油氣管道焊接工藝及焊接質(zhì)控對(duì)策研究

摘要：在油氣管道建設(shè)中，其采用的焊接工藝主要有手工、全自動(dòng)、低氫焊條等下向焊工藝類型以及組合焊接工藝等，在焊接方面多使用半自動(dòng)焊方法和焊條電弧焊方法。文章對(duì)油氣管道焊接施工特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對(duì)油氣管道焊接工藝及焊接質(zhì)控對(duì)策做出了相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：油氣管道；焊接工藝；焊接質(zhì)控；自動(dòng)焊接；質(zhì)控體系 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TE973 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.032

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，油氣管道建設(shè)中的用鋼管強(qiáng)度等級(jí)、管道直徑、管道壁厚度以及管道輸送承受的壓力等都在持續(xù)不斷地更新升級(jí)，這些因素對(duì)管道現(xiàn)場焊接工藝和焊接質(zhì)控提高了要求。油氣管道的連接主要依靠焊接工藝來實(shí)現(xiàn)，從手工焊接過渡到自動(dòng)焊接在一定程度上推動(dòng)了油氣管道的快速發(fā)展，有利于突破制約管道發(fā)展的瓶頸。近年來的管道自動(dòng)焊接技術(shù)以其自動(dòng)化程度高、焊接外觀良好、焊接速度快、人工勞動(dòng)強(qiáng)度下降以及焊接合格率較高等為油氣管道焊接工藝的精進(jìn)提供了有利條件，并在油氣管道領(lǐng)域得到廣泛推廣與應(yīng)用。現(xiàn)今油氣管道焊接發(fā)展進(jìn)程中，通過應(yīng)用實(shí)踐表明氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)能夠推動(dòng)油氣管道建設(shè)事業(yè)，利于保障油氣管道的順暢工作。

1 油氣管道焊接施工特點(diǎn)

油氣管道在焊接施工過程中呈現(xiàn)出較為明顯的特點(diǎn)：首先其管材鋼級(jí)的跨度較大，在規(guī)格上種類較多，鋼級(jí)、管徑、壁厚等方面等級(jí)跨度不等，規(guī)格型號(hào)有較大的選擇空間。其次在施工過程中焊材品種齊全、等級(jí)跨度較大、多種規(guī)格，焊條、焊絲等類型多樣，其力學(xué)上的等級(jí)跨度應(yīng)與管材鋼級(jí)一致；但在焊條規(guī)格上大多為3.2mm和4.0mm，焊絲規(guī)格則有選擇余地。再次焊接方法多樣，焊接工藝較為復(fù)雜，隨著先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，逐漸使焊接方法傾向于自動(dòng)化方向，而焊接工藝?yán)碚撝R(shí)較為豐富，常用的焊接作業(yè)規(guī)程類型較為繁多。最后焊接施工作業(yè)主要展現(xiàn)出其較強(qiáng)的流動(dòng)性，對(duì)于焊接工藝的順序性要求較高，給確保焊接質(zhì)量控制帶來挑戰(zhàn)，并且油氣管道施工現(xiàn)場地形地貌起伏明顯，將會(huì)影響到管口組對(duì)和焊接質(zhì)量，更有甚者在野外作業(yè)時(shí)遇到風(fēng)、雨、雪等自然環(huán)境變化，將會(huì)為焊接工藝的施展和焊接質(zhì)控帶來不利影響。

2 油氣管道焊接工藝

2.1 手工下向焊

傳統(tǒng)的手工下向焊焊接工藝主要有四大工序，根據(jù)焊接的順序依次進(jìn)行根焊、熱焊、填充焊、蓋面焊等工序。在進(jìn)行根焊操作時(shí)多采用直拉式運(yùn)條，若存在熔孔長、間隙大的情況，為規(guī)避高溫?zé)┑娘L(fēng)險(xiǎn)可使用往返運(yùn)條；熱焊則是利用熱量的輸入保障焊道的溫度，防止開裂現(xiàn)象；填充焊則是以單道或多道方式對(duì)焊層厚度、運(yùn)條擺動(dòng)方向進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)焊道低于坡口0.6mm的標(biāo)準(zhǔn)，完成焊接操作；蓋面焊主要促進(jìn)焊道的堅(jiān)固美觀，多用擺動(dòng)焊接方法。

2.2 全自動(dòng)向下焊

全自動(dòng)向下焊焊接工藝主要以電弧為主要熱源，對(duì)管道中的焊絲、鋼管等進(jìn)行熔化，并且還具有隔離有毒氣體的效果，以便保障焊接區(qū)保護(hù)氣體的輸送正常。油氣管道中采用全自動(dòng)向下焊焊接工藝有利于保障焊接區(qū)的保護(hù)氣體供應(yīng)充足，還能進(jìn)行觀察工作，以保證焊接區(qū)較高的生產(chǎn)效率，其操作難度相對(duì)而言較低，利于油氣管道工作人員對(duì)其焊接質(zhì)控操作。

2.3 組合焊

組合焊焊接工藝主要應(yīng)用在環(huán)縫焊接操作中，為了實(shí)現(xiàn)較好的焊接效果，常會(huì)采用多種焊接方法進(jìn)行焊接施工操作。根焊和熱焊在一般情況下主要采取纖維素焊條下向焊；而蓋面焊、填充焊多與其相反，在有效控制壁厚的情況下選擇上向焊；管道口焊接區(qū)則常用下向焊焊接工藝。當(dāng)出現(xiàn)管道壁厚超過17mm，需將上向焊和下向焊相互結(jié)合運(yùn)用，以保障焊接質(zhì)量，進(jìn)而在一定程度上降低施工操作的難度。

2.4 低氫焊條下向焊

低氫焊條下向焊焊接工藝如其名稱一般在選擇焊條時(shí)需采用低氫類型，將焊縫熔合金屬的含氫量有效保證其在每百克4.9mL以內(nèi)，并且采用該焊接工藝將能防止管道斷裂問題的頻繁出現(xiàn)，其低溫韌性較其他焊接工藝強(qiáng)。若焊接區(qū)現(xiàn)場處于易受氧化硫腐蝕或氣溫低的環(huán)境，將可首先采用該焊接工藝。在根焊焊接方式過程中焊口組對(duì)、坡口尺寸精度均決定性地選擇低氫焊條，以避免纖維素焊條的未焊透、未融合以及內(nèi)咬邊等隱患出現(xiàn)。但低氫焊條下向焊焊接工藝不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)油氣管道焊接操作的實(shí)踐過程中，只應(yīng)用在特殊場合以及較為需要的焊接施工步驟。

3 油氣管道焊接質(zhì)控對(duì)策

3.1 建立完善的質(zhì)控體系

引導(dǎo)焊接技術(shù)人員重視焊接工作需促使其樹立質(zhì)量第一，兼顧工作效率的理念，完善的質(zhì)控體系將能保障施工人員采用科學(xué)、合理的工作方法，嚴(yán)格管理、控制焊材、焊接技術(shù)以及焊接設(shè)備的質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理不合理現(xiàn)象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好準(zhǔn)備工作，包括焊接口檢查、焊接前預(yù)熱等，同時(shí)還應(yīng)在正式施工之后，嚴(yán)格按照企業(yè)制定的焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及制度性規(guī)定進(jìn)行操作。結(jié)合焊接工作實(shí)際需求及現(xiàn)實(shí)情況，嚴(yán)格踐行質(zhì)量保障體系及質(zhì)量控制機(jī)制，并對(duì)于焊接材料、焊接設(shè)備等相關(guān)的焊接工作重要組成部分進(jìn)行常規(guī)檢查，以確保其符合相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 嚴(yán)格審查焊接工作人員的資質(zhì)

當(dāng)前焊接技術(shù)傾向于自動(dòng)化方向，但在管道焊接工藝上仍然要依賴人工操作，故而焊接質(zhì)量將會(huì)受到焊接技術(shù)人員專業(yè)能力和技術(shù)水平的制約。為了提高焊接質(zhì)控水平需嚴(yán)格審查焊接工作人員的資質(zhì)，并對(duì)現(xiàn)有的施工人員予以強(qiáng)化培訓(xùn)，從施工主體上進(jìn)行焊接質(zhì)控把關(guān)。焊接工作若處于野外作業(yè)，需采取防風(fēng)棚或保溫棚，若周圍氣溫低于零下20℃需采取小流水作業(yè)方式，這種情形的存在將會(huì)為焊接工作帶來一定的難度，需要焊接工作人員具有較強(qiáng)的專業(yè)技能才能符合焊接質(zhì)控要求，因而嚴(yán)格審查焊接工作人員的資質(zhì)具有現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 重視質(zhì)控操作及焊接設(shè)備管理

焊接施工完成后需嚴(yán)格其后期質(zhì)量檢驗(yàn)工作，檢驗(yàn)人員應(yīng)具備相應(yīng)的檢驗(yàn)技能和專業(yè)化知識(shí)，對(duì)易出問題部位和關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以仔細(xì)檢查，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期完成焊接施工質(zhì)量檢驗(yàn)，其促進(jìn)油氣管道的維修工作效率提升。重視質(zhì)控操作不僅需要加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)工作關(guān)，還應(yīng)有效控制焊接工藝，這就需要在焊接施工之前合理評(píng)定焊接工藝，進(jìn)而依據(jù)油氣管道現(xiàn)狀，選擇出較為科學(xué)、合理的技術(shù)方案，以求滿足相關(guān)過程設(shè)計(jì)的需求。焊接設(shè)備作為焊接工藝實(shí)施載體，對(duì)焊接質(zhì)量有著直接影響，因而在施工之前需嚴(yán)格管理焊接設(shè)備，全面檢測焊接設(shè)備，以確保焊接質(zhì)控水平。

4 結(jié)語

在油氣管道焊接實(shí)踐中，焊接工藝及焊接質(zhì)控受到社會(huì)各界普遍關(guān)注，當(dāng)前我國主要采用半自動(dòng)焊方法，較為依賴人工焊接工藝，但是全自動(dòng)焊將是未來油氣管

道焊接方法的發(fā)展方向，將會(huì)有效提高焊接質(zhì)控水平。

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作者簡介：韋菊彬（1986-），瑤族，廣西人，廣西廣匯低溫設(shè)備有限公司助理工程師，研究方向：焊接工藝。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint