石油化工管道焊接工艺与质量控制对策探究

技术交流

来源：发布时间：2017-05-05 10:52:00 点击：1151

　　引言：

　　石油化工管道安装是一项复杂的系统工作，涉及很多施工项目和施工环节，直接关系着石油化工的安全生产。现阶段石油化工管道安装过程中出现了一些的问题，如施工材料质量问题、施工工艺问题、以及不按设计要求施工等，很容易留下安全隐患，因此必须加强安装质量控制，进一步推动石油化工行业的快速发展。

一、影响石油化工管道安装焊接质量的因素

　　（一）焊接工艺

焊接工艺是焊接施工生产的指导，也是焊工操作的直接依据。焊接工艺需要一份或几份焊接工艺评定作为支持，只有在焊评能够覆盖到施工过程中所有的材料和焊接接头形式的情况下，焊接工艺才合法有效。技术人员根据图纸和法规，编制焊接工艺，对施焊人员进行技术交底，内容包括焊材选用，焊接参数，焊接方法，焊前预热，焊后保温，探伤试压等要求，并明确检查点和停止点，质检员以次为依据进行监督检验。焊接工艺是管道安装质量保证的基础，也是关键。

　　（二）焊接人员

焊接人员是影响管道焊接质量的关键因素，是焊接施工过程中的重要一环，因此，所有参与施工的焊接人员，必须经过培训并符合焊接资格项目后，方可进行焊接工作。焊接人员需要严格按照焊接工艺文件进行操作，焊后对焊缝表面质量进行自检，做好焊接记录，并在焊缝附近打下钢印代号，以保证施工质量的可追溯性。另外，定期做好焊接人员的教育和培训工作，提高焊接人员自身水平的素质，也会对提高工程质量起到很好的效果。

　　（三）焊接的条件

在影响管道安装焊接的因素中，焊接条件占有重要的位置。焊接条件主要是指相对湿度、风速和环境温度，以及内在焊接环境、现场作业条件等。从影响管道焊接的各种因素来看，焊接条件最为重要，因此，要想提高管道焊接的质量，应保证焊接条件，使焊接始终处于可控状态，从而保证焊接的质量。

　　（四）焊接材料

由于在采购高压管道焊接过程中，如果没有通过统一的渠道进行采购，使得焊接材料质量千差万别，难以确保材料质量的合格。安装焊接单位没有配备相应的焊接材料库，缺乏一定的材料领用和存储制度，领取材料随意性较大，造成焊接材料管理混乱，无法进行系统、全面的管理。现场焊接材料没有专用的保温设备，大量材料随意丢放，使得焊接材料受潮、破损，对焊接质量造成了严重的影响。剩余材料入库时，没有专人进行检查确认，使得大量合格材料与不合格材料混杂，给材料管理工作带来了一定难度。

　　二、焊接施工前准备的控制

在实施焊接作业前，应当对所需材料、机械、设备进行检查，以保证操作时不出差错。石油天然气管道工程多在江南水网、沙漠、戈壁、黄土高原、高海拔等地区施工，所以应选用可以适应这些环境要求的焊机。开展检查工作，在考察现场后，检查电焊机的性能是否正常、电压和电流是否稳定；对于焊丝、焊条等材料要经过报验程序，核对设计文件后对焊接材料进行抽样检查，经检测合格才可依据说明书的要求使用；保管焊条的仓库要保持干燥、通风，焊条撤掉包装后要烘干再用，使用中需放入保温桶中。

这种方法具有，熔深浅、焊肉薄、热输入低的特点，用于进行壁厚较大的管道焊接。在进行下向焊的过程中，其焊道的层数取三、焊接施工的控制。

　　（一）根焊打底

采用专用的坡口在管道焊接前加工出V型坡口，再使用角磨机对两侧进行除锈，完成了外对口器管线组对后，用电加热带预热。温度达标时则可开始根焊，要保证焊缝均匀焊透，谨防焊穿。具体就组对焊接这一步骤来说，要使用对口器将焊接口固定。在撤离外对口器之前，确保完成根部焊接累计长度不少于管周长的一半，并且根部焊道均匀分布于管口的圆周；操作时还要检查管口组对的错边量，控制管口组对的间隙和焊缝宽度，杜绝割斜口。

　　（二）石油化工管道组管施工的焊接方法

由于石油化工管道的组管施工焊接方法较多，这里以复合型下向焊工艺为例进行说明。所谓复合型下向焊就是指在根焊及热焊时采用下向焊接而在填充焊及盖面焊时采用向上焊接的方法。对于钢管的壁厚，钢管的壁厚越大则焊道的层数就越多。单纯使用下向焊是难以发挥出该方法焊接快速、高效的特点的，为此可采用根焊、热焊进行向下焊，而填充焊与盖面焊采用向上焊的复合方式进行焊接的方法。

　　（三）加强焊接裂纹预防措施

在遇到山区丘陵地段管道焊接作业时，尽量在热焊作业彻底结束之后再调走相应辅助器材，平和应力施加。在严寒冬季施工时，一定要做好焊前预热和焊后保温工序，防止气温过低迅速冷却的碎硬块成分存在。在焊接中，处理钢管对接焊作业时，要准确测量角度，确保间隙大小合适，而不应外力强行拉伸组对。

　　（四）焊接未熔合及预防措施

化工石油管道焊接作业时，经常会出现不同焊道之间，或者母材与焊道之间未能切实熔化结合的问题、熔池金属在作用力下，会产生沟槽汇集，在持续作业中，如果槽壁上液态表面因温度变化而冷凝，后续金属液体温度不足以将凝壁层融化时，便产生了未完全融合现象。未熔合产生的主要原因：首先，焊接电流过小，焊接速度过快、管道金属本质上尚未完全熔化，焊材只是形成表面熔接现象，造成与改造材料的层间未完全熔合现象。其次，在具体作业时，操作不当，使焊条偏心或焊条、焊丝偏于一侧，导致管道侧壁未完全熔合现象、焊接未熔合预防措施：适当调整焊接速度或者把焊接电流加大，确保金属和焊材彻底熔在一起。根据实际情况，科学调整焊枪角度，运条到位，作业时要注意焊接坡口两侧的熔化情况。

　　（五）焊接施工质量控制

机制石油天然气管道焊接施工的质量控制，需要多方面的体制保障，可以从以下几个方面着手。第一，目前我国的管线建设，还没有统一的国家技术标准，在准备焊接施工阶段，技术人员和施工人员应当熟练掌握各个焊接工艺，根据现场情况和技术标准，在设计图的指引下制定出科学的施工方案。第二，建立质量管理方案，并在施工时严格遵守制度规范及工艺规程，责任落实到人，以全面实现施工质量控制。第三，在焊接施工阶段，按照所要求的焊接参数进行焊接，注意焊接电流的大小，因为焊接电流大小对焊条的熔化速度、焊缝内在质量、焊接接头的性能等都有影响作用，电流过大可造成母材金属坡口两侧出现咬边，电流过小则可造成夹渣或未焊透等缺陷。第四，焊接过程中要记录相关的焊接数据，一旦发现问题及时采取措施处理。第五，焊接完成后，应当检查焊缝外观，即检查焊缝的外形尺寸是否适度，过宽、过大或过高，均会导致局部压力过分集中而降低焊接的强度。

　　（六）焊接过程中的有效控制

在进行管道焊接时，应该确保管道的密闭性，不能有“穿堂风”现象出现。通常情况下，坡口宽度较大达到15mm以上时，应该采用多层多道焊接工艺，确保焊接工作有序进行。在进行焊接时，应特别重视收弧操作，需要将整个熔池填满，确保收弧的质量。在多层多道焊接接头时，应该尽可能使其错开，以免发生混淆造成焊接失误。为提升焊接质量，在焊接时需要严格控制其温度，既不能低于规定预热温度的最低值，也不能高于400℃。如果焊接过程意外中断，应及时对焊口进行处理，往往采用热处理或者保温缓冷等方法。

　　三、结束语

　　石油化工管道即由管道元件连接或装配而成在石油化工生产装置及辅助设施中用于输送毒性、可燃与无毒、非可燃性气体/液体介质的管道系统，有着非常苛刻的使用条件和操作环境，其管道系统的复杂性远比以上描述复杂得多。无论关于石油化工管道安装工程的质量管理，还是质量监督，我们需要做的事情、需要关注的问题还多得多。以上仅是笔者把自己做管道安装质量监督工作以来的体会和做质量监督工作的切入点以及巡监检查中逢查必有问题的几个质量关注点做了简明扼要的阐述和汇总，希望与大家一起交流，把石油化工管道安装工程的质量做得更好。