油田高壓注水管道焊接工藝

楊璞

摘要：由于鋼管材質本身的優越性，油田高壓注水管道仍首選鋼管;注水管道施工中，焊接是關鍵工序，焊接質量的好壞直接影響著工程的竣工驗收和系統的安全運行。本文主要從焊接前的準備、焊接過程中的技術處理、焊接后的質量檢查及焊接環境等幾方面進行闡述。

關鍵詞：焊接 工藝? 環境

一、焊接前的準備工作

1施工人員組織

施工單位必須取得相關壓力管道安裝許可證，具備壓力管道安裝要求的能力，有與安裝工作相適應的專業人員，焊工必須按相應國家標準規定，經相應項目考試合格并取得質量技術監督部門頒發的特種作業人員資格證書后方能在有效期內承擔合格范圍內的焊接施工任務。

2施工機具準備

1）焊機電源及焊機的選擇

電弧能否穩定的燃燒是獲得優良焊接接頭的主要因素，電弧穩定燃燒時焊接電源的基本要求：①具有合適的外特性;②具有適當的空載電壓;③具有良好的動特性;④具有良好的調節特性。選擇電焊機時應當根據電焊機的主要用途，電源電壓，功率以及焊接材料的特性進行。

2）焊接設備配置與管理

焊接設備配置：①氬弧焊機應配備性能良好的引弧裝置、預先通氣、斷氣裝置;②與焊接電源相配套的氣冷式或水冷式水槍;③校驗合格的氬氣計量表具;④選用配置良好的弧焊變壓器、整流器、逆變焊機（焊機上配備校驗合格的電流及電壓表）;⑤焊條烘干箱、保溫桶等;在確定設備的基礎上，對焊接設備按《設備控制程序》進行控制，并有完好和專管標識。

3施工中的材料準備

焊接材料是壓力管道焊接質量的基本保證條件，管材、管件、焊條、焊絲應具有出廠合格證或質量證明書，其各項檢驗項目和技術指標應符合相關標準規定，壓力管道用焊材經檢查、驗收合格后，方能登記入庫。企業應設焊材一級庫，項目部設焊材二級庫。一級庫應具有保溫、去濕的必要條件，入庫、發料手續及記錄齊全。二級庫應具有良好的環境和烘干、保溫設備，設備上的各種儀表應在周檢期內使用。現場焊條烘干、保管、發放、回收應有專人負責，并做好詳細記錄。焊工每次領用的焊條應放在保溫桶內，每只筒只能領用同一牌號的焊條，以防錯用，且數量不應超過3Kg，存放時間不應超過4h，逾期應重新進行烘干，重復烘干次數不得超過兩次。

4焊前技術準備工作

了解并熟悉施工圖，認真閱讀審核設計技術文件所需執行的施工驗收規范，根據工程項目涉及的鋼種、規格、焊接方法編制焊接工藝評定計劃;根據設計要求編制焊接工藝評定的方法和內容，并執行相應規定。以評定合格的焊接工藝為依據，編制焊接施工方案及焊接工藝指導書，并制定出焊工培訓計劃。凡施焊單位首次采用的鋼種、焊接材料和工藝方法，必須進行焊接工藝評定，用以評定施焊單位是否有能力焊出符合產品技術條件所要求的焊接接頭，驗證施工單位制定的焊接工藝指導書是否合適。焊接工藝評定應以可靠的鋼材焊接性能試驗為依據，應在工程焊接之前完成。歸檔的焊接工藝評定報告應包括下列內容：①焊接工藝評定任務書;②焊接工藝評定指導書;③施焊記錄;④焊接工藝評定報告;⑤附件：管材，焊材質保書或復驗報告，外觀檢查記錄，無損檢測報告，物理性能試驗報告（包括拉伸、彎曲、沖擊韌性、金相等），熱處理報告。

當評定不合格時，應分析原因，并修正不合理的參數，重新擬定工藝后，再進行評定，直到合格為止。最后完成的焊接工藝評定報告，經施焊單位技術總負責人審批后，編制“焊接工藝卡”，用于生產中指導焊接工作。

二、焊接的環境

施焊環境因素直接制約焊接質量。施焊環境要求要有適宜的溫度、濕度、風速，才能保證焊縫獲得良好的外觀和內在質量，具有符合要求的機械性能與金相組織。因此當施焊環境出現下列任何一種情況，且無有效防護措施時，禁止施焊。

（1）雨雪天氣;

（2）大氣相對濕度大于90%;

（3）手工焊風速大于8m/s;

（4）氣體保護焊，風速大于2m/s;

（5）環境溫度低于焊接工藝規程中規定的溫度。

三、焊接工藝及焊后檢驗

1采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面

氬弧焊又稱氬氣體保護焊，就是在電弧焊的周圍通上氬弧保護性氣體，將空氣隔離在焊區之外，防止焊區的氧化;氬弧焊可以獲得良好的焊接接頭，返修率低，目前已普遍用于質量要求較高的碳素鋼和合金鋼焊接接頭的根部焊道焊接，可以單面焊雙面成形。電弧焊即手工電弧焊，是利用焊條與工件間產生的電弧熱將金屬熔化的焊接方法。電弧焊是適應性很強的焊接方法，可在室內或野外高空進行平、橫、立、仰全位置焊接，是壓力管道焊接中的主要焊接方法。

2焊接工藝

1）打底：焊接前，氬弧打底必須先用試板試焊，檢查氬氣是否含有雜質;管口應根據焊接工藝評定要求做坡口，管端內外15mm范圍內應打磨出金屬本色。管道對口間隙為1～3mm。實際對口間隙過大時，需先在管道坡口一側堆焊過渡層。搭建臨時避風設施，嚴格控制焊接作業處的風速，因風速超過一定范圍，極易產生氣孔。焊接順序為由下往上，點焊起、收尾處可用角磨機打磨出適合接頭的斜口。整個底層焊縫必須均勻焊透，不得焊穿;底部焊縫焊條接頭位置可用角磨機打磨，嚴禁焊縫底部焊肉下塌、頂部內陷，并應及時進行打底焊縫的檢查和次層焊縫的焊接，以防產生裂紋。

2）中層施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飛濺物，并進行外觀檢查，發現隱患必須磨透清除后重焊，焊縫與母材交接處一定清理干凈。焊縫接頭應與底層焊縫接頭錯開不小于10mm，焊條材料和直徑根據管材的材質和規格來確定，假如工程中管壁厚度為9mm時，焊縫層數選用底、中、面共三層。中層焊縫厚度應為焊條直徑的0.8～1.2倍，運條選用直線型。嚴禁在焊縫的焊接層表面引弧。該層焊接完畢，將熔渣、飛濺物清除后進行檢查，發現隱患必須鏟除后重焊。

3）蓋面：每根焊條起弧、收弧位置必須與中層焊縫接頭錯開，嚴禁在中層焊縫表面引弧，該蓋面層焊縫應表面完整，與管道圓滑過渡，焊縫寬度為蓋過坡口兩側約2mm，焊縫加強高度為1.5-2.5mm，焊縫表面不得出現裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺等。不得出現大于0.5mm深度，且總長不大于該焊縫總長10%的咬邊，焊接完畢，清理熔渣后，用鋼絲刷清理表面，并加以覆蓋，以免在保溫、防腐前出現銹蝕。

4）焊縫焊接過程中，設專人記錄，對每個焊縫的材質，管道規格，焊接過程中的電壓、電流、時間，焊工編號及姓名，外界溫度，焊前預熱及焊后熱處理進行詳細記錄。焊縫焊接完畢后，對焊縫進行編號，在每道焊縫處都加蓋焊工鋼印號，以便后期檢查及對焊工進行考核。

5）管道焊接完畢后，首先對焊縫進行外觀檢查，檢查完畢后按比例進行無損檢測，無損檢測包括焊縫表面無損檢測和焊縫內部無損檢測。當抽樣檢測時，對每一位焊工所焊焊縫按規定的比例進行抽查。對不合格的焊縫，應進行質量分析，定出措施后方可進行返修，返修的焊接要求與正式焊接要求相同，必要時制定返修焊接工藝，同一部位的返修次數不宜超過兩次。

四、結論

影響焊接質量的因素很多，只有從施工管理、技術管理、質量管理全方位控制，才能保證管道焊接質量、進度、成本的統一。

大慶油田有限責任公司工程建設公司國際部 黑龍江 大慶 163000