石油石化工艺管道常见焊接质量缺陷控制

裴先峰 丁自力 慕香奎 白玉

摘要：本文针对石化工艺管道常见的焊接质量缺陷进行简述，进而在此基础之上分析导致这些缺陷出现的原因，最后一部分主要结合这些内容提出了具体的焊接质量控制办法。

关键词：石化工艺管道；焊接；缺陷

1 导致上述缺陷出现的原因

1.1 焊缝未焊透

在石化工艺管道焊接过程中，母材与母材之间、母材与融敷金属之间局部未熔合的现象都属于焊缝未焊透问题。将其分类，主要包含根部未焊透、边缘未融合、层间未融合等。在这一类问题的影响之下，未焊透部位的缺口及末端将会产生严重的应力集中，长时间作用将出现裂缝，影响到相关装置或设备的正常运转。电流强度不足，运条速度过快；焊缝坡口对口不正确；焊条角度不正确或电弧偏吹等都将导致未焊透问题出现。

1.2 焊瘤

从定义上来说，焊瘤主要是指融化的金属流淌到焊缝以外的母材上。焊瘤处将会形成应力集中，同时可能伴生未熔合、裂缝等问题，直接产生对机械强度的影响。除此之外，若焊瘤出现于管道内部，管道内流体的有效流通截面将会因此而降低，严重情况下就会出现物料堵塞的问题。对于导致焊瘤出现的原因来说，焊缝坡口边缘脏污没有得到有效清理、焊接电流过大，导致焊条融化时间与母材融化时间不相符、焊接速度过快等都有可能导致管道焊接过程中出现焊瘤问题。

1.3 咬边

一般情况下，石化工艺管道焊接咬边深度不能超过0.5mm，连续长度不能超过100mm，两侧咬边总长度不能超过焊缝总长度的10%。对于高压容器、高压管道等核心结构来说，焊接过程中则不能出现咬边问题。若焊缝咬边不符合上述规范要求，那么基本金属的有效工作截面将会因此而减少，咬边处将会形成应力集中，这些状况都有可能影响到相关结构或装置的安全性。从造成此类焊接缺陷的原因来说，熔接电流过大、电弧过长、焊条角度不正确等都会导致此类问题出现。

2 控制办法

2.1 手工电弧焊接和焊接打底

石油化工管道焊接包括手工电弧焊接、药芯焊丝半自动焊接和全自动焊接是最常用的3种焊接方式。其中，手工电弧焊接方式由于焊接门槛低和整体操作方式灵活简单，已经在诸多不同的地区和施工现场被广泛应用，是目前我国石油化工管道焊接过程中最重要的焊接方式。其次，在焊接过程中，还要重视打底工作。所谓打底，是以从底部到顶部进行点焊为基础，再进行打磨和抛光，并在抛光结束时打磨出斜口。进行氩弧打底时，要先对氩气进行检测，查看其中是否存在杂质，之后再选择试板对焊接时的使用板具进行维护，避免焊接过程受到外界因素的影响，保证焊接质量。

2.2 加强事前控制

开展石油化工管道焊接作业时，对于质量的把控，要注重加强事前控制。具体措施如下：①做好母材和焊接材料的检查以及验收。使用的母材要具有质量证明文件，同时要按照使用标准以及规范进行质量检查验收，保证使用的母材能够达到石油化工管道工程的要求。除此之外，焊接材料也必须要达到使用标准，同时材料的包装以及包装标记必须要完好，没有破损以及受潮等情况，保证标记的完整性和清晰度。②检查焊接用的气体质量。在石油化工管道焊接作业中，使用的气体必须要符合国家现行标准。使用的氩气，纯度必须要大于99.99%；若瓶装压力小于0.5MPa，则不可以使用。使用的二氧化碳气体，纯度必须要大于99.9%；若若瓶装压力小于0.98MPa，则不可以使用。

2.3 加强材料检验和施工工艺的控制

1985年，某金陵石化公司的南京炼油厂的半成品车间的球罐区内，某倒油线的对焊法兰颈部发生横向断裂，导致大量液化气从内部泄漏而出，整个泄漏时间长达3h，期间共损失54.56t液化气。此次事故是由于法兰选材不当造成的。管线采用的是规格为DN200的碳钢，而法兰规格是ND200，材质是Cr5Mo，并且焊接时未采用过渡焊条。法兰颈部本身存在1道0.5mm深的机械划痕，本体硬度高达布氏340N/mm2，整体超标1倍。在长期高压工作状态下，机械划痕处越来越薄弱，之后形成了穿透性的裂纹。裂纹在不断扩张过程中，形成1条较深的裂纹。造成此次事故的根本原因是当班的操作工班长长期脱岗不巡检，造成球罐区长期处于无人管理的状态。期间，虽然再三接到减压工人报告瓦斯气味大的报告，但没有引起足够的重视，最后导致引发事故，造成液化气的大量渗漏。在针对石油化工管道的焊接工艺进行质量控制的过程中，尤其要重视对其焊接质量的控制，并加强對人员自身素质的控制。一方面，要挑选具有相关专业技能和知识的工作人员，并在施工过程中加强对容易出现的问题和关键环节的检查，以便在工作过程中及时发现问题及时解决。另外一方面，在检验过程中，要秉持认真负责的态度，对已经完成的工作也要做好维护和检修工作。施工前，要对整体焊接工艺进行严格的评定，并最终根据评定结果出具相关工艺指导书。技术人员也要结合工程评定报告和实际情况选择合理的焊接施工方案，对焊接材料和焊接工艺进行验收，从而确保其符合整体工程要求。在施工过程中，要对施工过程的详细信息进行记录，从而为维护和检修工作提供依据。

2.4 避免弧疤出现的处理方法

对于弧疤缺陷的处理和预防办法应包含以下内容：（1）焊接人员应熟练掌握相关焊接规范，并结合这些内容对焊接电流、焊接方式、焊接速度等进行选择。在焊接前对焊接电缆、接地线等的绝缘情况进行检查，及时处理破损位置。（2）在实际焊接过程中，焊接人员应严格避免在坡口以外的工件上随意引弧，若需要暂时中断焊接，那么则应将焊钳放置于绝缘木板上或直接挂起，切断焊接电源。（3）若已经有电弧擦伤等问题出现，焊接人员应及时采用砂轮机打磨，对于打磨处理后出现的凹坑则可以进行补焊处理。

2.5 加强对人员的全方位管理

某炼油厂的原油罐区发生了一起重大火灾事故，当地消防部门先后出动超过40辆消防车和超过400名消防队员最终将火势控制住，整个过程为14h。这次大火共烧掉原油、蜡油和污油5042t，直接经济损失高达1.35×106元。造成此次事故的主要原因是施工人员施工安全意识不够。事前，油品车间和安全管理部门多次向厂领导反映蜡油的温度已经接近160℃，但管理人员没有采取有效措施。

3 结语

综上所述，在对石化工艺管道常见的焊接质量缺陷及导致这些缺陷出现的原因进行分析的基础上，本文主要针对焊缝外形尺寸不符合规范、焊缝咬边问题、焊瘤、弧疤等焊接质量缺陷的预防和处理办法做了深入探讨。相关单位应进一步重视石化工艺管道的焊接工作，从常见的几种焊接质量缺陷入手，制定好预防措施，引导焊接人员参考本文的建议，依据现有焊接施工规范完成管道焊接工作，从根本上避免安全问题或质量问题。

参考文献

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