化工行業(yè)管道焊接工程中常見焊接裂紋及處理對策

肖珍新

摘要：針對當(dāng)前化工建設(shè)過程中壓力管道焊接工程質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，對其工程施工中常見問題及處理對策展開研究。在明確化工行業(yè)管道焊接工程基本操作步驟的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有焊接工藝措施、焊接過程中可能出現(xiàn)的焊接裂縫等問題，提出加強(qiáng)對焊接材料的控制、遵守焊接工藝措施、以及重視焊接后處理、完善管道外觀質(zhì)檢工作等處理對策，以期為提高焊接工程質(zhì)量，促進(jìn)化工安全運(yùn)輸提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：化工行業(yè);焊接;處理;問題;工程;管道;

中圖分類號：TQ427.26文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

壓力管道是化工裝置中的重要組成部分，對化工裝置的安全運(yùn)行、企業(yè)安全生產(chǎn)有及其重要的影響，相比一般的公用工程或民用工程中的管道，壓力管道存在壓力高、輸送介質(zhì)危險、運(yùn)行時間長等特征，國家和行業(yè)也對壓力管道的安裝、焊接出臺了不同的、嚴(yán)格的管道安裝或驗收規(guī)范?；毫艿涝偃粘５倪\(yùn)行過程常受到外界干擾因素的影響，容易誘發(fā)安全事故[1]。管道焊接作業(yè)作為管道工程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其焊接的質(zhì)量將直接影響到后續(xù)化工作業(yè)的效率。因此，當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的研究人員針對管道的焊接工程開展了十分深入的研究，并從管道的材料、管道焊接的型式、管道的檢驗和試驗等角度入手，進(jìn)行焊接工藝的評定和焊接工藝指導(dǎo)書的編制，從而編制項目中的壓力管道施工方案，以此種方式，提高行業(yè)的整體生產(chǎn)水平與運(yùn)營質(zhì)量[2]。但由于化工作業(yè)所處環(huán)境較為惡劣，加之人為因素的影響，目前在實際管道焊接工程中仍然存在諸多問題影響著工程本身的質(zhì)量?；谏鲜龉艿篮附庸こ淘诨ば袠I(yè)當(dāng)中的重要性，開展對其常見問題及處理對策的設(shè)計研究。

1化工行業(yè)管道焊接工程操作步驟分析

為了明確在管道焊接過程中存在的問題及原因，針對當(dāng)前常見的化工領(lǐng)域管道焊接常見工程類型的焊接工藝和方法進(jìn)行分析。為了避免出現(xiàn)管道事故對化工產(chǎn)業(yè)造成不利影響，威脅施工人員健康，必須妥善完成焊接前的準(zhǔn)備工作。因此，在第一個步驟中，應(yīng)做好對施工現(xiàn)場焊接設(shè)備的調(diào)試與安全檢查，確保施工現(xiàn)場中不同儀器設(shè)備具有較高的精密度，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)備在投入使用前的試運(yùn)行與測試，確保在焊接工程中，不同儀器與儀表都能在工程實施中處于良好的狀態(tài)[3]。同時，焊接作業(yè)之前，對不同的管道材料、針對不同的作業(yè)環(huán)境，需要結(jié)合焊接工藝指導(dǎo)書，對焊接作業(yè)人員進(jìn)行焊接培訓(xùn)和焊接考試，嚴(yán)格焊接工藝流程，規(guī)范焊接電流、焊接電壓和焊接速度。在焊接工程施工現(xiàn)場，針對各個設(shè)備進(jìn)行控制，在設(shè)備加入到工程中時確保其完好無損，并且具備規(guī)定的調(diào)節(jié)特性。在焊接材料的選擇上，要嚴(yán)格遵守焊接工藝指導(dǎo)書，并對焊接材料進(jìn)行嚴(yán)格的烘烤及保管使其充分符合管道焊接工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。由于不同的化工管道線路的材質(zhì)選擇要求不同，因此需要根據(jù)現(xiàn)場情況對材料進(jìn)行嚴(yán)格把控[4]。第二步，在完成上述所有準(zhǔn)備工作后，開始正式進(jìn)入到焊接環(huán)節(jié)，針對需要進(jìn)行焊接的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位。在定位時焊縫厚度應(yīng)當(dāng)在1.25mm～3.25mm范圍以內(nèi)，并且不得超過原本管道壁厚度的2/3。第三步，進(jìn)行管道的焊接，在確保焊接段完全融合后，輔助使用電弧繼續(xù)進(jìn)行焊接工作，在此過程中應(yīng)注意的是，在焊接的過程中盡量使用氬弧焊一次完成每道焊接縫的焊接，對于薄壁管道，嚴(yán)禁使用電弧焊進(jìn)行焊接作業(yè)。第四步，在完成所有焊接工作后，應(yīng)當(dāng)對焊道表面的熔渣進(jìn)行徹底地清除，并將表面缺陷問題消除，以此完成對管道的焊接。

2化工行業(yè)管道焊接工程中常見問題

2.1 焊接材料引起的問題

在實際施工過程中，焊接裂縫是一種常見的問題，這種問題存在將會嚴(yán)重影響到焊接質(zhì)量。其部分原因是在對焊接材料的預(yù)處理環(huán)節(jié)，如果焊接材料沒有嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行烘干或焊接人員沒有使用焊條保溫桶進(jìn)行攜帶，會導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生大量的水汽，容易造成焊間氣泡和夾渣，也會造成焊接過程中出現(xiàn)裂縫問題;管道在具有腐蝕性介質(zhì)和內(nèi)外部應(yīng)力的作用之下，容易產(chǎn)生延遲裂紋。

2.2 焊件的焊前處理引起的問題

管道焊接工作之前，作業(yè)人員需要嚴(yán)格按照焊接工藝評定進(jìn)行坡口、焊件表面的清理和準(zhǔn)備。

同時，對于合金鋼管道的焊接，需要在焊接之前對焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱處理，并且在焊接過程中，對焊接區(qū)域進(jìn)行輔助加熱，焊接完成后，要采取必要的措施，是焊接熱影響區(qū)域緩慢冷卻，避免產(chǎn)生焊接延遲裂紋

根據(jù)上述對管道焊接工程操作步驟進(jìn)行分析，在結(jié)合實際焊道工程施工工況的基礎(chǔ)上，找出焊接工程施工過程中的常見問題。在實際焊接時，由于焊接操作規(guī)范要求不嚴(yán)謹(jǐn)，因此常常會出現(xiàn)焊接工程技術(shù)指標(biāo)在沒有達(dá)到要求的情況下，開展焊接工作。在這種情況下各項參數(shù)的精度無法達(dá)到實際要求，例如電流的強(qiáng)度不足，焊接角度偏差較大，運(yùn)行速度過快等。上述問題的存在都會造成在焊接過程中出現(xiàn)管道未焊透的問題產(chǎn)生。這種問題存在將會在后續(xù)化工運(yùn)營過程中留下嚴(yán)重的安全隱患。

2.3 焊接后引起的問題

在管道焊接工程施工過程中，熔化的金屬降溫速度極快，在迅速的冷卻過程中，焊縫當(dāng)中產(chǎn)生的氣泡會快速上升，并在管道表面快速凝固，嚴(yán)重影響管道焊接的質(zhì)量。同時，由于焊接工程施工現(xiàn)場環(huán)境惡劣，在低溫、大風(fēng)力的作用下，也會進(jìn)一步加劇氣泡的形成[5]。故此，化工管道焊接后一般應(yīng)該進(jìn)行焊接后處理，主要作用是消除焊接應(yīng)力的程度。

3處理對策

3.1加強(qiáng)對焊接材料的控制

針對上述管道焊接工程中常見的焊接存在裂縫的問題，需要對材料的采購、驗收和使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，確保所有材料都具備完整的合格證明后，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實際焊接工程當(dāng)中。對于檢查中存在的不合格批次產(chǎn)品，需要對其進(jìn)行更換。在材料入庫后，需要為其制作材料卡。將材料帶入到施工現(xiàn)場進(jìn)行管道焊接時，需要對焊條進(jìn)行烘干處理，烘干時間也需要進(jìn)行嚴(yán)格把控。在完成烘干處理后，需要將其存放在保溫桶當(dāng)中，同時在實際焊接工程施工時，一根焊條最多只能夠完成兩次烘干。

3.2嚴(yán)格規(guī)范焊件的處理

在焊接的過程中，應(yīng)當(dāng)完成對坡口間隙大小、錯變量、角度偏移等指標(biāo)參數(shù)的檢查。針對不同材質(zhì)的管道，在焊接時應(yīng)當(dāng)選擇不同的檢查內(nèi)容。例如針對不銹鋼材質(zhì)的管道而言，在施工中應(yīng)當(dāng)針對其充氬情況和預(yù)熱情況進(jìn)行詳細(xì)檢查。除此之外，對于化工行業(yè)而言，其管道焊接過程中的檢查還應(yīng)當(dāng)遵循科學(xué)性和秩序性的原則基礎(chǔ)上，針對各項施工工序進(jìn)行更加嚴(yán)格的控制，確保最終管道焊接的質(zhì)量符合規(guī)定要求。

對于薄壁的管道焊接，其焊接間距一般按照以下圖示進(jìn)行準(zhǔn)備：

在焊接過程中們盡量采用小電流多層焊進(jìn)行焊縫的焊接。管道焊接過程中，焊縫中填充的金屬物越多，焊接電流越大，在焊接部位產(chǎn)生的應(yīng)力越大和集中，并同時會產(chǎn)生焊縫不美觀等問題。填充焊接縫的焊接材料量越少的情況下，焊接縫的成型也較美觀，呈現(xiàn)出很平坦或微微的突起焊接縫。

3.3焊接后處理以消除焊接應(yīng)力

由于化工管道在焊接過程中的焊接殘余應(yīng)力會帶來焊接裂紋的問題，因此應(yīng)該在管道焊接后進(jìn)行消除焊接參與應(yīng)力的措施。

對于合金鋼管道，在焊接完成之后應(yīng)該進(jìn)行局部退火處理，并在室溫環(huán)境中緩慢冷卻。為了防止管道焊接產(chǎn)生的焊高對后續(xù)管道實際運(yùn)輸作業(yè)造成影響，在完成上述處理工作后，還應(yīng)當(dāng)對管道的外觀進(jìn)行嚴(yán)格的打磨。一般管道在焊接之后，需要對焊接縫進(jìn)行打磨，將焊縫打磨光滑。同時還需要查看焊接材料的表面是否存在腐蝕或生銹的現(xiàn)象。針對管道整體厚度和外徑的大小進(jìn)行重點(diǎn)處理。同時，管道焊接后，使用小錘對管道進(jìn)行輕微敲擊，敲擊能使焊接熱影響區(qū)的彈性變形降低，達(dá)到焊接應(yīng)力減低的目的，但是不能對焊縫根部敲擊。針對管道整體質(zhì)量還應(yīng)當(dāng)采取抽樣的方式完成檢查，針對管道的基本性能進(jìn)行全面檢測，一旦發(fā)現(xiàn)管道焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則需要立即采取相應(yīng)的措施解決，從而確保管道整體焊接質(zhì)量，并保證完成焊接后的管道在化工運(yùn)營過程中的正常使用。

3結(jié)束語

綜合本文上述論述，在化工管道的焊接作業(yè)中，只有嚴(yán)格按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行施焊，嚴(yán)格焊接材料的管理、焊接預(yù)處理、以及焊接后處理，才能夠降低管道焊縫裂紋出現(xiàn)的概率。在實際焊接工程施工過程中，除了按照本文上述提出的處理對策解決上述存在的問題外，還應(yīng)當(dāng)通過構(gòu)建合理的質(zhì)量保障機(jī)制，嚴(yán)格制定焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方式，進(jìn)一步促進(jìn)其工程整體質(zhì)量的提升，使管道焊接工程能夠更加高效地進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王義，韓國軍，周文波，等. 孟加拉單點(diǎn)系泊項目海底管道自動焊焊接工藝研究[J]. 石油工程建設(shè)，2021，47（S1）：157-160.

[2]吳闖，賀海波，席晉輝，等. 熱處理對P91鋼管道窄間隙全位置TIG自動焊接頭殘余應(yīng)力的影響[J]. 金屬加工（熱加工），2021（06）：64-67.

[3]梁國儉，姚道玉. 大口徑管道陡坡段坡頂全自動焊接預(yù)制及溜管下溝施工方法[J]. 石油工程建設(shè)，2021，47（05）：61-66.

[4]陸一帆，曹宇，劉川槐，等. T91與TP347H異種鋼焊接蒸汽管道蠕變失效分析[J]. 焊接技術(shù)，2021，50（06）：89-95+108.

[5]廖福金，趙杰，吳疆，等. 油氣管道工程建設(shè)過程中業(yè)主方的焊接質(zhì)量管控[J]. 石油工程建設(shè)，2021，47（04）：81-83.

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