化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量控制方法的探析

劉 鵬

（濱化集團(tuán)股份有限公司，山東 濱州 256600）

隨著我國化工行業(yè)不斷發(fā)展，促進(jìn)了行業(yè)內(nèi)化工設(shè)備需求地增大，由于化工設(shè)備平時的運(yùn)行環(huán)境處于高壓、高溫及腐蝕性區(qū)域狀態(tài)，需要有更嚴(yán)格的手段對設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行管理。在化工設(shè)備的制造過程中，關(guān)鍵部位的焊接工作十分重要，將直接影響著后期使用。當(dāng)前我國化工設(shè)備的焊接環(huán)節(jié)還存在部分問題，因此需要相關(guān)化工設(shè)備制造企業(yè)針對此實(shí)施有效的焊接質(zhì)量控制措施，降低焊接過程中因影響因素導(dǎo)致的質(zhì)量問題下降，全面提升化工行業(yè)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性。

根據(jù)綜合實(shí)際調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化工設(shè)備制造行業(yè)中影響焊接質(zhì)量的因素有許多種，焊縫周邊溫度、焊接中產(chǎn)生的氣體、現(xiàn)場技術(shù)管理程度以及前期準(zhǔn)備工作等。為實(shí)現(xiàn)對于化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量的有效控制，文章從實(shí)際出發(fā)，展開詳細(xì)分析與闡述[1]。

1 影響化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量的因素

1.1 焊接產(chǎn)生的氣體

實(shí)際設(shè)備的制造過程中，受材料、方法以及工藝的限制，焊接會產(chǎn)生不同的氣體，主要為二氧化炭、一氧化碳、氧氣、氫氣、水以及氮?dú)獾龋渲锌赡軙附淤|(zhì)量造成直接影響的是氫氣與氧氣、氮?dú)猓?dāng)氫氣存在焊條或者工件中時，焊接結(jié)束后，金屬表面的溫度會瞬間下降，進(jìn)而促進(jìn)了焊縫金屬中氫原子出現(xiàn)自由擴(kuò)散狀態(tài)，進(jìn)而全部聚集在焊縫處或者是融合線部位，導(dǎo)致冷裂紋出現(xiàn)，最后導(dǎo)致焊接頭的韌性以及塑性的降低[2]。在焊縫中的氧氣主要是以硅酸鹽夾雜物以及氧化亞鐵的狀態(tài)存在，其會降低產(chǎn)品自身塑性、強(qiáng)度及硬度。此外，還會激發(fā)產(chǎn)品本身的熱脆與冷脆現(xiàn)象出現(xiàn)，降低其抗腐蝕性能。焊接金屬處于高溫狀態(tài)時，與氮原子反應(yīng)會形成氮化物，可提升金屬硬度，但塑性會隨之降低[3]。

1.2 焊縫周圍溫度變化

在對化工設(shè)備的焊接過程進(jìn)行詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，焊縫周圍的溫度受其他因素的影響存在急速升高且急速降低的情況，進(jìn)而產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，這種殘余應(yīng)力的出現(xiàn)會導(dǎo)致經(jīng)過焊接的金屬局部出現(xiàn)縱向或者是橫向收縮，進(jìn)而導(dǎo)致焊接處出現(xiàn)裂縫。為避免因溫度急速變化導(dǎo)致的裂縫出現(xiàn)，需要在焊接前就將這一現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)估與計算，從本質(zhì)上進(jìn)行改善，此外還需要將變形方向進(jìn)行估算，進(jìn)而確保焊接質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性[4]。

2 化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量控制方法

作為化工行業(yè)的重要組成部分，化工設(shè)備在企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。介于化工設(shè)備工作環(huán)境的特殊性，設(shè)備狀態(tài)的變化將直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)效益，并且還有可能對企業(yè)員工的人身安全造成威脅?；诖耍M(jìn)行實(shí)際的焊接過程中，將焊接質(zhì)量進(jìn)行控制是工作的重點(diǎn)，進(jìn)而促進(jìn)企業(yè)員工的安全意識，隨后進(jìn)行先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)以及完善監(jiān)督制度的建立，從根本上提升設(shè)備的焊接質(zhì)量，確保后期設(shè)備的穩(wěn)定、高效運(yùn)行[5]。

2.1 準(zhǔn)備焊接工件與設(shè)備

準(zhǔn)備焊接工件與設(shè)備主要是為提升焊接過程中的質(zhì)量做好設(shè)備與焊接工件的準(zhǔn)備工作。工件準(zhǔn)備中，首先要保障前期準(zhǔn)備的工作完成，過程中主要是針對技術(shù)的難易程度來實(shí)現(xiàn)組隊(duì)需求，然后展開針對性的任務(wù)分配。進(jìn)行焊接方案的設(shè)計時，必須要與實(shí)際情況結(jié)合起來，隨后嚴(yán)格進(jìn)行工藝評定。將方案核查進(jìn)一步落實(shí)后，確保焊接工作的嚴(yán)格化實(shí)施與開展，要求涉及到的從業(yè)人員具備從業(yè)資格，專業(yè)水準(zhǔn)符合行業(yè)要求。依據(jù)已確定的工作計算，隨之展開焊接設(shè)備準(zhǔn)備工作，不同的設(shè)備參數(shù)均存在差異性，因此面對此方面需要認(rèn)真對待，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備焊接方案的優(yōu)化。此外，焊接過程中會對參數(shù)的差異性以及電源種類有所重視，進(jìn)而確保焊接質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)化[6]。

2.2 強(qiáng)化材料的選擇和管理

在實(shí)際強(qiáng)化材料的選擇與管理過程中，針對實(shí)際的焊接工作過程中，會大量應(yīng)用焊條及焊絲等材料，此類材料的質(zhì)量會很大程度上影響最終焊接質(zhì)量，所以定期進(jìn)行材料質(zhì)量的檢查工作是很有必要的。相關(guān)人員在開展工作過程中，務(wù)必要注意材料是否受潮，避免出現(xiàn)生銹現(xiàn)象。具體的實(shí)施過程中，為保障焊接質(zhì)量，需要展開有效的材料管理方案，關(guān)注材料的焊接性能，其性質(zhì)將直接影響后期焊接成品是否符合相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格杜絕不符合規(guī)定的材料應(yīng)用在焊接工作中。舉例說明，當(dāng)?shù)谝淮芜x用焊接材料時，前期必須要有針對性地焊接試驗(yàn)為基礎(chǔ)，明確新材料的性能。如果材料中含碳量較多，要多關(guān)注焊接過程中可能出現(xiàn)的氣孔現(xiàn)象，做好應(yīng)對措施，進(jìn)一步提升焊接質(zhì)量[7]。

2.3 檢查確認(rèn)焊接項(xiàng)目

檢查和確認(rèn)焊接項(xiàng)目，焊接以既定的設(shè)計方案以及計劃為原則，展開化工設(shè)備的焊接工作，更好地保障生產(chǎn)質(zhì)量，隨后進(jìn)行設(shè)備的檢查過程中，也可將既定方案進(jìn)行認(rèn)定，展開詳細(xì)檢查。在此過程中，需要按照順序，逐步開展設(shè)備的檢查與確認(rèn)工作，主要檢查對象便是焊縫狀態(tài)、電源以及電弧。其中，焊接部位的針對性檢查屬于檢查工作中的重點(diǎn)，需要詳細(xì)地將其內(nèi)部裂紋進(jìn)行檢查，隨后還要明確其中是否存在未完全焊透的現(xiàn)象。對于設(shè)備的外部檢查時，主要的檢查目標(biāo)便是缺陷、咬邊等，焊接尺寸需要將長度以及高度進(jìn)行關(guān)注，隨后實(shí)現(xiàn)對于整體質(zhì)量的良好把控[8]。

2.4 施工現(xiàn)場技術(shù)管理

所謂的施工現(xiàn)場管理就是以提升焊接質(zhì)量為目的，需要嚴(yán)格的控制施工現(xiàn)場管理工作，設(shè)備制造前期，企業(yè)需要針對技術(shù)人員的綜合素質(zhì)水平進(jìn)行評定，隨后確保焊接工作交由能力較強(qiáng)的焊接人員實(shí)施，隨后將各個焊接環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，進(jìn)一步促進(jìn)焊接工作順利完成。當(dāng)面對重要焊接部位時，實(shí)施專業(yè)人員技能針對性分配很關(guān)鍵，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對技術(shù)人員實(shí)施監(jiān)督與管理工作，將可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行規(guī)避。確保各個環(huán)節(jié)更具專業(yè)性。將其中可能影響化工設(shè)備的安全、性能以及質(zhì)量的各種因素進(jìn)行全面排除，具體的焊接工作過程中，需要專業(yè)的焊接人員實(shí)施此項(xiàng)工作，可及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題進(jìn)行有效解決，將周圍的環(huán)境監(jiān)控進(jìn)行有效強(qiáng)化。在此過程中便可將環(huán)境因素帶來的各種影響進(jìn)行分析，隨后將實(shí)際的施工過程中記錄進(jìn)行分析，后期展開焊接質(zhì)量的追蹤以及責(zé)任落實(shí)時有據(jù)可查[9]。

3 特殊材質(zhì)化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量控制方法

在進(jìn)行化工設(shè)備的質(zhì)量控制中，實(shí)現(xiàn)焊接缺陷的降低，進(jìn)而滿足更高級設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的需求?；诖耍瑢⒃O(shè)備的加工經(jīng)驗(yàn)與人員管理相結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)材料、設(shè)備的優(yōu)化，有效應(yīng)對措施，實(shí)現(xiàn)了焊接技術(shù)與質(zhì)量的預(yù)防與控制。實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)，降低重復(fù)加工概率，降低焊接成本，提升焊接效率，促進(jìn)焊接進(jìn)度。

3.1 焊接特點(diǎn)分析

近年來，特殊材質(zhì)化工設(shè)備大量涌現(xiàn)，鈦制化工設(shè)備便屬于其中代表，對于運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜的鈦制化工設(shè)備來說，過早報廢問題很容易出現(xiàn)，這種問題與鈦制化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量控制不當(dāng)存在一定關(guān)聯(lián)，因此，在進(jìn)行焊接特點(diǎn)分析中本節(jié)將圍繞鈦制化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量控制方法開展深入探討。深入分析可發(fā)現(xiàn)，處于熔融狀態(tài)的鈦材會出現(xiàn)較大的物理、化學(xué)性能變化，在400℃及以上溫度時，大量的氫會被鈦材吸收，韌性的塑性、韌性會受到直接影響，進(jìn)而出現(xiàn)易裂、易碎等問題[10]。

3.2 焊接前準(zhǔn)備工作

焊接前準(zhǔn)備工作主要包括以下內(nèi)容：①坡口處理。在正式焊接開始前，必須仔細(xì)開展坡口處理，以此將附近50mm部位的雜物、雜質(zhì)進(jìn)行清理，鈦材的污物需同時應(yīng)用砂紙或砂輪進(jìn)行清理，以此保證鈦材露出銀白色金屬光澤；②鈦材表面清理。需采用干凈的綢布蘸無水酒精清理鈦材表面，直至綢布不存在污物；③焊絲擦拭。在焊接開始前，焊絲的擦拭也需得到重視，需使用干凈的綢布蘸無水酒精；④焊接的盡快開展。完成上述清理后，鈦制化工設(shè)備焊接需盡可能快地開展，否則空氣雜質(zhì)將引發(fā)污染問題，此時需再次進(jìn)行清理，這會導(dǎo)致焊接效率和質(zhì)量受到影響[11]。

3.3 具體的焊接施工

詳細(xì)的焊接施工要求包括以下內(nèi)容：①保證焊接環(huán)境整潔。需在整潔的焊接環(huán)境下進(jìn)行鈦制化工設(shè)備焊接施工，環(huán)境的風(fēng)速、濕度均需要嚴(yán)格控制，室外焊接需關(guān)注雨雪、低溫天氣的影響；②嚴(yán)控各類要素。具體焊接施工需對各類要素進(jìn)行嚴(yán)格控制，包括焊絲填充高度、鎢極伸出長度，氫極、氧極、氮極的反應(yīng)也需要嚴(yán)格控制，以此規(guī)避焊接接頭塑性降低問題。③充分冷卻。在完成焊接施工后，需以充分冷卻的保護(hù)盒和焊接接頭為依據(jù)，保證焊接接頭溫度在400℃以內(nèi)時開柜，焊接質(zhì)量可由此得到更好保障[12]。

3.4 焊后檢測要點(diǎn)

進(jìn)行焊后檢查時，注意要點(diǎn)分別為：①外觀檢測?？刹捎梅糯箸R或肉眼對焊接完成后的鈦制化工設(shè)備進(jìn)行檢查，以此觀察焊縫表面和焊接接頭缺陷，如發(fā)現(xiàn)顏色呈灰色，則說明焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，如發(fā)現(xiàn)顏色為紫色，則說明存在塑性較差問題，如發(fā)現(xiàn)顏色為藍(lán)色，則說明存在稍微較差的塑性，如發(fā)現(xiàn)顏色為銀白色，則說明焊接質(zhì)量較好，此時無須進(jìn)行處理，表面呈藍(lán)色、紫色的需要針對性開展打磨處理；②著色探傷檢測。具體檢測需基于《壓力容器無損檢測》Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)開展；③X射線探傷檢測。具體檢測基于《壓力容器無損檢測》Ⅲ級標(biāo)準(zhǔn)開展[13]。

4 結(jié)語

在化工的制造行業(yè)中，關(guān)于化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量控制需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及強(qiáng)化材料的選擇和管理、檢查確認(rèn)焊接項(xiàng)目、施工現(xiàn)場技術(shù)管理等內(nèi)容，為其提供了可行性較高的化工設(shè)備制造焊接質(zhì)量控制路徑。為保證化工設(shè)備制造焊接質(zhì)量，先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)、焊接人員的質(zhì)量安全意識培養(yǎng)、監(jiān)督制度的建立健全同樣也需要得到重視。