管道焊接工藝技術(shù)及質(zhì)量控制措施探討

【文章摘要】
隨著石油用量的不斷增多，石油管道的投入和數(shù)量逐漸的擴(kuò)大，石油管道的焊接慢慢體現(xiàn)其舉足輕重的作用。石油管道的需求要求管道的焊接水平也要跟上需要，因此，提高石油管道的焊接技術(shù)水平尤為關(guān)鍵。本文主要對(duì)石油站管道的焊接工藝及質(zhì)量控制方法進(jìn)行了簡要分析。
【關(guān)鍵詞】
油田；管道焊接技術(shù)；質(zhì)量控制；措施
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國化工建設(shè)也在發(fā)生著日新月異的變化，工藝管道焊接技術(shù)也取得了長足進(jìn)步。尤其是智能化工藝焊接技術(shù)問世以后，工藝管道焊接發(fā)展具備了堅(jiān)實(shí)的科技基礎(chǔ)，手工焊接―半自動(dòng)化焊接―全自動(dòng)化焊接。目前在全世界范圍內(nèi)，油氣管道施工焊接上，應(yīng)用較廣泛的是氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)。在今天，工藝管道焊接開始向高工作壓力，厚管壁及大口徑方向發(fā)展，油氣管道焊接工藝的質(zhì)量關(guān)系到了工程施工運(yùn)行的整體質(zhì)量好壞。由于某些客觀因素的影響，油氣管道運(yùn)輸，尤其是遠(yuǎn)程運(yùn)輸時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)一些質(zhì)量上的問題。因此，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，來對(duì)油氣管道焊接工藝的質(zhì)量加以控制，是非常有必要的。本文主要對(duì)油氣管道焊接工藝技術(shù)和焊接質(zhì)量控制措施進(jìn)行論述。
1 管道的焊接工藝
1.1 手工下向焊工藝
手工下向焊技術(shù)在我國的油氣管道施工中尚屬于一項(xiàng)全新的技術(shù)，其基本流程為根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊。根焊的主要運(yùn)條為直拉式，沒有擺動(dòng)的情況，如果出現(xiàn)間隙過大或者熔孔長度過大的時(shí)候，比較適合采用往返式運(yùn)條，避免因?yàn)闇囟冗^高而產(chǎn)生燒穿的情況；熱焊的作用是加強(qiáng)根焊，焊道在保持一定高溫的前提下避免了根焊產(chǎn)生裂紋的情況。直線往復(fù)運(yùn)條的焊接速度相對(duì)比較快，而且邊緣的熔合性比較高，為此，熱焊之前的清根操作比較重要；填充焊的形式可以選擇單道，也可以是多道，但是對(duì)于厚度的要求比較高。這樣，就要求運(yùn)條要稍微的橫向的擺動(dòng)，同時(shí)掌控好焊層的厚度，保證焊接完成后處于飽滿的狀態(tài)；蓋帽焊用于焊道外的加固，能夠?qū)崿F(xiàn)其美觀和光滑，擺動(dòng)焊接比較常用。
1.2 全自動(dòng)向下焊接技術(shù)
全自動(dòng)下向焊接主要使用具有熔化性能的焊絲，借助與焊金屬之間的電弧來實(shí)現(xiàn)對(duì)焊絲和鋼管的熔化。焊接的時(shí)候， 要焊接區(qū)域輸送保護(hù)氣體，實(shí)現(xiàn)與空氣的分離，防止其有害作用，在持續(xù)送絲的情況下完成焊接流程。在進(jìn)行熔化極氣保護(hù)焊的時(shí)候?qū)τ趨^(qū)域的保護(hù)相對(duì)容易，便于觀察，生產(chǎn)高效，技術(shù)相對(duì)簡單，可以完成全方位的焊接工序，可控系數(shù)較高。
1.3 合焊接工藝
組合焊是借助多種焊接方式來完成一道環(huán)焊縫，實(shí)現(xiàn)良好的焊接效果。在焊接的過程中，針對(duì)熱焊和根焊，使用的焊條是纖維素焊條，焊接方式為下向焊，而蓋帽和填充焊接的壁厚保持在7-17 毫米之間。對(duì)于管口位置，下向焊的方式比較適合。在焊接壁比較厚的情形下，焊接層的數(shù)量與厚度成正比。這樣，焊接的時(shí)間就會(huì)延長，工程進(jìn)度受到影響。為此，對(duì)于壁厚大于17 毫米的管道，通常是采用上向焊和下向焊兩種方式相結(jié)合的方式。
1.4 低氫焊條下向焊技術(shù)
低氫焊條下向焊接方式主要采用的焊條為低氫型。在這種焊條的應(yīng)用下，焊縫處的金屬熔合含氫量達(dá)到一定的數(shù)值， 抗斷裂性能比較高，韌性較強(qiáng)，適合在腐蝕濃度高和高寒的環(huán)境下進(jìn)行焊接行為。在進(jìn)行根焊的時(shí)候，為了保障坡口尺寸的高精度，使用低氫焊條的情況比較多。否則，很容易出現(xiàn)焊接不透徹、內(nèi)延咬邊的情形，甚至熔合價(jià)差的情況。因此，在長輸管道的焊接操作中不能單獨(dú)使用這種方式。
2 焊接質(zhì)量控制易發(fā)生的問題
2.1 管道焊接施工中技術(shù)員沒有嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和現(xiàn)場實(shí)際情況編制施工方案和對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，施工單位憑經(jīng)驗(yàn)施焊。
2.2 施工過程中，焊接作業(yè)人員沒有取得施焊項(xiàng)目合格證，或沒有在合格證核定的項(xiàng)目和規(guī)定的期限內(nèi)承擔(dān)焊接作業(yè)工作，造成現(xiàn)場質(zhì)量不能處于受控狀態(tài)。
2.3 施工現(xiàn)場壓力管道材質(zhì)種類繁多， 經(jīng)常有異種鋼焊接，因此易產(chǎn)生焊接工藝參數(shù)管理失控現(xiàn)象。經(jīng)焊接工藝評(píng)定合格的焊接工藝指導(dǎo)書得不到嚴(yán)格執(zhí)行，施工工人任意改變坡口形式和尺寸，更改電流電壓參數(shù)，加快焊接速度，甚至用錯(cuò)焊材等，使焊縫產(chǎn)生裂紋、咬邊、氣孔、夾渣、未融合等缺陷。
3 管道焊接的質(zhì)量控制
3.1 在執(zhí)行焊接操作前的準(zhǔn)備工作
3.1.1 對(duì)于焊口的檢查與處理
按照施工圖紙檢查焊件坡口角度的大小及形狀，檢查工藝選擇、管口形狀是否有橢圓度超標(biāo)現(xiàn)象。保持施工表面的清潔，防止鱗狀現(xiàn)象的發(fā)生。要將焊接表面的油污、磨損等物質(zhì)清理干凈，尤其是坡口內(nèi)側(cè)，要呈現(xiàn)金屬光澤，否則這些都會(huì)影響焊接的品質(zhì)。同時(shí)還要注意鋼管口的情形。如果在進(jìn)行焊接操作的過程中，間隙過小，容易發(fā)生根部熔化不佳的情況； 如果間隙過大，又會(huì)出現(xiàn)燒穿的情形，內(nèi)部造成焊接瘤。鋼管的對(duì)口優(yōu)先選擇內(nèi)對(duì)口器組對(duì)，其次為外對(duì)口器。
3.1.2 焊接前的預(yù)熱處理
按照相關(guān)的工藝操作規(guī)程對(duì)管線焊口進(jìn)行預(yù)熱處理，溫度要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)熱可以避免焊接過程中出現(xiàn)裂紋以及低溫條件下的脆化和裂變；預(yù)熱可以有效延長冷卻的時(shí)間，對(duì)焊接頭的溫度實(shí)現(xiàn)降低。冷卻時(shí)間的降低可以避免淬火組織增加塑性，防止輕質(zhì)裂紋的出現(xiàn)。
3.2 焊接技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)制度
3.2.1 明確焊接技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前，對(duì)于長輸管線的建設(shè)缺乏完善的國家標(biāo)準(zhǔn)，因此，每條管線在實(shí)際的建設(shè)中也沒有完全相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。很多企業(yè)都自行制定本企業(yè)相關(guān)的企業(yè)內(nèi)部焊接標(biāo)準(zhǔn)。為此，在焊接施工前，要清楚了解本企業(yè)內(nèi)部的管線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求，在此基礎(chǔ)上制定方案，設(shè)計(jì)圖紙，保證管道實(shí)施項(xiàng)目的順利進(jìn)行。
3.2.2 不斷健全和完善各項(xiàng)規(guī)章制度
不斷完善和健全質(zhì)量保證體系及質(zhì)量管理制度，確保相關(guān)技術(shù)人員的資質(zhì)能夠符合管理制度的要求。在施工進(jìn)程中，工作人員要具有較強(qiáng)的責(zé)任意識(shí)和職業(yè)道德， 具有認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，做好本職工作。
3.2.3 對(duì)施工材料進(jìn)行檢查
對(duì)于管道施工中所涉及的材料，要確保其具有真實(shí)的質(zhì)保單，內(nèi)容完整，生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行蓋章確認(rèn)。同時(shí)，數(shù)據(jù)信息要保證符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，型號(hào)、規(guī)格等細(xì)節(jié)與施工方案和圖紙中的要求一致。
3.3 對(duì)焊接過程的控制
3.3.1 焊接的規(guī)程
在焊接的過程中要嚴(yán)格遵守技術(shù)操作規(guī)范，尤其是電流大小的掌控。電流過大會(huì)出現(xiàn)咬邊或者燒穿，過小會(huì)出現(xiàn)焊接未熔的情況。
3.3.2 焊縫成形
對(duì)于焊接完成后的焊縫要進(jìn)行檢查， 防止出現(xiàn)裂縫過寬、高低差距較大的情形。否則就會(huì)出現(xiàn)焊縫線能量大、機(jī)械性能受到影響的情況。一般情況下焊縫增寬單邊焊及縫余高都要控制在1.5 毫米以內(nèi)。
3.3.3 焊接操作的技術(shù)要點(diǎn)
在焊接的過程中要遵守技術(shù)規(guī)范，掌握操作要點(diǎn)。首先要遵照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行接頭設(shè)計(jì)、層數(shù)等流程的操作；其次，管道焊接時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐钩霈F(xiàn)管內(nèi)的穿堂風(fēng)。
3.4 提高相關(guān)焊接技術(shù)工人和檢測人員的專業(yè)素養(yǎng)
現(xiàn)階段雖然焊接技術(shù)有了很大的進(jìn)步，但是管道的焊接工作依然主要要由焊接工人進(jìn)行完成。因此，焊接工人的技術(shù)水平和專業(yè)素養(yǎng)將直接影響到管道的焊接質(zhì)量。為了有效提高管道的焊接質(zhì)量必須對(duì)焊接工人進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，及時(shí)對(duì)新出現(xiàn)的工藝進(jìn)行指導(dǎo)學(xué)習(xí)以達(dá)到提高其專業(yè)素養(yǎng)提高焊接質(zhì)量的目的。培訓(xùn)結(jié)束后，焊接操作人員必須經(jīng)過相關(guān)的技術(shù)考核后才能上崗。另外要根據(jù)現(xiàn)階段焊接作業(yè)的實(shí)際情況，對(duì)培訓(xùn)合格的焊接操作人員進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，從而保證焊接作業(yè)的質(zhì)量同時(shí)確保施工的正常進(jìn)度。
另外，對(duì)焊接過的管道進(jìn)行及時(shí)的焊接檢驗(yàn)是保證質(zhì)量的一項(xiàng)重要工序，所以檢驗(yàn)人員更加需要更加專業(yè)的知識(shí)，對(duì)管道焊接容易出現(xiàn)問題的位置和關(guān)鍵環(huán)節(jié)掌握。針對(duì)管道焊接容易出現(xiàn)問題的位置和關(guān)鍵環(huán)節(jié)要進(jìn)行更加深入的培訓(xùn)，從而保證管道焊接質(zhì)量檢測人員能夠很好的完成質(zhì)量檢測，從而保證焊接質(zhì)量。在實(shí)際的管道檢測工作過程中相關(guān)檢測人員要認(rèn)真履行自己的檢測職責(zé)，定期對(duì)焊接的管道質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。
4 結(jié)語
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和石油、天然氣的消費(fèi)量的迅猛增加，未來的十幾年我國管道工業(yè)將有令人振奮的發(fā)展。對(duì)于新建、擴(kuò)建的管道焊接施工過程中，建立焊接施工質(zhì)量管理體系、實(shí)行全面質(zhì)量控制，所以為保證工程質(zhì)量，首先指定好焊接工藝，并且對(duì)焊接過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證整個(gè)工程質(zhì)量，這也是各個(gè)施工單位在今后施工過程中的質(zhì)量控制重點(diǎn)。
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