O 張 杰

（九江檢安石化工程有限公司 江西 332004）

石油化工管道焊接工藝和焊接質(zhì)量控制分析

O 張 杰

（九江檢安石化工程有限公司 江西 332004）

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，石油化工管道的焊接工藝也有了很大的進(jìn)步，智能化、自動(dòng)化焊接技術(shù)問世，并且在很大程度上緩解了焊接工藝中的問題。但影響其質(zhì)量的因素眾多，因此施工人員要選擇合適的焊接工藝，注重細(xì)節(jié)，以保證焊接的質(zhì)量。石油化工管道焊接工藝在很大程度上決定了焊接的質(zhì)量，但在焊接過程中一些小細(xì)節(jié)也會(huì)給焊接質(zhì)量造成極大的影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)焊接作業(yè)都不合格。本文主要詳細(xì)介紹石油化工管道焊接工藝和其質(zhì)量的控制方式，為有效控制其質(zhì)量提出一些有建設(shè)性的意見。

石油化工管道；焊接工藝；焊接質(zhì)量

一、石油化工管道焊接工藝

1.手工下向焊接

手工下向焊接是目前我國石油化工管道焊接工藝一種較為先進(jìn)的方式，該工藝主要通過根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊等步驟來實(shí)現(xiàn)。根焊主要運(yùn)用在直拉式的運(yùn)條中，并且是在沒有任何擺動(dòng)的情況下才能使用。但如果在焊接過程中，出現(xiàn)間隙或融孔長度過大的情況，就應(yīng)該使用返式運(yùn)條的方式。不過在使用該方式時(shí)應(yīng)注意溫度的控制，避免溫度過高出現(xiàn)燒穿的情況。熱焊的目的是加強(qiáng)根焊的效果，使焊道始終保持在一定高溫內(nèi)以防止裂紋的出現(xiàn)。填充焊的方式可適用于單道和多道，但需要對(duì)管道的厚度進(jìn)行把控。在填充焊時(shí)可以輕微的左右擺動(dòng)，保證焊接工藝完畢后，整個(gè)焊接結(jié)果都處于良好的狀態(tài)。蓋帽焊的目的是對(duì)焊道外圍進(jìn)行最后的加固，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)也能夠保證其美觀性。

2.全自動(dòng)向下焊接

全自動(dòng)向下環(huán)節(jié)主要是使用可熔化的焊絲在焊金屬與焊接實(shí)現(xiàn)焊絲和鋼管的熔化的方式完成焊接。在焊接的過程中，要注意空氣與焊接保護(hù)氣體的分離，并保證持續(xù)送絲。該工藝在熔化極氣保護(hù)焊的區(qū)域中容易完成作業(yè)，對(duì)整個(gè)焊接質(zhì)量的控制系數(shù)也比較高。

3.組合焊接

組合焊接是采用多種焊接方式，在保證良好的焊接效果的同時(shí)完成對(duì)一道環(huán)焊接的作業(yè)。在選擇焊接時(shí)，要注意熱焊和根焊的區(qū)別與注意事項(xiàng)，使用纖維素焊條并使用下向焊的工藝操作。而填充焊與蓋帽焊在作業(yè)時(shí)要保證壁厚在7～17毫米之間。焊接層數(shù)量越多，焊接壁就會(huì)越厚，但這樣就會(huì)延長焊接的作業(yè)時(shí)間，進(jìn)而影響整個(gè)焊接工作的時(shí)間。因此在管口的位置會(huì)多采用下向焊接方式，而大于17毫米的焊接壁則會(huì)需要合理的上向和下向兩種焊接方式。

4.低氫焊條下向焊接

低氫焊條下向焊接主要是指使用低氫焊條并用下向焊接方式完成。這種焊接工藝能保證焊接縫處的金屬融合中的氫保持在一定程度，并提升焊接縫處具有良好的韌性、防腐蝕性和抗寒性。在根焊中，為保證坡口尺寸的高精度，應(yīng)合理的使用低氫焊條，不然很容易會(huì)出現(xiàn)焊接不透徹、內(nèi)延咬邊、熔合價(jià)低的情況。但在長輸管道中的焊接操作中，應(yīng)合理使用其他焊接方式，而不是僅僅只使用該焊接工藝。

二、焊接工藝中常見的質(zhì)量問題

1.氣孔

氣孔是焊接過程中常見的問題，其產(chǎn)生原因是熔池中的氣體還未完全溢出，熔化金屬就已經(jīng)凝固了。氣孔的類型比較多，主要分為柱孔、圓孔。柱孔的深度比較大，而圓孔的面積較大。這些氣孔都會(huì)影響焊接的質(zhì)量，增加焊接縫出現(xiàn)裂縫的幾率。產(chǎn)生氣孔的原因可以分為四種：(1)在焊接前，沒有對(duì)焊接材料和坡口進(jìn)行清潔處理，使之存在油污、鐵銹等雜質(zhì)；(2)在焊接時(shí)，電源電壓不穩(wěn)定；(3)焊接的速度過快，導(dǎo)致熔池中的氣體還未完全排除時(shí)，已經(jīng)完成了焊接工作；(4)在焊接的過程中，沒有使用有效、合理的保護(hù)方式。

2.裂縫

裂縫是在焊接的過程中，焊道的內(nèi)應(yīng)力會(huì)受到影響，進(jìn)而使得裂縫不斷延伸、擴(kuò)展，最后導(dǎo)致整個(gè)管道遭受致命的破壞。裂縫是破壞石油化工管道焊接工藝質(zhì)量的常見問題，對(duì)管道的安全使用埋下了安全隱患。常見的裂縫主要為結(jié)晶、液化和延遲。結(jié)晶裂縫是管道中最容易出現(xiàn)的，其在焊接工作完成，焊接逐步凝固的過程中出現(xiàn)。液化裂紋與結(jié)晶裂縫的產(chǎn)生過程一樣，但裂化裂縫是在焊接工作完成后的幾小時(shí)或者幾天后才會(huì)出現(xiàn)。延遲裂縫是由于裂縫本身就具有延伸性，由于受焊接母材焊縫氫氣的含量和焊接接頭承受力的影響，且在長時(shí)間的變化中，裂縫會(huì)逐漸變大，危害管道的使用質(zhì)量和安全性。

3.夾渣

夾渣是焊接質(zhì)量中較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題之一。夾渣是焊接縫中存在大量的鐵銹、熔渣等雜質(zhì)，從而影響焊接的質(zhì)量。夾渣多出現(xiàn)在焊道的層間和根部，其產(chǎn)生的主要原因有：(1)在焊接前，工作人員沒有對(duì)焊接磁療和焊道層間進(jìn)行仔細(xì)的清理干凈，導(dǎo)致鐵銹等雜質(zhì)隨著焊接進(jìn)入到焊道中；(2)在焊接過程中，電流或電壓不穩(wěn)，導(dǎo)致焊接的溫度也不穩(wěn)定致使一些熔渣沒有完全融化，停留在層道中；(3)在焊接時(shí)，坡口過小，或者與焊道之間的夾角過小，導(dǎo)致熔渣不能夠得到完全的熔化，停留在層道中。

4.未完全焊透

造成未完全焊透的原因主要有三種：(1)在焊接前，對(duì)管道層面進(jìn)行過度的清理和打磨，導(dǎo)致坡口變寬，形成了溝槽；(2)在焊接過程中，對(duì)坡口的加工不夠規(guī)范，導(dǎo)致角度過小，鈍邊過厚或間隙不足等；(3)焊接作業(yè)人員的自身技術(shù)不過關(guān)，導(dǎo)致在電焊時(shí)電流過小，電線能量輸入不足。

從以上四種焊接過程中的常見的質(zhì)量問題可以發(fā)現(xiàn)，焊接人員的自身素質(zhì)與焊接材料都是影響焊接質(zhì)量的重要因素。而焊接施工方案的制定是否合理，選擇怎樣的焊接工藝，都會(huì)在不同程度影響焊接質(zhì)量的。

三、有效提升焊接質(zhì)量的辦法

1.做好焊接施工前的準(zhǔn)備工作

焊接前的準(zhǔn)備工作是為之后焊接工作的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)，以制定有效的焊接施工方案、選擇合適的焊接工藝提供主要的支持。在焊接線，工作人員應(yīng)對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察，了解施工場(chǎng)所周圍的地質(zhì)環(huán)境、水文條件、氣候特點(diǎn)及建筑分布情況，從而制定出有效、具有實(shí)際操作意義的焊接施工方案。

在確定焊接施工方案后，就需要根據(jù)相關(guān)的施工圖紙對(duì)焊件進(jìn)行檢查，檢查的內(nèi)容包括坡口的角度、大小和形狀，并在此檢查所使用的焊接工藝和流程是否合理、規(guī)范。在檢查焊件時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)注意管口形狀的橢圓度是否有出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)的情況。注重保持焊件表面的清潔，避免出現(xiàn)鱗狀情況，保證焊件表面無油污、鐵銹和磨損過度的情況。注意焊件管口的大小，管口過大會(huì)增加未完全焊透的情況，過小，又會(huì)出現(xiàn)燒穿、焊接瘤的情況。因此，在選擇焊件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用內(nèi)對(duì)口器組對(duì)的焊件。

確定好焊件后，要進(jìn)行焊接前的預(yù)熱處理。預(yù)熱處理能有效降低在焊接過程中裂縫的出現(xiàn)幾率，并有效避免焊件在低溫的條件下出現(xiàn)脆化和裂變的情況。同時(shí)，預(yù)熱能有效延長焊接的冷卻時(shí)間，讓焊接頭的溫度實(shí)現(xiàn)有效降低，從而防止淬火組織增加塑性和輕質(zhì)裂紋的出現(xiàn)。但在進(jìn)行預(yù)熱處理時(shí)，要保證所有的操作流程都必須符合相關(guān)的操作規(guī)范與工藝要求。

2.建立并遵守焊接施工中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

目前我國對(duì)于石油化工管道焊接施工方面并沒有建立完善的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，許多焊接施工人員都是根據(jù)自身的施工經(jīng)驗(yàn)或者遵循企業(yè)內(nèi)部制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成的。如此就很容易造成焊接工藝質(zhì)量良莠不齊，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接施工的整體質(zhì)量控制。因此在焊接施工前，要結(jié)合施工方案圖紙和實(shí)際施工環(huán)境建立焊接施工的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在建立焊接施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的同時(shí)，也要建立有效的施工材料檢查辦法，保證所使用的焊接材料的質(zhì)量合格，為焊接施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)和前提條件。

3.重視對(duì)每個(gè)焊接環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

在焊接過程中，要對(duì)每一個(gè)焊接環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。如規(guī)定焊接時(shí)，電流的大小，保證電流、電壓的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)因電流不穩(wěn)定而造成的未完全焊接或咬邊、燒穿的情況。當(dāng)焊縫成形后，要對(duì)焊縫進(jìn)行全面的檢查。焊縫的增寬單邊焊及縫余高一般會(huì)控制在1.5毫米以下，并且要盡可能的避免裂縫過寬、高低差距過大等情況的出現(xiàn)。每一個(gè)焊接環(huán)節(jié)都尤其需要注意這些施工要點(diǎn)，因此施工人員要重視這些施工要點(diǎn)，嚴(yán)格按照施工流程完成。

4.注重提升焊接施工人員和檢測(cè)人員的專業(yè)性

焊接施工人員的專業(yè)素質(zhì)在很大程度上決定著焊接質(zhì)量，其原因是因?yàn)槭┕と藛T是焊接工藝的主要完成者。在焊接前，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，保證每一位施工人員都能掌握必要的焊接工藝，了解焊接施工的要點(diǎn)及相關(guān)的注意事項(xiàng)。企業(yè)要對(duì)施工人員進(jìn)行資質(zhì)考察，做到對(duì)每位施工人員的專業(yè)素質(zhì)心中有數(shù)。

當(dāng)焊接施工完成后，需要專門的檢測(cè)人員再次檢查焊接完成的情況，因此檢測(cè)人員更需要具備足夠的專業(yè)。專業(yè)的檢測(cè)人員不能僅僅滿足與對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的了解，還應(yīng)該就焊接常見的質(zhì)量問題、位置和原因進(jìn)行全面了解。檢測(cè)人員應(yīng)多與施工人員溝通，了解焊接工藝的流程與施工要點(diǎn)，了解選擇焊接技術(shù)的原因與周圍環(huán)境對(duì)焊接施工的影響。此外，檢測(cè)人員應(yīng)定期檢查焊接管道的情況，并做好詳細(xì)的記錄。

結(jié)論

焊接工藝的質(zhì)量控制需要從多方面來進(jìn)行，做好施工前的準(zhǔn)備工作，重視焊接施工方案可操作性，制定有效的焊接施工規(guī)范及焊接材料的質(zhì)量，提升施工人員和檢測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)。只有重視人和物在焊接施工中的作用，重視每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，就可以有效的控制焊接施工質(zhì)量。

Control Analysis on the Welding Process and Welding Quality of Petroleum Chemical Pipe

Zhang Jie
（Jiujiang Jian’an Petrochemical Engineering co., LTD, Jiangxi, 332004）

with the continuous development of modern technology, petrochemical pipeline welding technology also has made great progress, intelligent, automatic welding technology, and to a great extent, alleviate the problems in the welding process. But many factors which influence the quality of, and construction personnel should choose the appropriate welding process, attention to detail, to ensure the quality of welding. Petrochemical pipeline welding to a great extent, determines the quality of welding, but a few small details in the welding process also have a great impact to the welding quality, and even cause the entire welding operation are not qualified. This article mainly introduced petrochemical pipeline welding technology and its quality control method, to effectively control its quality put forward some constructive Suggestions.

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張杰（1989～），男，九江檢安石化工程有限公司，研究方向：石化化工裝置建設(shè)。