姜悅

摘 要：近幾年，我國石油化工業(yè)建設(shè)中對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)注越來越多，要想進(jìn)一步落實(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就要積極建構(gòu)系統(tǒng)化的質(zhì)量管理機(jī)制，確保管控措施和管理要求之間的協(xié)同性，也為鋼結(jié)構(gòu)連接效果的升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。文章對(duì)石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫問題進(jìn)行了簡要分析，并集中闡釋了石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量控制措施，旨在為企業(yè)提供更加有價(jià)值的質(zhì)量管理建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：石油化工；鋼結(jié)構(gòu)；焊縫；問題；質(zhì)量管理

中圖分類號(hào)：TE9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0080-02

在石油化工常規(guī)化工作體系中，金屬是重要的工程結(jié)構(gòu)材料，使用頻率和管控價(jià)值都較高，結(jié)構(gòu)本身具有耐腐蝕性以及耐高溫的優(yōu)勢(shì)。在眾多金屬材料中，鋼結(jié)構(gòu)是一種較為新型的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用范圍也較為廣泛，但是，在焊接操作中，會(huì)出現(xiàn)焊接缺陷，使得整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性受到影響。

1 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫問題

造成鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫的原因較多，其中，冷裂紋、熱裂紋、層狀裂紋以及再熱裂紋等較為常見，會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響，需要技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行系統(tǒng)化整合，確保質(zhì)量符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫之冷裂紋

冷裂縫會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的焊縫出現(xiàn)大面積裂縫，而形成冷裂紋的原因主要涉及鋼材料淬硬組織以及鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭含氫量等，并且，焊接接頭拘束能力不強(qiáng)也可能導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊縫出現(xiàn)裂紋。究其原因，焊接接頭是鋼結(jié)構(gòu)焊縫中較為常見的結(jié)構(gòu)，若是處在較快的冷卻環(huán)境中，就自然會(huì)形成淬硬組織，而組織內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)空位及晶格缺陷，且數(shù)量較多，若再加上外界應(yīng)力作用，則會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)大面積的聚集和位移變化，最后形成了較多的冷裂縫結(jié)構(gòu)。另外，若是鋼結(jié)構(gòu)材料中氫含量出現(xiàn)超標(biāo)問題，就會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊縫出現(xiàn)冷裂紋，影響其整體實(shí)效性和穩(wěn)定性。

1.2 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫之熱裂紋

在石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫的原因分析過程中，熱裂紋較為常見，而其產(chǎn)生的原因主要是由于焊接熔池結(jié)晶過程出現(xiàn)了嚴(yán)重的偏析問題，導(dǎo)致整體析出結(jié)構(gòu)和參數(shù)不符合實(shí)際要求。也就是說，低熔點(diǎn)的共晶結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)在焊接熔池結(jié)晶的過程中展現(xiàn)出液態(tài)間層形式，大面積偏析現(xiàn)象出現(xiàn)就會(huì)對(duì)其發(fā)展和應(yīng)用結(jié)構(gòu)造成影響。因此，在焊接熔池凝固后，整體結(jié)構(gòu)的焊縫強(qiáng)度逐漸降低，焊接應(yīng)力若是擴(kuò)大，則會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)間層和剛凝固的固態(tài)金屬彼此分離拉開的狀態(tài)，隨即就會(huì)產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)裂紋。除此之外，導(dǎo)致固態(tài)金屬分離拉開的原因也是由于母材晶界上存在低熔點(diǎn)的共晶和雜質(zhì)，會(huì)對(duì)整個(gè)焊接過程造成影響，甚至導(dǎo)致焊接拉應(yīng)力迅速增大，從而產(chǎn)生了裂縫結(jié)構(gòu)[1]。

1.3 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫之層狀裂紋

在石油化工鋼結(jié)構(gòu)處理過程中，造成焊縫裂縫的原因中，層狀裂紋也較為常見，層狀撕裂主要存在于鋼結(jié)構(gòu)的基材中，表面呈現(xiàn)的是纖維狀，內(nèi)部則存在階梯狀縱向面結(jié)構(gòu)。也就是說，在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)中，層狀撕裂狀態(tài)會(huì)常常出現(xiàn)在焊腳的位置，基本都集中在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的熱影響區(qū)之外。另外，若是鋼板材質(zhì)較厚，則更加容易出現(xiàn)層狀撕裂問題，直接影響焊接應(yīng)力，也會(huì)加重焊接變形問題的發(fā)生幾率。

1.4 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂縫之再熱裂紋

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)予以全面分析時(shí)，再熱裂紋也是較為常見的影響因素。一般而言，再熱裂紋的產(chǎn)生原因中結(jié)構(gòu)內(nèi)部物質(zhì)因素占主導(dǎo)。焊接人員在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋進(jìn)行二次加熱的過程中，若是其內(nèi)部存在碳化物超標(biāo)亦或是飽和狀態(tài)，都會(huì)出現(xiàn)析出問題，直接影響鋼結(jié)構(gòu)晶體的內(nèi)部情況。而在加熱結(jié)束后，應(yīng)力出現(xiàn)松弛，使得鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能力大大超過了晶界塑性自身的極限范圍，導(dǎo)致焊接多余應(yīng)力產(chǎn)生了堆積，且都集中在鋼結(jié)構(gòu)的二次焊縫結(jié)構(gòu)上，也就直接導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊縫出現(xiàn)裂縫?；诖耍贌崃鸭y是應(yīng)力瞬時(shí)堆積導(dǎo)致的，需要焊接人員對(duì)其給予高度關(guān)注，并且積極落實(shí)更加系統(tǒng)化的管控和處理機(jī)制，為石油化工鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。

2 石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量控制措施

為了進(jìn)一步保證石油化工鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果的全面優(yōu)化，要針對(duì)具體問題建立具有實(shí)效性的管控措施，積極踐行完整的處理機(jī)制，尤其是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫裂紋的處理，要從根源出發(fā)，保證質(zhì)量控制效果的最優(yōu)化[3]。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)冷裂紋質(zhì)量控制機(jī)制

在冷裂紋處理過程中，焊接人員要對(duì)影響因素進(jìn)行整合，建立針對(duì)性的處理和控制措施，保證質(zhì)量控制效果和應(yīng)用機(jī)制符合實(shí)際焊接要求，從石油化工鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求出發(fā)，確保質(zhì)量控制措施貼合實(shí)際需求，進(jìn)一步優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，從而充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在應(yīng)用相關(guān)策略，要對(duì)冷裂紋焊縫缺陷展開深度分析，也就是說，要保證處理效果和質(zhì)量控制機(jī)制貼合實(shí)際。焊接人員在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接操作之前，要結(jié)合環(huán)境和鋼結(jié)構(gòu)自身的性質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)熱操作，預(yù)熱時(shí)間和預(yù)熱部位都要符合標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照焊接規(guī)范要求展開預(yù)熱操作，保證預(yù)熱效果的同時(shí)，為下一步操作提供保障，實(shí)現(xiàn)全過程質(zhì)量控制。預(yù)熱操作能引導(dǎo)氫分子及時(shí)逸出，減少其出現(xiàn)大量堆積的問題。另外，焊接人員在實(shí)際焊接操作過程中，要盡量采用堿性性質(zhì)比較好的焊條材料，這不僅僅能有效對(duì)焊縫中氧的擴(kuò)散量進(jìn)行整合，也能進(jìn)一步提高質(zhì)量控制效果，從而避免冷裂紋的出現(xiàn)，優(yōu)化防治體系的運(yùn)行水平[4]。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)熱裂紋質(zhì)量控制機(jī)制

由于熱裂紋較為常見，因此，在處理過程中，焊接人員要從源頭控制焊接操作的質(zhì)量，按照標(biāo)準(zhǔn)化操作流程有序開展質(zhì)量管控工作，確保應(yīng)用體系和控制效果的最優(yōu)化。要想從根本上提高熱裂紋質(zhì)量控制效果，就要積極落實(shí)有效的材料處理機(jī)制，尤其是對(duì)母材和焊接材料中的有害雜質(zhì)展開深度分析和集中整合，保證處理效果和質(zhì)量控制水平符合標(biāo)準(zhǔn)，焊接人員要落實(shí)精細(xì)化管理機(jī)制，對(duì)其中具體參數(shù)的含量予以高度關(guān)注，尤其要對(duì)材料中存在的磷元素含量以及硫元素含量展開集中控制，有效規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)[5]。究其原因，主要是因?yàn)槿羰卿摻Y(jié)構(gòu)中含有較高數(shù)值的雜質(zhì)元素，會(huì)對(duì)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)焊接性能造成惡劣的影響，甚至?xí)?dǎo)致質(zhì)量變差。另外，也要對(duì)材料中的碳元素進(jìn)行有效控制，保持在合理的元素?cái)?shù)值范圍內(nèi)，有效減少鋼結(jié)構(gòu)熱裂紋的敏感性，從而提高質(zhì)量控制水平。需要注意的是，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)進(jìn)行判定的過程中，若是存在堿性焊條，則能有效減少焊縫中雜質(zhì)的含量，為質(zhì)量優(yōu)化提供良好的反應(yīng)環(huán)境，并且確保結(jié)晶偏析程度有所變化。除此之外，焊接人員在具體操作過程中，也要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)籌分析，確保及時(shí)對(duì)焊縫形狀系數(shù)展開多元化調(diào)研和分析，按照標(biāo)準(zhǔn)化流程以及規(guī)范對(duì)其進(jìn)行全面調(diào)整，結(jié)合焊接順序展開具體操作，且要系統(tǒng)化分析現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而建立健全動(dòng)態(tài)化焊接工藝，為鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[6]。endprint

2.3 鋼結(jié)構(gòu)再熱裂紋質(zhì)量控制機(jī)制

除了要對(duì)冷裂紋、熱裂紋進(jìn)行綜合處理外，焊接人員也要高度關(guān)注再熱裂紋的質(zhì)量控制機(jī)制，確保管理效果的最優(yōu)化。要想提要質(zhì)量控制水平，就要對(duì)構(gòu)件應(yīng)力予以全面控制，從而一定程度上改善鋼結(jié)構(gòu)材料熱粗晶區(qū)的塑性情況。構(gòu)件預(yù)熱溫度升高時(shí)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接，而在焊接結(jié)束后要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行冷卻，保證其滿足設(shè)計(jì)要求，只有選擇性能符合要求的焊接材料，才能一定程度上保證焊接質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。并且，在實(shí)際焊接操作過程中，焊接人員要集中強(qiáng)化對(duì)于溫度的控制效果，有效對(duì)構(gòu)件予以綜合的退火處理，確保鋼結(jié)構(gòu)的整體狀態(tài)和應(yīng)用環(huán)境的穩(wěn)定性，且能一定程度上提高鋼結(jié)構(gòu)焊縫的高溫巖性[7]。需要注意的是，對(duì)于特殊材質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)材料而言，要想提高質(zhì)量控制效果，就要積極落實(shí)更加有效的熱處理機(jī)制，避免材料出現(xiàn)問題，也能有效管理材料，保證其再加熱后敏感區(qū)域不會(huì)受到破壞，優(yōu)化試驗(yàn)操作的同時(shí)，從根本上提高質(zhì)量控制效果，避免再熱裂紋裂縫出現(xiàn)。相關(guān)焊接人員也要按照標(biāo)準(zhǔn)化需求對(duì)焊條質(zhì)量進(jìn)行約束，減少熱處理中存在的應(yīng)力松弛問題，提高結(jié)構(gòu)應(yīng)用的效果和整體水平，為石油化工鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)化提供保障。

3 結(jié)束語

總而言之，在石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量控制體系中，要對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行整合，提高控制機(jī)制和質(zhì)量管理措施，確保強(qiáng)度分析符合標(biāo)準(zhǔn)，焊接人員要在規(guī)范操作行為的基礎(chǔ)上，及時(shí)解決相關(guān)問題，優(yōu)化質(zhì)量的同時(shí)，保證處理效果符合標(biāo)準(zhǔn)，為石油化工鋼結(jié)構(gòu)制備的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周張義，李芾，安琪，等.鋼結(jié)構(gòu)焊縫疲勞強(qiáng)度分析技術(shù)的最新進(jìn)展[J].中國鐵道科學(xué)，2014，30（04）：69-75.

[2]劉書麟.焊接工藝對(duì)液壓支架鋼結(jié)構(gòu)焊縫性能的影響[J].電焊機(jī)，2014，44（12）：111-114.

[3]肖立權(quán)，寇玉全，馬海濱，等.大鈍邊焊接工藝在海洋石油鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，33（21）：61-61.

[4]杜濤，崔士起，張秀芹，等.鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷結(jié)果影響因素的介紹[J].四川建筑科學(xué)研究，2015，33（04）：110-112.

[5]李傳金.淺談石油化工鋼結(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量控制[J].石化技術(shù)，

2015，34（04）：126-126.

[6]劉紫陽.基于APDL語言T型接頭雙側(cè)同步焊有限元建模及在鋼結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)中應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[7]王玉利，田質(zhì)棚.鋼結(jié)構(gòu)T形接頭對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè)方法選擇[J].無損檢測(cè)，2014，26（05）：270-272.endprint