鋼管焊后熱處理作業降本增效的生產方法

周懷杰

摘 要：本文論述大型鋼結構建造生產任務中，厚壁鋼管的焊道需要大量焊后熱處理工作，市面購置的保溫被不能滿足熱處理高溫工藝標準，采用自制保溫被的方法，解決了生產中遇到的問題，較好的滿足生產需求，起到降本增效和節約成本的良好作用，本文論述了焊后熱處理保溫被的制作及應用方法。

關鍵詞：解決難題;提高環保;節約成本

一、生產問題調研

渤海中部某油田建設項目海上采油導管架和海上采油平臺的鋼結構生產中，大直徑、厚壁鋼管的焊道需要大量的焊后熱處理工作。鑒于公司現有的保溫被不能滿足要求，采用了自制保溫被的方法解決不足的問題，可以起到降本增效和節約成本的作用。

熱處理工藝溫度標準要求高一般最高溫度可以達到600-650°左右，高溫溫度需要恒溫保持2小時以上，該項目具有3000多米的焊縫熱處理工作。按照每一根管平均做12個小時的熱處理工作，大量的熱處理工作就需要使用很多保溫被進行保溫。

為保障該項目產品熱處理的生產質量，公司在自有保溫被數量不足的情況下，決定通過以采用購置成品保溫被的方式，實施完成處理工作。

前期，公司通過對多家供應商的投標評比，分別選擇了兩個績優廠家，要求供應商各提供一套成品保溫被進行測評，通過各項試驗指標來評定保溫被的質量是否可以滿足生產需求。經過現場試驗，兩個廠家提供的成品保溫被的阻燃面料，都不能長時間的耐高溫，不能滿足大厚壁鋼管的熱處理工作。試驗現場僅僅使用熱處理2道焊口評估，成品保溫被的面料就被烤糊使用壽命較短。當保溫被面料被燒糊后，里面的纖維填充物四處飄飛，對環境保護、文明施工以及員工健康防護產生較大影響，不能滿足項目熱處理工藝需求。而且該成品價格較為昂貴，每張費用在1000元以上，特別是加熱環縫焊口較長，每張長度在9米左右，費用則高達2000元左右。根據預算整個項目的2500米焊道需要熱處理，需要使用大量的保溫棉，粗略計算整個項目需要產生20多萬元的費用。

二、問題發生原因及分析

工藝要求工件熱處理溫度在低于315°時，加熱設備可以自由加熱，加熱速率不大于5600除以金屬最大厚度所得的數值，最大不超過220°C＼hr，最高溫度在600-650°。由于加熱工藝要求溫度較高，保溫被材料在長時間作業的情況下不能長時間承受高溫，造成燒糊不能滿足熱處理工藝要求起不到保溫作用。

購置的成品保溫毯，在使用過程中由于保溫被外層被燙壞，里面的保溫棉比較容易飛出來，在回收熱電偶和保溫毯時，保溫棉四處亂飛，每工作完成一道焊口后，地面上落了一層保溫棉，對現場的文明施工是一個極大的影響因素。

購置的成品保溫毯，在使用過程中由于保溫被外層被燙壞后，不能起到保溫的作用，有些地方都露出了熱電偶，造成熱處理溫度升溫不均勻，破損處由于受室外風的影響，造成加熱溫度不能上升到設置溫度，不能起到熱處理的作用;保溫毯損壞不能完全包裹熱電偶，存在觸電和燙傷的安全隱患。

三、制定解決問題工藝方案

現場工人以“技術創新、降本增效”為目標結合實際生產，針對以上問題制定有效解決方案。

技術方案：使用寬度1000mm無塵石棉布作為面料，放置地面鋪平整，選用80mm厚度的保溫棉作為填充物均勻鋪平，兩側向內反折60mm將保溫棉包嚴，在雙層無塵石棉布接口處用銅絲縫制連接，制造成為棉被形狀。

1.將寬度1000mm的無塵石棉布作為卷裝面料置于地面，沿著一個方向展開鋪平，根據鋼管縱縫或環縫的長度尺寸，裁剪出兩塊長方形布塊，裁剪時注意兩端長度保持相同避免裁斜的情況，按照同一尺寸分別裁剪出2塊相同的布塊。

2.將無塵石棉布在平整的地面上鋪平，在無塵石棉布上按照80mm厚度，用保溫棉作為填充材料，將填充物均勻的在石棉布上鋪平填滿，在填充過程中注意局部發生會填充厚度不一的情況，一定要確保填充的厚度均勻、相同。

3.將保溫棉填充材料鋪平填滿后，上面再蓋一層保溫布，然后用無塵石棉布將保溫棉包嚴，分別在寬度和長度4個方向，分別向內內反折60mm左右全部將保溫棉裹嚴。

4.在雙層無塵石棉布接口處，使用用銅絲縫制連接，縫制尺寸在長度方向每間隔50mm左右做一個縫制連接點，使用銅絲將其縫制在一起，整個長度方向的縫制點要均勻布置。

5.在雙層無塵石棉布接口處，使用用銅絲縫制連接，縫制尺寸在寬度方向每間隔300mm左右做一個縫制連接點，使用銅絲將其縫制在一起，整個長度方向的縫制點要均勻布置。

6.分別根據工件的縱縫和環縫長度制出合適尺寸的保溫被，在縫制后會發生縫制松緊不一樣的情況，此時兩人各拉住長度一端進行抖動，將受力不均勻的地方卸力使其均勻受力平整。

四、創新方法的作業過程

1、鋼管縱縫熱處理的使用方法：將焊完后的鋼管置于胎架上面，焊道內縱縫表面朝上，首先使用鋼絲風刷清除表面的焊接飛濺和焊道兩側的鐵銹等異物清理，確保表面清潔光滑，便于實施焊后熱處理工藝。兩人將縱縫保溫毯抬進鋼管縱縫的中間，兩人相互配合將保溫毯均勻的鋪在內縱縫的表面，保溫毯全部鋪平后使用磁鐵架固定法，將保溫毯牢固的固定在焊縫表面，檢查保溫毯是否和焊縫表面密切貼合，確認保溫毯完全牢固而緊密的與焊縫貼合后，將熱電偶按照工藝要求插進保溫毯內，啟動熱處理加熱器即可進行熱處理工作。

2、鋼管環縫熱處理的使用方法：鋼管環縫在轉胎上面焊接完成后，關閉轉胎的轉速控制開關盒，焊道內環縫使用鋼絲風刷清除表面的焊接飛濺和焊道兩側的鐵銹等異物清理，確保表面清潔光滑便于實施焊后熱處理工藝。兩人將環縫保溫毯抬進鋼管環縫處，兩人相互配合將保溫毯均勻的鋪在內環縫縫的表面，保溫毯全部鋪平后使用磁鐵和環縫固定支架，將保溫毯牢固的固定在焊縫表面，檢查保溫毯是否和焊縫表面密切貼合，應用支點固定法活捆綁固定法將其固定牢固，確認保溫毯完全牢固而緊密的與焊縫貼合后，將熱電偶按照工藝要求插進保溫毯內。為了保證加熱溫度均勻而穩定升降，在內環保溫毯布置完后，鋼管的外面也要按照內焊縫布置的流程進行外表面保溫。環縫兩面保溫完成后，就可以啟動熱處理加熱器，可以進行環縫的熱處理工作。

五、重點技術作業指導

鋼管熱處理屬于高溫升溫和降溫的處理過程，具有施工作業時間長的特點（一般每一根管需要12個小時左右的時間），由于受生產條件限制室外作業的情況比較多，因此每一項施工作業前都要考慮天氣因素，如果預報有大風、大雨的天氣，不建議實施熱處理施工作業，避免在施工過程中發生大雨，致使加熱過程中的鋼管溫度驟降，造成鋼管存在熱裂紋或導致工件報廢的質量隱患。在大風天氣的情況下一般不建議做熱處理工作，因為加熱過程中需要均勻保持溫度穩定上升、保溫和下降幅度，大風天氣則會帶來溫度忽冷忽熱，造成焊道熱處理溫度不均勻，不能達到有效消除氫和消除應力等方面的作用，還有可能發生裂紋的質量隱患。

六、應用效果與推廣建議

在使用過程中，首先將自制的保溫毯均勻覆蓋在焊縫表面，應用支點固定法活捆綁固定法將其固定牢固，使保溫毯的表面緊貼鋼管表面。將加熱器熱電偶按照熱處理工藝要求，合理排布將其插進保溫毯內，布置完后連接加熱器設置加熱溫度即可進行熱處理工作。這種自制的保溫毯重量較輕，保溫棉被包裹的比較嚴不易飛出，施工后的現場比較干凈更加有益于提高文明施工作業和環境保護。

自制的焊后熱處理保溫被具有以下幾個方面的優點：①制作成本低、易于取材、便于制作、使用范圍廣;在制作取材方面大部分都是來自利庫余料再利用，在材料采購方面節約很多時間和成本費用。②使用自制保溫毯，現場沒有施工完后的剩余料和雜物，在環保目標方面起到了極大提高了環境保護的作用;③由于填充物無規則的飛出是影響文明施工和職業健康的因素，現場通過創新的方法消除了此項問題，良好的提高文明施工以及員工健康防護作用;④能夠按照項目程序文件要求進行施工作業，該項創新良好的滿足熱處理施工工藝要求;⑤可以寬泛的應用在鋼管縱、環縫焊后熱處理保溫中，還可以重復使用在多個項目中再應用，也不會累加發生任何費用，起到了良好的降本增效作用。

七、結束語

鋼管熱處理保溫被的制作及使用方法，通過渤海中部某項目的油田建設，在3000多米的焊縫熱處理工作中得到良好應用，起到了節省大筆費用的效果，為今后的項目生產積累了寶貴的技術經驗。