海外高含硫油田的焊接技術（下）

中國石油天然氣第一建設公司 （河南洛陽 471023） 王其志 陳建鋒 李清君 郭敬博

（7）焊接完畢后要及時清理焊道表面，并在焊口附近用標簽紙記錄焊口號和焊工鋼印代號。經無損檢測合格后，對焊接接頭進行酸洗鈍化處理。

4.儲罐焊接

根據圖樣的要求，結合本工程的特點，本次儲罐焊接方法主要采用焊條電弧焊。

（1）罐底板的焊接 罐底采用自由收縮法進行組焊，罐底的焊接，采用焊條電弧焊的焊接方法。

中幅板焊接：中幅板為搭接形式，焊接采用焊條電弧焊。焊接時應先焊短焊縫，后焊長焊縫。采用分段跳焊的方法，讓其自由收縮。

中幅板與長條板的焊接：待中幅板長縫和長條板短縫各自焊接完畢后，進行組對焊接。中幅板及長條板的長縫焊接順序從中心往外依次進行，采用隔400mm焊400mm的分段退焊法。

邊緣板焊接：邊緣板為對接形式，焊接采用焊條電弧焊。邊緣板的焊接分兩步進行：先焊接邊緣板對接焊縫端部300mm長焊縫即壁板安裝處，焊后將焊縫打磨平，并進行100%射線探傷。

中幅板與邊緣板的搭接收縮縫及剩余的邊緣板對接焊縫，留待壁板與邊緣板的角焊縫施焊完畢后再進行，并采取如下措施：①施焊前要將中幅板、邊緣板變形大的地方找平；②施焊部位初層焊接，焊工要對稱分布，焊接方向和焊接速度要一致，采用收縮變形最小的焊接工藝及焊接順序，并分段倒退焊，分段長度一般≤600mm。③收縮縫焊接在罐底與罐壁連接的角縫焊接完后再施焊。收縮縫的初層焊采用焊條電弧焊，焊接時采用分段退焊或跳焊法。④焊接時，先焊徑向焊縫然后再焊收縮縫，收縮縫焊接前要將中幅板和邊緣板沿圓周方向間隔2m設一固定結構。⑤罐底與罐壁連接的角焊縫焊接，應在底圈壁板縱焊縫焊完后施焊，焊接采用焊條電弧焊，并由數對焊工從罐內、外沿同一方向進行分段焊接，初層的焊道應采用分段退焊或跳焊法。

（2）罐頂板焊接 罐頂板的焊接待罐頂板全部鋪設完畢，將頂板點焊成一個整體后，再開始焊接，先進行頂板背面的跳焊，再進行頂板正面的焊接。

焊接時按照由里往外的順序進行焊接，焊接時分偶數組配置焊工，均勻分布，先焊短焊縫，后焊長焊縫，同向、同速焊接，并采用收縮變形最小小的焊接工藝及焊接順序。

（3）罐壁的組裝焊接 儲罐罐壁組裝時應保證底層罐壁縱焊縫與罐底邊緣板自身對接焊縫的距離不應小于設計圖樣的規(guī)定。罐壁板的焊接，先焊縱縫后焊環(huán)縫，當焊完相鄰兩圈壁板的縱向焊縫后，再焊其間的環(huán)向焊縫，先焊外側后焊內側，在施焊內側前，應清焊根。

環(huán)向焊縫組對時，用工夾具把整個一圈環(huán)焊縫對口楔好。

在對口過程中，不點焊固定，整個一圈環(huán)焊縫都對好后（內壁平齊），檢查變形及組對質量，若發(fā)現變形要及時處理（否則焊后將難以矯正，且易產生較大應力），然后再在全外環(huán)上同時均勻點焊固定（定位焊縫厚度4～6mm，長度15～30mm，間距100～200mm），焊接第一層焊道采用分段退焊或跳焊法。

（4）球罐焊接 球罐焊接嚴格執(zhí)行焊接評定或焊接工藝卡及相關的規(guī)范標準。施焊前應根據焊接工藝評定和有關規(guī)范核定焊接工藝評定報告，編制焊接工藝指導書及工藝卡指導施工。焊條的保管、烘干、發(fā)放和使用遵照相關規(guī)定要求執(zhí)行。

焊接方法：全位置焊條電弧焊，采用多層多道分段退焊工藝，焊接層數嚴格執(zhí)行焊接工藝卡。

焊接順序：先焊縱縫后焊環(huán)縫；先焊赤道帶，后焊極帶；先焊大坡口一側，后焊小坡口一側；對縱、環(huán)縫的焊接要求焊工均勻分布，并沿同一方向進行施焊，盡可能保持相同的電流、電壓、焊接速度。

（5）鋼結構焊接 本工程中的鋼結構焊接采用焊條電弧焊，焊接時應遵循設計及規(guī)范要求。

與母材焊接的工夾具材料宜與母材化學成分相同或相近。拆除工夾具時不應損傷母材，拆除后應將殘留的焊疤打磨休整至與母材表面平齊，焊接接頭坡口兩側各20mm范圍內應清除泥污、浮銹等。

鋼結構焊接，多為角焊縫和組合焊縫，焊腳高度取較小母材厚度或按圖樣規(guī)定。轉角焊縫宜連續(xù)繞角焊接。鋼結構焊接時，因拘束度大，可能產生裂紋，如果出現裂紋，焊工不得私自處理，必須報告焊接責任工程師和質檢員，制定返修方案。

三、焊工的管理

按照設計文件和相關規(guī)范要求，從事焊接作業(yè)的焊工必須按ASME IX卷考核合格方能從事焊接作業(yè)，焊工現場考試如圖2所示。在國內先后組織了6次焊工考試，累計考核焊工383人，單項合格355人，到達現場后又針對各施工隊不同的施工任務和人員變化情況，對施焊資格和施焊任務不匹配的焊工重新進行了10批增項補充考試，累計簽發(fā)WQR869項。考試合格的焊工發(fā)證后才能正式上崗焊接，而且不允許超位置施焊，考試不合格的焊工要經過現場培訓后復考，兩次考試不合格的焊工，取消焊工資格，調換工作崗位。

圖2 焊工嚴格按照ASME標準進行現場考試

四、焊接設備

由于當地社會條件差，現場所有的焊接設備均從國內海運過來，工程開工前根據現場情況和焊接工藝評定的要求，配置齊全所需要的各種焊接設備及其維護配件；并委托廠家對專人進行維護和使用培訓。使用過程中定期對所有的焊接設備進行檢查和維護，使焊接設備能滿足焊接工藝性能的要求，滿足施工需要。對維護后還存在部分焊接設備參數不穩(wěn)定、調節(jié)困難等現象，我們及時更新設備，以免影響施工。施工過程中焊接設備設專人管理，負責焊接設備日常使用、保管、維修等工作。本裝置投入的焊接設備如表3所示。

表3 焊接設備

五、焊接材料

由于當地社會環(huán)境和依托條件的限制，所以本裝置選用較為常規(guī)的焊絲和焊條，如表4所示。

對此，珠海公交集團相關負責人表示，目前國內大部分城市客車、公交車路線固定，單程線路在10至40公里之間，終點進站后等待發(fā)車時間間隔長。結合客車本身自重、體積較大，對電池體積、重量敏感度較低，鈦酸鋰的能量密度劣勢并不明顯?！熬唧w到珠海，我們基本使用的是銀隆的車。充電快、平順性好、噪音小、駕駛員操作便利。”

表4 主要焊接材料

焊接材料由采辦部門負責采購、保管和發(fā)放。進入施工現場的焊接材料，應具有產品質量證明文件，且實物與證書上的批號應相符。外觀檢查時，焊條的藥皮不得有受潮、脫落或明顯的裂紋。焊絲使用前應清除其表面的油污、銹蝕等。

在施工現場、營地預制場設置專用焊材庫，庫內配置干濕溫度計，控制空氣相對濕度在60%以下。焊材應存放在架子上，架子離地面高度≥300mm，離墻壁距離≥100mm。焊材堆放時按種類、牌號、規(guī)格、批號及入庫時間分類堆放，并做好標識，先入庫的先發(fā)放先使用。

焊材的烘干、發(fā)放、回收安排專人負責。焊材使用前應按說明書進行烘干。焊條啟封后，首先進行外觀檢查，無脫皮、開裂為合格，確認合格后立即放入烘干箱，按規(guī)定程序進行烘干。待達到要求后，溫度降至（100±20）℃，移入保溫箱。其次對用作酸性介質（E7015—G）和非酸性介質（E7018）的焊條烘干時，應分開使用烘干箱和保溫箱。其次酸性焊條領用憑焊條領用單領取。領用酸性焊條前，焊工班長確認焊工焊接部位和工作量后，填寫領用單。領用時，焊工拿焊條領用單到焊條烘干房領取，見單發(fā)放，如圖3所示。

圖3 焊條的發(fā)放登記

焊材烘干要根據當天的工作量進行烘干，做到隨用隨烘。原則上當天烘的要當天用完，如確實有剩余，下次烘干后要優(yōu)先發(fā)放。烘干次數不得超過兩次，經二次烘干仍未用完的焊條不得用于正式工程。焊條從入庫、出庫、烘干、發(fā)放至回收，整個過程均作好記錄，焊接責任工程師隨時檢查監(jiān)督。

根據現場所選取焊接材料，我們對焊絲、焊條進行了不同的顏色標識，以確保使用時不被混淆。

六、焊接環(huán)境的管理

在施工現場風沙大、氣溫高，專門配備風速儀和干濕溫度計，適時進行氣象觀測，并作好氣象觀測記錄。當焊接環(huán)境出現下列情況之一時，在現場采取搭設防風棚等有效防護措施（見圖4），否則不得進行施焊：①焊條電弧焊風速≥8m/s。②氬弧焊風速≥2m/s。③相對濕度＞90%。④下雨。

圖4 搭設防風棚，改善焊接環(huán)境

七、焊接質量的綜合管理

本裝置焊接作業(yè)開始前，焊接工程師根據現場實際情況編制相應的焊接工藝卡和熱處理工藝卡，確保了焊接方案科學合理性，施工前對每位焊工進行技術交底，確保每名焊工對所施工內容和要求完全了解，嚴格按焊接工藝卡規(guī)定的焊接參數進行施焊。指派專人對酸性介質管道預熱和熱處理進行監(jiān)控，隨時檢查熱處理記錄和熱處理曲線，對發(fā)現的質量問題及時處理，有效保證了焊縫熱處理質量。

項目嚴格執(zhí)行質量檢驗計劃和“三檢制”，每道工序從施工到結束都要經過班組、專業(yè)工程師、專職質檢工程師的檢查驗收，并嚴格執(zhí)行過程交接制度，保證了關鍵工序的準確性和正確性。

項目部還堅持組織“周檢”和“月度專檢”制度，經過持續(xù)的質量檢查和質量控制活動，現場施工質量和質量管理水平在不同專業(yè)的各個層面上都有了顯著的提高。

經整個項目的共同努力，裝置的焊接工作取得了可喜的成績。酸性介質管道累計探傷49 787張片子，一次合格49 687張，焊接一次合格率為99.8%；高壓厚壁管道采用“UT+RT組合檢測”，焊接一次合格率為100%。儲罐焊接一次合格率99.14%，尤其是50 000m3原油罐在全部采用焊條電弧焊的情況下，焊縫外觀成形良好，本體射線拍片923張，合格919張，焊接一次合格率99.57%，創(chuàng)造了儲罐施工的奇跡。兩臺球罐取得了一次合格率99.39%和99.13%的赫赫戰(zhàn)績，為裝置優(yōu)質高效完工奠定了堅實基礎。

八、結語

焊接工作是一項持續(xù)、動態(tài)、綜合的過程，它涵蓋人、材、機、料、法、環(huán)、測七個方面，既有主觀因素，又有客觀因素，必須綜合分析、動態(tài)監(jiān)控、全面控制，才能最終保證焊接質量。