石油石化工藝管道常見焊接質(zhì)量缺陷控制

裴先峰 丁自力 慕香奎 白玉

摘要：本文針對(duì)石化工藝管道常見的焊接質(zhì)量缺陷進(jìn)行簡述，進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上分析導(dǎo)致這些缺陷出現(xiàn)的原因，最后一部分主要結(jié)合這些內(nèi)容提出了具體的焊接質(zhì)量控制辦法。

關(guān)鍵詞：石化工藝管道；焊接；缺陷

1 導(dǎo)致上述缺陷出現(xiàn)的原因

1.1 焊縫未焊透

在石化工藝管道焊接過程中，母材與母材之間、母材與融敷金屬之間局部未熔合的現(xiàn)象都屬于焊縫未焊透問題。將其分類，主要包含根部未焊透、邊緣未融合、層間未融合等。在這一類問題的影響之下，未焊透部位的缺口及末端將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，長時(shí)間作用將出現(xiàn)裂縫，影響到相關(guān)裝置或設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電流強(qiáng)度不足，運(yùn)條速度過快；焊縫坡口對(duì)口不正確；焊條角度不正確或電弧偏吹等都將導(dǎo)致未焊透問題出現(xiàn)。

1.2 焊瘤

從定義上來說，焊瘤主要是指融化的金屬流淌到焊縫以外的母材上。焊瘤處將會(huì)形成應(yīng)力集中，同時(shí)可能伴生未熔合、裂縫等問題，直接產(chǎn)生對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響。除此之外，若焊瘤出現(xiàn)于管道內(nèi)部，管道內(nèi)流體的有效流通截面將會(huì)因此而降低，嚴(yán)重情況下就會(huì)出現(xiàn)物料堵塞的問題。對(duì)于導(dǎo)致焊瘤出現(xiàn)的原因來說，焊縫坡口邊緣臟污沒有得到有效清理、焊接電流過大，導(dǎo)致焊條融化時(shí)間與母材融化時(shí)間不相符、焊接速度過快等都有可能導(dǎo)致管道焊接過程中出現(xiàn)焊瘤問題。

1.3 咬邊

一般情況下，石化工藝管道焊接咬邊深度不能超過0.5mm，連續(xù)長度不能超過100mm，兩側(cè)咬邊總長度不能超過焊縫總長度的10%。對(duì)于高壓容器、高壓管道等核心結(jié)構(gòu)來說，焊接過程中則不能出現(xiàn)咬邊問題。若焊縫咬邊不符合上述規(guī)范要求，那么基本金屬的有效工作截面將會(huì)因此而減少，咬邊處將會(huì)形成應(yīng)力集中，這些狀況都有可能影響到相關(guān)結(jié)構(gòu)或裝置的安全性。從造成此類焊接缺陷的原因來說，熔接電流過大、電弧過長、焊條角度不正確等都會(huì)導(dǎo)致此類問題出現(xiàn)。

2 控制辦法

2.1 手工電弧焊接和焊接打底

石油化工管道焊接包括手工電弧焊接、藥芯焊絲半自動(dòng)焊接和全自動(dòng)焊接是最常用的3種焊接方式。其中，手工電弧焊接方式由于焊接門檻低和整體操作方式靈活簡單，已經(jīng)在諸多不同的地區(qū)和施工現(xiàn)場被廣泛應(yīng)用，是目前我國石油化工管道焊接過程中最重要的焊接方式。其次，在焊接過程中，還要重視打底工作。所謂打底，是以從底部到頂部進(jìn)行點(diǎn)焊為基礎(chǔ)，再進(jìn)行打磨和拋光，并在拋光結(jié)束時(shí)打磨出斜口。進(jìn)行氬弧打底時(shí)，要先對(duì)氬氣進(jìn)行檢測，查看其中是否存在雜質(zhì)，之后再選擇試板對(duì)焊接時(shí)的使用板具進(jìn)行維護(hù)，避免焊接過程受到外界因素的影響，保證焊接質(zhì)量。

2.2 加強(qiáng)事前控制

開展石油化工管道焊接作業(yè)時(shí)，對(duì)于質(zhì)量的把控，要注重加強(qiáng)事前控制。具體措施如下：①做好母材和焊接材料的檢查以及驗(yàn)收。使用的母材要具有質(zhì)量證明文件，同時(shí)要按照使用標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收，保證使用的母材能夠達(dá)到石油化工管道工程的要求。除此之外，焊接材料也必須要達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)材料的包裝以及包裝標(biāo)記必須要完好，沒有破損以及受潮等情況，保證標(biāo)記的完整性和清晰度。②檢查焊接用的氣體質(zhì)量。在石油化工管道焊接作業(yè)中，使用的氣體必須要符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。使用的氬氣，純度必須要大于99.99%；若瓶裝壓力小于0.5MPa，則不可以使用。使用的二氧化碳?xì)怏w，純度必須要大于99.9%；若若瓶裝壓力小于0.98MPa，則不可以使用。

2.3 加強(qiáng)材料檢驗(yàn)和施工工藝的控制

1985年，某金陵石化公司的南京煉油廠的半成品車間的球罐區(qū)內(nèi)，某倒油線的對(duì)焊法蘭頸部發(fā)生橫向斷裂，導(dǎo)致大量液化氣從內(nèi)部泄漏而出，整個(gè)泄漏時(shí)間長達(dá)3h，期間共損失54.56t液化氣。此次事故是由于法蘭選材不當(dāng)造成的。管線采用的是規(guī)格為DN200的碳鋼，而法蘭規(guī)格是ND200，材質(zhì)是Cr5Mo，并且焊接時(shí)未采用過渡焊條。法蘭頸部本身存在1道0.5mm深的機(jī)械劃痕，本體硬度高達(dá)布氏340N/mm2，整體超標(biāo)1倍。在長期高壓工作狀態(tài)下，機(jī)械劃痕處越來越薄弱，之后形成了穿透性的裂紋。裂紋在不斷擴(kuò)張過程中，形成1條較深的裂紋。造成此次事故的根本原因是當(dāng)班的操作工班長長期脫崗不巡檢，造成球罐區(qū)長期處于無人管理的狀態(tài)。期間，雖然再三接到減壓工人報(bào)告瓦斯氣味大的報(bào)告，但沒有引起足夠的重視，最后導(dǎo)致引發(fā)事故，造成液化氣的大量滲漏。在針對(duì)石油化工管道的焊接工藝進(jìn)行質(zhì)量控制的過程中，尤其要重視對(duì)其焊接質(zhì)量的控制，并加強(qiáng)對(duì)人員自身素質(zhì)的控制。一方面，要挑選具有相關(guān)專業(yè)技能和知識(shí)的工作人員，并在施工過程中加強(qiáng)對(duì)容易出現(xiàn)的問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的檢查，以便在工作過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。另外一方面，在檢驗(yàn)過程中，要秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)已經(jīng)完成的工作也要做好維護(hù)和檢修工作。施工前，要對(duì)整體焊接工藝進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)定，并最終根據(jù)評(píng)定結(jié)果出具相關(guān)工藝指導(dǎo)書。技術(shù)人員也要結(jié)合工程評(píng)定報(bào)告和實(shí)際情況選擇合理的焊接施工方案，對(duì)焊接材料和焊接工藝進(jìn)行驗(yàn)收，從而確保其符合整體工程要求。在施工過程中，要對(duì)施工過程的詳細(xì)信息進(jìn)行記錄，從而為維護(hù)和檢修工作提供依據(jù)。

2.4 避免弧疤出現(xiàn)的處理方法

對(duì)于弧疤缺陷的處理和預(yù)防辦法應(yīng)包含以下內(nèi)容：（1）焊接人員應(yīng)熟練掌握相關(guān)焊接規(guī)范，并結(jié)合這些內(nèi)容對(duì)焊接電流、焊接方式、焊接速度等進(jìn)行選擇。在焊接前對(duì)焊接電纜、接地線等的絕緣情況進(jìn)行檢查，及時(shí)處理破損位置。（2）在實(shí)際焊接過程中，焊接人員應(yīng)嚴(yán)格避免在坡口以外的工件上隨意引弧，若需要暫時(shí)中斷焊接，那么則應(yīng)將焊鉗放置于絕緣木板上或直接掛起，切斷焊接電源。（3）若已經(jīng)有電弧擦傷等問題出現(xiàn)，焊接人員應(yīng)及時(shí)采用砂輪機(jī)打磨，對(duì)于打磨處理后出現(xiàn)的凹坑則可以進(jìn)行補(bǔ)焊處理。

2.5 加強(qiáng)對(duì)人員的全方位管理

某煉油廠的原油罐區(qū)發(fā)生了一起重大火災(zāi)事故，當(dāng)?shù)叵啦块T先后出動(dòng)超過40輛消防車和超過400名消防隊(duì)員最終將火勢(shì)控制住，整個(gè)過程為14h。這次大火共燒掉原油、蠟油和污油5042t，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1.35×106元。造成此次事故的主要原因是施工人員施工安全意識(shí)不夠。事前，油品車間和安全管理部門多次向廠領(lǐng)導(dǎo)反映蠟油的溫度已經(jīng)接近160℃，但管理人員沒有采取有效措施。

3 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)石化工藝管道常見的焊接質(zhì)量缺陷及導(dǎo)致這些缺陷出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，本文主要針對(duì)焊縫外形尺寸不符合規(guī)范、焊縫咬邊問題、焊瘤、弧疤等焊接質(zhì)量缺陷的預(yù)防和處理辦法做了深入探討。相關(guān)單位應(yīng)進(jìn)一步重視石化工藝管道的焊接工作，從常見的幾種焊接質(zhì)量缺陷入手，制定好預(yù)防措施，引導(dǎo)焊接人員參考本文的建議，依據(jù)現(xiàn)有焊接施工規(guī)范完成管道焊接工作，從根本上避免安全問題或質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)

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