石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制分析

O 张 杰

（九江检安石化工程有限公司 江西 332004）

石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制分析

O 张 杰

（九江检安石化工程有限公司 江西 332004）

随着现代技术的不断发展，石油化工管道的焊接工艺也有了很大的进步，智能化、自动化焊接技术问世，并且在很大程度上缓解了焊接工艺中的问题。但影响其质量的因素众多，因此施工人员要选择合适的焊接工艺，注重细节，以保证焊接的质量。石油化工管道焊接工艺在很大程度上决定了焊接的质量，但在焊接过程中一些小细节也会给焊接质量造成极大的影响，甚至导致整个焊接作业都不合格。本文主要详细介绍石油化工管道焊接工艺和其质量的控制方式，为有效控制其质量提出一些有建设性的意见。

石油化工管道；焊接工艺；焊接质量

一、石油化工管道焊接工艺

1.手工下向焊接

手工下向焊接是目前我国石油化工管道焊接工艺一种较为先进的方式，该工艺主要通过根焊、热焊、填充焊和盖帽焊等步骤来实现。根焊主要运用在直拉式的运条中，并且是在没有任何摆动的情况下才能使用。但如果在焊接过程中，出现间隙或融孔长度过大的情况，就应该使用返式运条的方式。不过在使用该方式时应注意温度的控制，避免温度过高出现烧穿的情况。热焊的目的是加强根焊的效果，使焊道始终保持在一定高温内以防止裂纹的出现。填充焊的方式可适用于单道和多道，但需要对管道的厚度进行把控。在填充焊时可以轻微的左右摆动，保证焊接工艺完毕后，整个焊接结果都处于良好的状态。盖帽焊的目的是对焊道外围进行最后的加固，在保证焊接质量的同时也能够保证其美观性。

2.全自动向下焊接

全自动向下环节主要是使用可熔化的焊丝在焊金属与焊接实现焊丝和钢管的熔化的方式完成焊接。在焊接的过程中，要注意空气与焊接保护气体的分离，并保证持续送丝。该工艺在熔化极气保护焊的区域中容易完成作业，对整个焊接质量的控制系数也比较高。

3.组合焊接

组合焊接是采用多种焊接方式，在保证良好的焊接效果的同时完成对一道环焊接的作业。在选择焊接时，要注意热焊和根焊的区别与注意事项，使用纤维素焊条并使用下向焊的工艺操作。而填充焊与盖帽焊在作业时要保证壁厚在7～17毫米之间。焊接层数量越多，焊接壁就会越厚，但这样就会延长焊接的作业时间，进而影响整个焊接工作的时间。因此在管口的位置会多采用下向焊接方式，而大于17毫米的焊接壁则会需要合理的上向和下向两种焊接方式。

4.低氢焊条下向焊接

低氢焊条下向焊接主要是指使用低氢焊条并用下向焊接方式完成。这种焊接工艺能保证焊接缝处的金属融合中的氢保持在一定程度，并提升焊接缝处具有良好的韧性、防腐蚀性和抗寒性。在根焊中，为保证坡口尺寸的高精度，应合理的使用低氢焊条，不然很容易会出现焊接不透彻、内延咬边、熔合价低的情况。但在长输管道中的焊接操作中，应合理使用其他焊接方式，而不是仅仅只使用该焊接工艺。

二、焊接工艺中常见的质量问题

1.气孔

气孔是焊接过程中常见的问题，其产生原因是熔池中的气体还未完全溢出，熔化金属就已经凝固了。气孔的类型比较多，主要分为柱孔、圆孔。柱孔的深度比较大，而圆孔的面积较大。这些气孔都会影响焊接的质量，增加焊接缝出现裂缝的几率。产生气孔的原因可以分为四种：(1)在焊接前，没有对焊接材料和坡口进行清洁处理，使之存在油污、铁锈等杂质；(2)在焊接时，电源电压不稳定；(3)焊接的速度过快，导致熔池中的气体还未完全排除时，已经完成了焊接工作；(4)在焊接的过程中，没有使用有效、合理的保护方式。

2.裂缝

裂缝是在焊接的过程中，焊道的内应力会受到影响，进而使得裂缝不断延伸、扩展，最后导致整个管道遭受致命的破坏。裂缝是破坏石油化工管道焊接工艺质量的常见问题，对管道的安全使用埋下了安全隐患。常见的裂缝主要为结晶、液化和延迟。结晶裂缝是管道中最容易出现的，其在焊接工作完成，焊接逐步凝固的过程中出现。液化裂纹与结晶裂缝的产生过程一样，但裂化裂缝是在焊接工作完成后的几小时或者几天后才会出现。延迟裂缝是由于裂缝本身就具有延伸性，由于受焊接母材焊缝氢气的含量和焊接接头承受力的影响，且在长时间的变化中，裂缝会逐渐变大，危害管道的使用质量和安全性。

3.夹渣

夹渣是焊接质量中较为严重的质量问题之一。夹渣是焊接缝中存在大量的铁锈、熔渣等杂质，从而影响焊接的质量。夹渣多出现在焊道的层间和根部，其产生的主要原因有：(1)在焊接前，工作人员没有对焊接磁疗和焊道层间进行仔细的清理干净，导致铁锈等杂质随着焊接进入到焊道中；(2)在焊接过程中，电流或电压不稳，导致焊接的温度也不稳定致使一些熔渣没有完全融化，停留在层道中；(3)在焊接时，坡口过小，或者与焊道之间的夹角过小，导致熔渣不能够得到完全的熔化，停留在层道中。

4.未完全焊透

造成未完全焊透的原因主要有三种：(1)在焊接前，对管道层面进行过度的清理和打磨，导致坡口变宽，形成了沟槽；(2)在焊接过程中，对坡口的加工不够规范，导致角度过小，钝边过厚或间隙不足等；(3)焊接作业人员的自身技术不过关，导致在电焊时电流过小，电线能量输入不足。

从以上四种焊接过程中的常见的质量问题可以发现，焊接人员的自身素质与焊接材料都是影响焊接质量的重要因素。而焊接施工方案的制定是否合理，选择怎样的焊接工艺，都会在不同程度影响焊接质量的。

三、有效提升焊接质量的办法

1.做好焊接施工前的准备工作

焊接前的准备工作是为之后焊接工作的顺利进行打下良好的基础，以制定有效的焊接施工方案、选择合适的焊接工艺提供主要的支持。在焊接线，工作人员应对施工环境进行详细的考察，了解施工场所周围的地质环境、水文条件、气候特点及建筑分布情况，从而制定出有效、具有实际操作意义的焊接施工方案。

在确定焊接施工方案后，就需要根据相关的施工图纸对焊件进行检查，检查的内容包括坡口的角度、大小和形状，并在此检查所使用的焊接工艺和流程是否合理、规范。在检查焊件时，应重点注意管口形状的椭圆度是否有出现严重超标的情况。注重保持焊件表面的清洁，避免出现鳞状情况，保证焊件表面无油污、铁锈和磨损过度的情况。注意焊件管口的大小，管口过大会增加未完全焊透的情况，过小，又会出现烧穿、焊接瘤的情况。因此，在选择焊件时，应优先使用内对口器组对的焊件。

确定好焊件后，要进行焊接前的预热处理。预热处理能有效降低在焊接过程中裂缝的出现几率，并有效避免焊件在低温的条件下出现脆化和裂变的情况。同时，预热能有效延长焊接的冷却时间，让焊接头的温度实现有效降低，从而防止淬火组织增加塑性和轻质裂纹的出现。但在进行预热处理时，要保证所有的操作流程都必须符合相关的操作规范与工艺要求。

2.建立并遵守焊接施工中的相关标准和规范

目前我国对于石油化工管道焊接施工方面并没有建立完善的施工标准和规范，许多焊接施工人员都是根据自身的施工经验或者遵循企业内部制定的相关标准完成的。如此就很容易造成焊接工艺质量良莠不齐，无法实现对焊接施工的整体质量控制。因此在焊接施工前，要结合施工方案图纸和实际施工环境建立焊接施工的标准和规范。在建立焊接施工标准和规范的同时，也要建立有效的施工材料检查办法，保证所使用的焊接材料的质量合格，为焊接施工质量打下良好的基础和前提条件。

3.重视对每个焊接环节的质量控制

在焊接过程中，要对每一个焊接环节进行质量控制。如规定焊接时，电流的大小，保证电流、电压的稳定，避免出现因电流不稳定而造成的未完全焊接或咬边、烧穿的情况。当焊缝成形后，要对焊缝进行全面的检查。焊缝的增宽单边焊及缝余高一般会控制在1.5毫米以下，并且要尽可能的避免裂缝过宽、高低差距过大等情况的出现。每一个焊接环节都尤其需要注意这些施工要点，因此施工人员要重视这些施工要点，严格按照施工流程完成。

4.注重提升焊接施工人员和检测人员的专业性

焊接施工人员的专业素质在很大程度上决定着焊接质量，其原因是因为施工人员是焊接工艺的主要完成者。在焊接前，施工单位应对施工人员进行专业培训，保证每一位施工人员都能掌握必要的焊接工艺，了解焊接施工的要点及相关的注意事项。企业要对施工人员进行资质考察，做到对每位施工人员的专业素质心中有数。

当焊接施工完成后，需要专门的检测人员再次检查焊接完成的情况，因此检测人员更需要具备足够的专业。专业的检测人员不能仅仅满足与对相关专业知识的了解，还应该就焊接常见的质量问题、位置和原因进行全面了解。检测人员应多与施工人员沟通，了解焊接工艺的流程与施工要点，了解选择焊接技术的原因与周围环境对焊接施工的影响。此外，检测人员应定期检查焊接管道的情况，并做好详细的记录。

结论

焊接工艺的质量控制需要从多方面来进行，做好施工前的准备工作，重视焊接施工方案可操作性，制定有效的焊接施工规范及焊接材料的质量，提升施工人员和检测人员的专业素质。只有重视人和物在焊接施工中的作用，重视每一个施工环节，就可以有效的控制焊接施工质量。

Control Analysis on the Welding Process and Welding Quality of Petroleum Chemical Pipe

Zhang Jie
（Jiujiang Jian’an Petrochemical Engineering co., LTD, Jiangxi, 332004）

with the continuous development of modern technology, petrochemical pipeline welding technology also has made great progress, intelligent, automatic welding technology, and to a great extent, alleviate the problems in the welding process. But many factors which influence the quality of, and construction personnel should choose the appropriate welding process, attention to detail, to ensure the quality of welding. Petrochemical pipeline welding to a great extent, determines the quality of welding, but a few small details in the welding process also have a great impact to the welding quality, and even cause the entire welding operation are not qualified. This article mainly introduced petrochemical pipeline welding technology and its quality control method, to effectively control its quality put forward some constructive Suggestions.

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张杰（1989～），男，九江检安石化工程有限公司，研究方向：石化化工装置建设。