管道焊接工藝與質(zhì)量控制研究分析

李新文

正泰電氣股份有限公司，中國·上海 201614

1 引言

管道是一種承受壓力的設(shè)備。在管道里，尤其是工業(yè)上的管道作為工業(yè)流體輸送管道，管道系統(tǒng)輸送的物質(zhì)一般都具有易燃性、易爆性、有毒性、高溫、深度冷凍、壓力大并且腐蝕性強(qiáng)度大等特點(diǎn)，一旦因?yàn)楣艿辣旧聿牧仙洗嬖趩栴}，結(jié)構(gòu)安裝存在問題或者密閉性存在問題而發(fā)生泄漏事故，則會(huì)引起爆炸事故、中毒事故以及人員身體傷害等事故，情況嚴(yán)重的則會(huì)使人的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成損害，管道的焊接過程是整個(gè)管道系統(tǒng)安裝的關(guān)鍵，而焊接質(zhì)量將直接影響管道輸送物質(zhì)的流動(dòng)速度、腐蝕界面和管道系統(tǒng)運(yùn)行，所以控制管道焊接過程中的質(zhì)量問題是管道安裝工程控制的關(guān)鍵。

2 管道焊接質(zhì)量控制

2.1 焊接工人管理

工人在焊接時(shí)，直接接觸管道，他們的工作態(tài)度和技術(shù)水平將直接關(guān)系到管道焊接縫質(zhì)量的好壞，所以焊接工人的個(gè)人素質(zhì)對(duì)焊接管道的質(zhì)量有著決定性的作用，一個(gè)優(yōu)秀的焊接工人要具備高水平的專業(yè)知識(shí)和扎實(shí)的實(shí)踐操作技能，然而這些技能并不是一朝一夕就能直接獲得的，而是通過不斷地實(shí)踐操作和摸索以及培訓(xùn)才能達(dá)到的，而且最后還需要通過行政部門舉辦的質(zhì)量技術(shù)考試才能取得對(duì)應(yīng)的資格證書。管道安裝企業(yè)應(yīng)該高度重視對(duì)焊接工人的培訓(xùn)以及對(duì)焊接工人檔案的管理，在分配焊接工作時(shí)，針對(duì)不同焊接工人的技術(shù)水平合理安排焊接工作，在工作之余經(jīng)常組織焊接工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)或者焊接員工直接的技術(shù)比試，以促進(jìn)焊接工人的技術(shù)水平提高，并且在工作過程中針對(duì)焊接工人的工作考核設(shè)立獎(jiǎng)罰制度，對(duì)于工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、技術(shù)水平提升快的員工進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于態(tài)度散漫、技術(shù)不達(dá)標(biāo)的員工進(jìn)行罰款或者開除處理，以保證焊接質(zhì)量的良好效果。

2.2 焊接工具管理

管道在焊接的過程中需要使用到弧焊機(jī)、氬弧焊機(jī)、焊條、烘干設(shè)備以及對(duì)于焊縫進(jìn)行熱處理的裝置等，應(yīng)具備完整性、穩(wěn)定性、可靠性這些特征。例如，焊接設(shè)備的電壓流表是否好用，直接影響焊接質(zhì)量。因此，焊接設(shè)備由專人登記、專人管理，在管理的過程中還要對(duì)這些儀表設(shè)備進(jìn)行定期的保養(yǎng)和定期檢驗(yàn)，并做好相應(yīng)記錄，以便后期檢閱。

2.3 焊接材料管理

在管道的焊接過程中直接關(guān)系到焊接質(zhì)量的基本條件除了焊接技術(shù)還有焊接材料，焊接材料質(zhì)量的好壞和使用方式是否正確將直接對(duì)管道的安裝進(jìn)度、工程成本產(chǎn)生重要影響，所以應(yīng)該嚴(yán)格保證焊接材料的質(zhì)量，在平時(shí)的采購過程中要著重把控焊接材料的采購過程、驗(yàn)收過程，對(duì)于采購的焊接材料經(jīng)過仔細(xì)檢查、驗(yàn)收合格后才可以登記入庫。企業(yè)在經(jīng)營管理中應(yīng)設(shè)立專門的存放保管部門，對(duì)于焊接材料的存放環(huán)境，應(yīng)具備保溫、除濕等必備條件，對(duì)于入庫和領(lǐng)用、使用要記錄完整，針對(duì)保管焊接材料而使用的保溫、烘干設(shè)備也要進(jìn)行記錄，以保證設(shè)備上的零件和儀表能夠正常使用，針對(duì)不同的焊條，酸性烘干溫度不能低于200℃，12h的烘干時(shí)間為最佳時(shí)間，堿性時(shí)間不能低于380～420℃，烘干時(shí)間一般在2h左右。在對(duì)焊接材料進(jìn)行烘干時(shí)必須注意的是，要對(duì)焊接材料進(jìn)行計(jì)劃烘烤，烘烤不能超過2次，因此焊接工人在使用焊接材料時(shí)要用保溫簡，防治出現(xiàn)返潮現(xiàn)象，并且每只簡只能領(lǐng)用同一牌號(hào)的焊條，每次領(lǐng)用不得超過5g，在保存簡內(nèi)的停留不能超過4h，防止使用錯(cuò)誤、浪費(fèi)或者重新烘干。管理人員要仔細(xì)填寫保存和使用記錄。而焊絲在使用前要將表面的油污、銹蝕清理干凈，焊絲的保護(hù)提分電度不得低于99.19%，含水量也不能大于50mL/m[1]。

2.4 焊接管道口組隊(duì)

在管道的焊接過程中，要根據(jù)焊接工藝對(duì)焊接坡口進(jìn)行加工處理，要求要對(duì)母材邊坡不少于20mm的區(qū)域進(jìn)行清理，母材內(nèi)外的油污、熔渣、氧化皮等，以及殘污會(huì)直接影響接頭的焊接質(zhì)量，處理過后的母材要保證對(duì)接管內(nèi)章平齊，內(nèi)事錯(cuò)邊量不超過管壁厚度的10%，并且不能超過1.5mm，如果管壁的厚度不一致，那么要按照焊接要求，將管壁厚度打磨到一致的程度，才能進(jìn)行焊接。管道的組隊(duì)定位焊接是保證焊接質(zhì)量、使變壓力管道接頭背面呈現(xiàn)良好焊接口的關(guān)鍵。如果在焊接的過程中坡口的樣式不同，焊接縫隙不相同，鈍邊的大小也不一樣，那么在焊接的過程中會(huì)出現(xiàn)內(nèi)凹、焊瘤、未焊透等問題。在焊接的操作過程中，定位板應(yīng)該處于焊管板角焊縫的同一方向，管件在組隊(duì)時(shí)要放置穩(wěn)定且牢固，以防止在焊接過程中出現(xiàn)變形的情況。使用定位定點(diǎn)焊接方法時(shí)，要選擇和管道相同材質(zhì)的焊接材料并保證前后焊接工藝相同。

2.5 焊接工藝和現(xiàn)場施工焊接管理

在對(duì)管道進(jìn)行施工安裝前，項(xiàng)目技術(shù)管理人員要考察施工現(xiàn)場實(shí)際情況，按照施工要求、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)來焊接施工意見書，在施工前組織工程中各部門技術(shù)工人開會(huì)，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和責(zé)任，以保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)都能做到確切落實(shí)并保證施工工人做到充分了解該部分施工的技術(shù)要求。例如，焊接過程中的材料使用，焊接時(shí)使用的焊接工藝、后熱處理的時(shí)間、對(duì)于焊接材料的保管使用、無損檢測等各種問題。在制定焊接工藝指導(dǎo)書時(shí)，要明確標(biāo)明，焊接管道編號(hào)，針對(duì)不同焊接工藝的管道要分別標(biāo)明清楚，對(duì)于檢測過程中，工藝相同的管道，用相同代號(hào)統(tǒng)一標(biāo)注，在實(shí)際的現(xiàn)場操作過程中，工人完成坡口制作后，經(jīng)由檢驗(yàn)人員確認(rèn)，制作符合規(guī)定后，再進(jìn)行簽字確認(rèn)[2]。在焊接時(shí)，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格參照焊接意見書中的要求進(jìn)行焊接工作，嚴(yán)格遵守制作工序，制作完成后，檢查人員進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，以上操作是保證質(zhì)量的關(guān)鍵程序。

3 焊接完成后進(jìn)行管道測試

3.1 對(duì)外觀進(jìn)行檢測

對(duì)管道外觀的檢測，是為了確定管道外觀是否存在縫隙，尖銳的劃痕等問題，管道的各種組合件、支撐部件在管道的施工過程中的數(shù)量檢驗(yàn)以及管道的加工處理、坡口的處理、組隊(duì)是否符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，管道的檢驗(yàn)結(jié)果一定要符合地方性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家有關(guān)壓力管道的輸送規(guī)范[2]。

3.2 無損檢測

無損檢測是對(duì)管道的焊縫表面和對(duì)管焊縫內(nèi)部的無損檢測，主要是為了檢測管道內(nèi)外的焊接質(zhì)量。焊縫外面的質(zhì)量檢驗(yàn)，這一檢測步驟要在耐壓檢測之前進(jìn)行。合格的焊接縫，表面不能存在氣泡孔、裂縫紋、弧度坑、熔渣等缺陷，在進(jìn)行抽查檢驗(yàn)時(shí)，要使用67抽檢法，來進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，在抽查檢驗(yàn)的過程中，要針對(duì)所有工人所焊焊縫按比例按規(guī)定進(jìn)行檢查，固定管口的抽檢比例為40%，并且不得少于一個(gè)焊口。對(duì)于被抽檢的焊口，要求管道焊接施工方和第三方監(jiān)理方共同選定并記錄焊口編號(hào)，在無損檢測完成后，施工方要在管道施工線路圖上對(duì)已檢測的管道材質(zhì)、管道編號(hào)、已檢測的焊口編號(hào)、焊接工人進(jìn)行記錄，并標(biāo)明檢測方法。檢驗(yàn)人員必須及時(shí)對(duì)無損檢測報(bào)告、67抽檢法底片進(jìn)行查驗(yàn)，如果出現(xiàn)需要返修問題，要嚴(yán)格按照返修工藝并做好飯就行記錄，必須注意的是返修處理必須在進(jìn)行耐壓測試和耐熱處理之前完成[3]。

3.3 管道硬度檢測

關(guān)于管道的硬度檢測方法有很多。例如，有布氏(HB)硬度測定、洛氏(HR)硬度測定、維氏(HV)硬度測定三種檢測方法。對(duì)于那些有熱處理要求的管道焊縫，要對(duì)焊縫和受熱影響區(qū)的硬度值進(jìn)行測試，測試該部分的硬度值是否符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[4]。如果在設(shè)計(jì)的過程中沒有明確標(biāo)明數(shù)值，那么焊接縫和受熱延伸區(qū)的硬度測試數(shù)值不宜大于管道本身硬度的120%，背檢驗(yàn)數(shù)量不能少于需要檢驗(yàn)總數(shù)的1/10，只有保證檢驗(yàn)數(shù)量才能達(dá)到檢驗(yàn)要求，每處檢測不能低于3點(diǎn)，這3點(diǎn)包含焊縫接點(diǎn)、受熱延伸區(qū)、管道主體材料，針對(duì)這3種材料，每一處都要進(jìn)行測試，應(yīng)重新進(jìn)行處理，對(duì)數(shù)值進(jìn)行重新檢測。

3.4 管道壓力檢測

在管道安裝完成后，在通過外觀檢測、熱處理檢測、無損害檢測后，才能進(jìn)行壓力測試，壓力測試是為了檢測管道系統(tǒng)和焊接部分的施工質(zhì)量，保證該管道的強(qiáng)度和空間密閉性，防止管道因?yàn)閺?qiáng)度小發(fā)生斷裂或者因?yàn)槊荛]性弱造成泄漏引起的安全事故。

4 結(jié)語

在管道的施工過程中，工人的焊接技術(shù)是管道安裝中的重要組成部分，對(duì)于焊接質(zhì)量的控制是為了防止不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，間接性地減少了安全事故的發(fā)生，提高了人民財(cái)安全產(chǎn)和生命安全的保障。因此，在管道安裝過程中，所有的工作人員都不能掉以輕心，要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范。