定進行審核，確保方案符合設計和規范要求，滿足焊接要求，達到焊接質量標準。

二、 石油化工管道焊接工藝

（一）焊接材料

母材及焊接材料應符合國家現行規范，鋼板應符合《普通碳素鋼和低合金結構鋼薄鋼板技術條件》《普通碳素鋼和低合金結構鋼薄鋼板技術條件》《不銹、耐酸及耐熱不起皮鋼薄鋼板技術條件》等，鋼管需要符合《無縫鋼管》《石油裂化用鋼管》《不銹、耐酸鋼無縫鋼管》等，焊接材料應符合《低碳鋼及低合金高強度鋼焊條》《焊接用鋼絲》《不銹鋼焊條》等。焊接材料不僅需要根據管道的化學成分、機械性能進行選擇，還需要根據焊前預熱、焊后熱處理以及焊接接頭的抗裂性等綜合考慮。異種鋼材焊接時，焊接材料的選用需要注意，兩側都是非奧氏體不銹鋼時，可按照合金含量較低一側的鋼材選用。同種鋼材焊接時，焊接材料的選用需要工藝性能要良好，并且焊縫的化學成分和金屬的性能與管道相當。

（二）焊接方法

避開應力集中區設置焊縫，焊縫的設置還需要方便于焊接和熱處理進行考慮。其次，焊縫的設置需要注意相鄰筒節組對時，縱縫之間的距離應>3倍壁厚，且≥10cm，同一筒節上兩相鄰縱縫之間的距離宜≥30cm;另外，焊縫的設置還需要注意鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子彎曲起點的距離宜≥7cm，鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子汽包的距離宜≥7cm，鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子聯箱外壁的距離宜≥7cm;鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子支、吊架邊緣的距離宜≥7cm以及支、吊架邊緣。此外，不宜在焊縫及其邊緣上開孔。

（三）坡口型式及制備方法

首先，以保證焊接接頭質量進行性焊件的坡口型式和尺寸的選用，在選用過程中還需要注意一方面遵循勞動條件好、便于操作的原則，另一方面還需要遵循填充金屬量少、減少焊接變形的原則。其次，埋弧自動焊參考國家現行標準《埋弧自動焊焊接接頭的基本型式和尺寸》，手工電弧焊參考國家現行標準《手工電弧焊焊接接頭的基本型式和尺寸》。焊件焊接前，需要將坡口2 cm范圍內的雜物、毛刺清理干凈，管子對接焊縫組對時，內壁錯邊量應在母材厚度的1/10范圍內。嚴禁在坡口之外的母材表面引弧，來避免電弧擦傷母材。

（四）焊后熱處理的要求

對有抗拉應力的腐蝕要求的焊縫，需要進行焊后熱處理，焊后熱處理需要與設計文件相符合，應該根據焊接性較差的一側選擇焊后熱處理溫度，需要注意的是熱處理溫度選定時需要考慮不能高于另一側鋼材的下臨界點。本工程管道材質均為20#鋼，熱處理溫度為600～650℃。管道焊縫需要采用局部加熱方式進行焊后熱處理，熱處理過程中，焊件內外壁溫度應該均勻，優先采用電加熱法，同時合理進行性焊后熱處理測溫點的布置以及合理進行測溫點數量的測量。需要注意的是，熱處理過程中需要避免熱電偶與焊件的接觸松動。經焊后熱處理合格的部位，不得再從事焊接作業，否則應重新進行熱處理。

三、 石油化工管道焊接工藝質量控制

對于石油化工管道焊接工藝質量控制，從焊接人員和作業人員的職責來說，焊接技術人員需要進行焊接技術交底和安全交底，并解決現場施工焊接技術問題，負責焊接工藝評定。焊接檢查需要對施工現場的焊接祖業展開全面檢查和質量監控，參與焊接技術措施的審定、簽發檢查焊接文件、對焊接質量進行評定，按照技術規范、設計文件全面檢查和監督現場焊接工作，對違反有關規范要求的焊接作業，及時制止。無損檢查人員需要由專業考核機構的人員擔任，對受檢部位認真檢驗、評定，簽發檢測報告必須合乎規程，杜絕一切形式的違章現象。焊接材料管理人員認真對待焊接材料的額入庫、驗收、保管、發放等工作。焊接熱處理人員需要經過專業培訓，并根據設計文件要求以及熱處理有關工藝規范進行管道焊縫熱處理作業。

參考文獻：

[1]張永利.石油化工管道焊接工藝分析及其質量控制策略[J].中國設備工程，2017（7）：168-169.

[2]巴廣東.簡議石油管道焊接工藝及其質量控制[J].中國化工貿易，2018，10（34）：73.

作者簡介：杜召來，勝利油田北方實業集團有限責任公司。