摘 要：通過(guò)對(duì)三點(diǎn)定位預(yù)制焊接工藝和“開(kāi)天窗”焊接工藝對(duì)焊接質(zhì)量的分析比較，結(jié)合工程中使用氬電聯(lián)焊在油品管道中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)三點(diǎn)定位氬電聯(lián)焊在窄間距壓力管道焊接過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：三點(diǎn)定位焊；壓力管道；氬電聯(lián)焊；焊接質(zhì)量

本文通過(guò)對(duì)三點(diǎn)定位預(yù)制和“開(kāi)天窗”方法從焊接操作、技術(shù)安全性、經(jīng)濟(jì)性及施工效率四個(gè)方面進(jìn)行比較分析，結(jié)合盤(pán)錦港榮興港區(qū)罐區(qū)一期工程為新建項(xiàng)目及管道預(yù)制安裝的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)窄間距管道采取三點(diǎn)式定位焊進(jìn)行論證，并總結(jié)了相應(yīng)的范圍與施工技巧。

1 窄間距壓力管道氬電聯(lián)焊存在的問(wèn)題

采用手工氬弧焊打底、手工電弧焊填充、蓋面焊接工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)氬電聯(lián)焊。工藝有以下特點(diǎn)：

①焊接質(zhì)量好，射線探傷合格率高

氬電聯(lián)焊工藝的探傷合格率明顯高于手工電弧焊工藝，能使焊縫根部得到良好的熔合，且焊口內(nèi)表面光滑、整齊，成型好，不易出現(xiàn)手工電弧焊打底焊接時(shí)可能出現(xiàn)的焊瘤、未焊透等缺陷。當(dāng)進(jìn)行射線探傷時(shí)，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)片所占的比例顯著增加，選用氬電聯(lián)焊工藝更能滿(mǎn)足管道焊接的要求。

②效率高、速度快

通過(guò)對(duì)比，同一焊工采用氬電聯(lián)焊工藝和手工電弧焊工藝焊接同樣的焊口，氬電聯(lián)焊工藝的焊接效率是手工電弧焊的3.5倍。

2 焊接方式的選擇

即三點(diǎn)定位預(yù)制與“開(kāi)天窗”方法的比較分析。首先通過(guò)兩者施工過(guò)程對(duì)比分析，得出存在的差異主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

2.1 可操作性分析

管道改造及維修工程施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常遇到各種位置的管道焊接（包括切割），其中部分焊縫處于不理想的位置，又因設(shè)備、廠房、地表?xiàng)l件等的限制，再加上管道縱橫交錯(cuò)，使這些焊縫的背面無(wú)法正常施焊，或者正常施焊代價(jià)昂貴，這時(shí)候一般采取“開(kāi)天窗”的方法進(jìn)行施工。由于施工熱輸入的要求，所開(kāi)天窗尺寸過(guò)大，但是要將焊槍及焊絲同時(shí)送入管道內(nèi)部并進(jìn)行施焊，所開(kāi)窗口長(zhǎng)度將不得小于20cm，“開(kāi)天窗”后再進(jìn)行開(kāi)破口，打磨除銹，再焊接，用時(shí)幾乎相當(dāng)于同種規(guī)格管道的兩倍余，將不利于節(jié)約時(shí)間，但是便于工人的焊接操作。

而采用三點(diǎn)定位焊，從管道下進(jìn)行仰焊從施工技術(shù)難度上增加不少，直接給施工本身增加了更大的難度，但是有符合仰焊項(xiàng)目的合格焊工，只是焊接環(huán)境相對(duì)較差。

2.2 技術(shù)安全性分析

“開(kāi)天窗”后，雖然能夠清楚一部分由于切割時(shí)產(chǎn)生的焊渣，但是在焊接過(guò)程中不會(huì)很完美的把管道復(fù)原，首先從時(shí)間上會(huì)給管道安裝增加過(guò)多的時(shí)間，再者須要破壞母材，將管道重新割開(kāi)，再焊接，增大了焊接的熱輸入，并且不同程度的破壞了母材。焊接時(shí)產(chǎn)生的熱輸入會(huì)在焊縫冷卻時(shí)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，即使無(wú)損檢測(cè)合格，焊接質(zhì)量也存在安全隱患。

三點(diǎn)定位預(yù)制法，保證了最窄間距處的焊接質(zhì)量，更適用于整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)窄間距壓力管道的焊接，而“開(kāi)天窗”方法更側(cè)重于管道維修、管道改造。

2.3 施工效率分析

經(jīng)過(guò)對(duì)比，“開(kāi)天窗”不如三點(diǎn)定位焊工期短。從天窗口焊接焊槍擺動(dòng)幅度不如在管道外側(cè)，更不便于焊絲的填充，從實(shí)際操作來(lái)看三點(diǎn)定位焊，要比“開(kāi)天窗”節(jié)約40%的焊接時(shí)間。

2.4 綜合考慮：經(jīng)過(guò)以上因素綜合考慮，本工程采取三點(diǎn)定位預(yù)制焊接的方式，焊接的質(zhì)量將能有效的控制。

3 三點(diǎn)定位焊氬電聯(lián)焊焊接工藝的確定與應(yīng)用

3.1 焊接方法選擇及檢測(cè)

綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取三點(diǎn)定位氬電聯(lián)焊的焊接方法。

3.2 坡口的加工及組對(duì)

①根據(jù)規(guī)范及圖紙要求，此規(guī)格管道宜采用V型坡口。組對(duì)間隙為2～4mm，鈍邊≤2mm，坡口角度α為60°±2.5°。

②坡口選用坡口機(jī)加工方法。為了不影響焊縫組對(duì)尺寸及焊接質(zhì)量，鋼管采取現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)完成即進(jìn)行三點(diǎn)定位，減少了不必要的二次組對(duì)及二次吊裝。

③氬電聯(lián)焊由于采取氬弧焊打底，先對(duì)根部打底后進(jìn)行5倍放大鏡外觀檢查，合格后再進(jìn)行手工電弧焊填充加封蓋。焊接過(guò)程嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書(shū)施焊，焊接性能完全滿(mǎn)足管道的安裝質(zhì)量。

4 對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析討論

本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況對(duì)窄間距氬電聯(lián)焊壓力管道焊接進(jìn)行了分析討論：

①本工程地處渤海海邊，海洋性氣候，多降水相對(duì)濕度較大，風(fēng)力強(qiáng)，溫差大，對(duì)焊接影響大。

②L245鋼是流體卷制管，屬于低合金鋼，采取三點(diǎn)定位焊接比“開(kāi)天窗”更能減少合金元素的損失。

5 焊接質(zhì)量保證措施

5.1 焊接環(huán)境

焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，必須采取有效防護(hù)措施，否則禁止施焊。

①風(fēng)速：氬弧焊時(shí)大于2m/s，焊條電弧焊時(shí)大于8m/s；

②焊接電弧1m范圍內(nèi)，相對(duì)濕度大于90%；

③L245鋼焊接時(shí)溫度低于-10℃。

5.2 材料管理

①要嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)母材進(jìn)行復(fù)檢報(bào)驗(yàn)，確保母材為合格產(chǎn)品且符合工程施工要求；

②對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)焊材都須進(jìn)行檢驗(yàn)，禁止不合格品的產(chǎn)品入場(chǎng)。進(jìn)場(chǎng)焊材必須具有產(chǎn)品質(zhì)保書(shū)；

③對(duì)入場(chǎng)焊材進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分類(lèi)管理，建立焊材庫(kù)；由焊材保管員對(duì)焊材進(jìn)行管理，質(zhì)檢員不定期檢查，并做好焊材烘干、發(fā)放和回收記錄留檔備查。

5.3 焊接工藝管理及焊接人員管理

①根據(jù)圖紙及設(shè)計(jì)要求，按照NB/T47014-2011《承壓設(shè)備用焊接工藝評(píng)定》完成符合現(xiàn)場(chǎng)要求的焊接工藝評(píng)定；

②根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告，編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)焊接人員，要求其嚴(yán)格執(zhí)行焊接作業(yè)，保證焊接質(zhì)量；

③施焊前對(duì)入場(chǎng)焊工及裝配工進(jìn)行焊接技術(shù)交底及安全技術(shù)交底，明確現(xiàn)場(chǎng)焊接中的控制要點(diǎn)及難點(diǎn)。

5.4 L245鋼管后熱處理

焊接后熱處理：由于施工現(xiàn)場(chǎng)地處東北渤海附近，晝夜溫差較大，須要在焊后采取緩冷處理。

采用三點(diǎn)固定式打底焊接，由于窄間距管道在焊接時(shí)，等到吊裝就位，裝配完畢，再把剩余填充及封蓋處理完成，流水作業(yè)，加快了整體焊接速度。

6 分析與結(jié)論

①通過(guò)對(duì)三點(diǎn)定位預(yù)制焊接工藝和“開(kāi)天窗”焊接工藝對(duì)焊接質(zhì)量的分析比較，可以看出三點(diǎn)定位預(yù)制焊接工藝更具優(yōu)越性。

②結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，按照NB/T47014-2011《承壓設(shè)備用焊接工藝評(píng)定》對(duì)L245鋼制定合格的焊接工藝評(píng)定及焊接工藝卡，保證焊接質(zhì)量。

③通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)格管理及過(guò)程控制，最終中建安裝工程有限公司按時(shí)完成了3.5km的窄間距管道焊接安裝，一次抽檢合格率達(dá)到了99%，一次返修合格率達(dá)到100%，達(dá)到了工程的合格標(biāo)準(zhǔn)，方式行之有效。這樣的施工工藝也為公司日后類(lèi)似管道安裝工程提供了有力的施工經(jīng)驗(yàn)與施工技術(shù)力量。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李新茂：男，1986年4月，山西孝義人，漢，助理工程師，研究方向，質(zhì)量管理、機(jī)電安裝工程。