石油化工管道焊接工藝與質(zhì)量控制策略探析

王 川，張峰銘

(中海油石化工程有限公司 ，山東 青島 266101)

石油化工管道種類多、數(shù)量大、使用工況千差萬(wàn)別，而在越來(lái)越多的管道相接的過(guò)程中，焊接成為了最為重要的工序之一。在壓力管道施工中，焊接技術(shù)會(huì)直接決定了管道的安裝質(zhì)量，從而間接影響著管道使用過(guò)程中介質(zhì)的流量，石油化工管道的使用安全及壽命。本文主要從分析管道焊接工藝、剖析管道焊接中可能產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題，及如何對(duì)焊接產(chǎn)生的問(wèn)題予以控制三方面，對(duì)管道焊接工藝進(jìn)行系統(tǒng)性的討論分析。

1 石油化工管道工程對(duì)焊接設(shè)備的要求

就石油化工管道而言，其作用在于對(duì)石油化工產(chǎn)品等進(jìn)行輸送，以此來(lái)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展?，F(xiàn)階段，我公司管道設(shè)計(jì)施工方面主要涉及到伊拉克脫氣站項(xiàng)目，浙江LNG項(xiàng)目，惠煉二期項(xiàng)目及寧波大榭項(xiàng)目等石油化工及煉油項(xiàng)目。因?yàn)槭突す艿浪?jīng)過(guò)的區(qū)域地形十分復(fù)雜，環(huán)境也極其的惡劣，所以對(duì)焊接設(shè)備提出了極高的要求，表現(xiàn)為焊接設(shè)備需要承受住55℃的高溫以及-20℃的低溫，同時(shí)還要能夠較好的適應(yīng)經(jīng)過(guò)區(qū)域的濕度、海拔以及高壓等，可以更好地防止受到雨水等的侵蝕。此外，焊接設(shè)備應(yīng)具備較好的耐久性，靈活輕便，可以和石油化工管道的直徑和壁厚度的要求相符。

2 石油化工管道焊接工藝

2.1 石油化工管道焊接前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

在整個(gè)管道焊接過(guò)程中，焊接準(zhǔn)備工作十分重要，能夠?yàn)楣艿朗┕べ|(zhì)量以及安全性提供保障，屬于管道施工中不可或缺的一部分。在進(jìn)行準(zhǔn)備工作時(shí)，應(yīng)先對(duì)管道焊接的實(shí)際情況予以全面的了解，并在現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)好工程勘察工作，立足于施工特點(diǎn)和需求對(duì)焊接技術(shù)予以選擇，并結(jié)合工程整體施工方案對(duì)管道焊接操作指導(dǎo)手冊(cè)進(jìn)行建立。其次，就管道焊接方面的相關(guān)材料、設(shè)備以及焊接條等而言，應(yīng)對(duì)其予以仔細(xì)的檢查，保障相關(guān)物品能夠和施工標(biāo)準(zhǔn)相吻合，若焊接材料與施工方案均屬于首次使用，則應(yīng)在使用前對(duì)焊接工藝予以評(píng)定，保障新材料與方式的運(yùn)用，能夠滿足管道焊接施工要求，并結(jié)合焊接工藝內(nèi)容，建立焊接工藝指導(dǎo)卡片，確保管道焊接工作的有序進(jìn)行[1]。

2.2 底層焊接工藝

在開(kāi)展石油化工管道焊接工作的過(guò)程中，底層焊接工藝可以促進(jìn)焊接接頭服務(wù)性能的提升，并增強(qiáng)構(gòu)件焊接質(zhì)量[2]。同時(shí)，在底層焊接工藝中，氬弧焊底層焊接工藝在應(yīng)用方面十分的廣泛。

就底層焊接工藝注意事項(xiàng)和工藝內(nèi)容方面涉及：其一，根據(jù)從下至上的順序，由底部進(jìn)行焊接，直至頂部，并運(yùn)用角磨機(jī)來(lái)促進(jìn)點(diǎn)焊作業(yè)質(zhì)量的提升，增強(qiáng)打磨出坡口適用性；其二，要想防止出現(xiàn)焊穿的情況，需保障焊接縫能夠均勻；其三，在正式進(jìn)行焊接之前，需進(jìn)行試焊工作，對(duì)氬氣純度進(jìn)行檢查，防止產(chǎn)生焊接事故；其四，在正式焊接時(shí)，需對(duì)圍擋的優(yōu)勢(shì)予以正確的運(yùn)用，防止對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響；其五，進(jìn)行氬弧焊底部焊接作業(yè)的過(guò)程中，要想防止出現(xiàn)底部下陷以及頂部?jī)?nèi)陷的情況，相關(guān)工作人員員需通過(guò)角磨機(jī)打磨焊縫焊條，萬(wàn)工作之后再對(duì)質(zhì)量予以全面的檢查。

2.3 中層焊接和蓋面施工環(huán)節(jié)

在進(jìn)行石油化工中層焊接施工環(huán)節(jié)的過(guò)程中，應(yīng)掌控好以下內(nèi)容：其一，密切關(guān)注石油管道清潔度，以免因?yàn)楣艿赖撞亢附庸ぷ髁粝碌臍堅(jiān)?，?duì)中部施工的順利進(jìn)行造成影響；其二，在具體焊接的過(guò)程中，需要保證焊接端點(diǎn)和縫隙關(guān)聯(lián)點(diǎn)間距可以始終超過(guò)0.11cm；其三，保證焊接焊條直徑為3.65cm，焊接焊縫間隙在0.35cm以上，但不超過(guò)0.55cm；其四，開(kāi)展表面基礎(chǔ)焊接作業(yè)時(shí)，需要借助直線類型的運(yùn)條，禁止借助引弧形方式精心焊接；其五，在焊接時(shí)，需重視對(duì)各類雜質(zhì)的及時(shí)清理，并對(duì)焊接質(zhì)量予以反復(fù)檢查；其六，就蓋面焊接而言，在具體焊接中，應(yīng)去確保焊接過(guò)程中蓋面焊接位置收弧與起弧工作的合理性與準(zhǔn)確性，使之能夠和中層環(huán)節(jié)的焊接端點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分離，標(biāo)準(zhǔn)焊接表面的光潤(rùn)度，保證焊接顏色的一致性，保證焊接顏色的自然性；其七，重視對(duì)管道殘?jiān)募皶r(shí)清理，密切關(guān)注保溫關(guān)注，以免管道被侵蝕，確保石油化工管道更加安全、高質(zhì)，并反復(fù)檢查蓋面焊接質(zhì)量，對(duì)質(zhì)量和安全方面的問(wèn)題進(jìn)行探尋，并技術(shù)展開(kāi)維護(hù)，進(jìn)而讓其能夠維持良好的應(yīng)用性，提高管道整體質(zhì)量[3]。

3 化工管道焊接問(wèn)題

3.1 未焊透

在實(shí)際焊接時(shí)，若電流強(qiáng)度不高、焊條角度缺乏準(zhǔn)確性、運(yùn)條運(yùn)行速度過(guò)快等，均可以導(dǎo)致管道無(wú)法被徹底的焊透。

3.2 氣孔

若熔化金屬在降溫方面的速度過(guò)快，迅速的冷卻，那么就可能出現(xiàn)氣泡，焊縫內(nèi)部會(huì)涌出氣泡。同時(shí)，溫度低、風(fēng)力大以及速度快等，均可以造成氣孔問(wèn)題，焊工技術(shù)若不符合理想標(biāo)準(zhǔn)，并且沒(méi)有運(yùn)用正確的焊接技術(shù)、焊接速度過(guò)快以及操作不當(dāng)?shù)?，也?huì)引起焊接氣孔的情況。其次，電弧較短也可能由于氣體外流，或焊條受到濕氣、潮濕因素等的影響出現(xiàn)氣泡。

3.3 裂縫

就焊接裂縫問(wèn)題而言，其屬于影響焊接質(zhì)量的主要原因，選擇焊接材料質(zhì)量較差，其中包含許多的雜質(zhì)成分，那么就可以引起焊接裂縫。尤其是部分雜質(zhì)成本含量較高的鋼材，若焊接操作方式存在錯(cuò)誤的情況，諸如預(yù)熱和退火不及時(shí)等，均可以產(chǎn)生焊縫問(wèn)題。

4 石油化工管道焊接工作質(zhì)量控制

4.1 構(gòu)建質(zhì)量保證系統(tǒng)

在開(kāi)展焊接石油化工管道時(shí)，要想確保管道焊接質(zhì)量，需要將科學(xué)的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建立起來(lái)。同時(shí)，相關(guān)焊接工作人和焊接機(jī)構(gòu)在實(shí)際作業(yè)的過(guò)程中，也需要將質(zhì)量放在首位。對(duì)此，在焊接時(shí)，首先要建立科學(xué)的計(jì)劃與目標(biāo)，并將其作為基礎(chǔ)來(lái)開(kāi)展焊接作業(yè)，作業(yè)完成之后，還需要認(rèn)真檢查管道質(zhì)量，使焊接的環(huán)保性得到保證。除此之外，保證焊接形式、技術(shù)和材料等的實(shí)際應(yīng)用型。在具體運(yùn)用時(shí)，需要積極優(yōu)化缺乏不合理之處。

在開(kāi)展石油化工管道焊接工作的過(guò)程中，為了使管道焊接質(zhì)量得到保證，首先應(yīng)建立健全質(zhì)量保證體系，構(gòu)建科學(xué)合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，焊接工作人員以及焊接機(jī)構(gòu)在開(kāi)展焊接工作的過(guò)程中，要始終遵循質(zhì)量為首的原則開(kāi)展焊接工作。在實(shí)際焊接的過(guò)程中，需要將合理的目標(biāo)和計(jì)劃制定出來(lái)，立足于此，開(kāi)展實(shí)際焊接工作，完成焊接工作后，要全面檢查石油化工管道的質(zhì)量，可以使用對(duì)分層次不理的焊接質(zhì)量檢測(cè)方法展開(kāi)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題第一時(shí)間解決，并使焊接的環(huán)保性得到保證。其次，應(yīng)保證焊接技術(shù)、形式和材料等的實(shí)際應(yīng)用性。在實(shí)際應(yīng)用中，第一時(shí)間完善和優(yōu)化缺乏不合理之處。石油化工管道焊接質(zhì)量檢測(cè)示意圖如圖1。

圖1 石油化工管道焊接質(zhì)量檢測(cè)示意圖

4.2 加強(qiáng)對(duì)焊接材料的控制

對(duì)石油化工管道予以焊接時(shí)，焊接材料質(zhì)量在一定程度上決定了焊接質(zhì)量，并且材料的選擇與運(yùn)用，也會(huì)對(duì)管道焊接成本產(chǎn)生影響。因此，施工單位要想促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，就需要對(duì)焊機(jī)材料予以科學(xué)的控制，可利用以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：其一，科學(xué)控制材料的采購(gòu)、驗(yàn)收、存儲(chǔ)和使用。諸如，焊接材料需要用合格證明來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，確保材料化學(xué)成分與機(jī)械性能等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足要求；其二，多檢查后發(fā)現(xiàn)焊接材料存在不合格的情況，需及時(shí)對(duì)其予以更換。并且，還應(yīng)在焊接現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建等級(jí)庫(kù)，根據(jù)等級(jí)來(lái)對(duì)材料進(jìn)行存放，并科學(xué)控制庫(kù)內(nèi)的濕度以及溫度。入庫(kù)之前應(yīng)制作材料卡，結(jié)合規(guī)格以及類型來(lái)進(jìn)行分區(qū)保管；其三，在實(shí)際使用前，需烘干焊條，并對(duì)烘干時(shí)間以及狀態(tài)等予以記錄。烘干完成之后，需將其保存在保溫桶之中。需要注意的是，一根焊條最多只能夠烘干兩次。

4.3 增加對(duì)焊接工作人員的關(guān)注度

在焊接工作中質(zhì)量檢測(cè)人員和焊接技術(shù)人員占據(jù)著極為重要的位置。當(dāng)前，石油化工管道在焊接方面主要采用的是手工方式，在開(kāi)展焊接工作的過(guò)程中，焊機(jī)技術(shù)人員和質(zhì)量檢測(cè)人員直接影響著管道的質(zhì)量與安全[4]。對(duì)此，要想促進(jìn)石油焊接工作的有序進(jìn)行，并保障管理質(zhì)量以及應(yīng)用效果，需加強(qiáng)對(duì)焊接技術(shù)人員以及質(zhì)量檢測(cè)人員的重視。在具體的工作過(guò)程中，應(yīng)構(gòu)建科學(xué)的技術(shù)與專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)體系，針對(duì)缺乏工作經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)人員，落實(shí)好崗前教育培訓(xùn)工作，進(jìn)而促進(jìn)其工作能力的提升，但需要在順利通過(guò)考核之后才可以上崗。就在職工作人員，應(yīng)不定期對(duì)其開(kāi)展培訓(xùn)，使之能夠更加熟練的掌握焊接工作。另外，就焊接質(zhì)量檢測(cè)人員而言，除了需要具備豐富的檢測(cè)知識(shí)之外，還應(yīng)熟練掌握相關(guān)的操作技能，確保檢測(cè)工作的有序開(kāi)展。針對(duì)焊接細(xì)小部分以及薄弱環(huán)節(jié)之中的檢測(cè)人員，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其的培訓(xùn)工作，促進(jìn)質(zhì)量檢測(cè)有效性以及質(zhì)量的提升，并增強(qiáng)石油化工管道安全性。

4.4 加強(qiáng)管理焊接設(shè)備和控制工藝質(zhì)量

科學(xué)系統(tǒng)的焊接質(zhì)量管理制度，可確保石油化工管理在焊接方面的質(zhì)量，對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位進(jìn)行檢驗(yàn)，深入發(fā)掘存在的問(wèn)題，進(jìn)而在第一時(shí)間進(jìn)行解決，防止危險(xiǎn)故事的出現(xiàn)。其次，需明確質(zhì)量管理的具體責(zé)任，完善質(zhì)量檢測(cè)結(jié)構(gòu)，通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)管道焊接質(zhì)量予以全面的檢驗(yàn)。焊接人員在開(kāi)展工作的過(guò)程中，需嚴(yán)格遵循操作流程，并對(duì)管道焊接焊材環(huán)境予以勘測(cè)，防止氣候原因?qū)附淤|(zhì)量產(chǎn)生影響，并確保施工環(huán)境的安全性。焊接設(shè)備在質(zhì)量與性能方面和管道焊接質(zhì)量之間存在著緊密的聯(lián)系，在開(kāi)展焊接工作的過(guò)程中，需降低設(shè)備故障對(duì)施工質(zhì)量的影響，并正確使用角磨機(jī)等相關(guān)設(shè)備，增強(qiáng)設(shè)備操作流程的科學(xué)性以及焊接設(shè)備的可靠性。

其次，在開(kāi)展焊接工作前，應(yīng)對(duì)焊接工藝進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)判，結(jié)合評(píng)判報(bào)告的具體要求，對(duì)焊接工作進(jìn)行正確的指導(dǎo)，并通過(guò)相關(guān)焊接技術(shù)與方式來(lái)完成工作，建立焊接方案以及施工計(jì)劃，進(jìn)而增強(qiáng)焊接工作的有效性。同時(shí)，在具體的焊接工作中，可通過(guò)工藝卡來(lái)完成相關(guān)工作，對(duì)不同環(huán)節(jié)之中產(chǎn)生的焊接數(shù)據(jù)予以詳細(xì)的記錄，以便于日后維護(hù)。完成各環(huán)節(jié)焊接工作之后，要進(jìn)行二次質(zhì)量檢測(cè)，管理和控制不同的設(shè)備，提高焊接工作的工作效率。

4.5 焊接過(guò)程的檢查

在對(duì)焊接材料進(jìn)行檢查的過(guò)程中，需將重點(diǎn)放在焊條藥皮是否牢固、焊絲是否整潔以及焊接前是否烘烤等方面。對(duì)此，管道焊接組在工作前應(yīng)對(duì)組對(duì)的坡口間隙、錯(cuò)邊量、角度和管道直線度、法蘭以及彎頭等配件進(jìn)行檢查，是否清理干凈坡口兩側(cè)20mm范圍之中的水跡、油污以及鐵銹等，進(jìn)而讓組對(duì)焊接作業(yè)條件能夠和設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范等要求相符，同時(shí)針對(duì)不銹鋼管道和鉻鉬鋼管道等，需檢查充氬和預(yù)熱等措施。其次，在具體的石油化工管道焊接工作中，應(yīng)秉承科學(xué)的工序與流程來(lái)開(kāi)展作業(yè)，并對(duì)施工工序進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，確保施工質(zhì)量能夠滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)焊接設(shè)備和施工焊接換，對(duì)施工焊接中的溫度、風(fēng)速和濕度等進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)。另外，在施工前，還應(yīng)科學(xué)的控制與管理施工過(guò)程中的相關(guān)工序與內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，檢查施工工藝是否符合標(biāo)準(zhǔn)，比如層間溫度、焊接電流是否達(dá)到規(guī)定的需要。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，石油化工為社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供了重要?jiǎng)恿ΑＪ凸艿朗勾_保安全輸送石油化工產(chǎn)品的重要媒介，使管道焊接質(zhì)量得到有效控制，將石油化工產(chǎn)品在實(shí)際輸送過(guò)程中存在的不安全因素有效減少，有序開(kāi)展石油化工生產(chǎn)。因此，就管道焊接而言，需要立足于科學(xué)的管道焊接工藝，在管道焊接中要重視控制好焊接質(zhì)量，借助各種手段促進(jìn)管道焊接質(zhì)量有效提高。