石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制

摘 要：重视焊接工艺的使用，进行科学有效的焊接工作，在进行石油化工管道焊接之前要做好充分的焊接前的准备工作，以保证整体石油化工管道施工质量的提升。本文依次从焊接材料、焊接方法、坡口型式及制备方法、焊缝接头的组对要求及公差、预热和层间温度的要求等方面进行石油化工管道焊接工艺分析，并对管道焊接工艺质量控制展开探讨。

关键词：石油化工;管道;焊接工艺;质量控制

一、 加强石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制的重要性

由于石油化工管道输送的是易燃、易爆、有毒、可燃等石油化工原料，在运营过程中面临着较大的安全问题，承担的风险非常大。因此必须重视焊接工艺的使用，进行科学有效的焊接工作，在进行石油化工管道焊接之前要做好充分的焊接前的准备工作，以保证整体石油化工管道施工质量的提升。相关施工人员要对焊接工程的具体情况进行详尽的分析和研究，根据图纸和规范要求以及实际的作业环境，选择科学合理的焊接技术，并制定相应的施工方案。首先要进行焊接方法的选择，由于石油化工管道运行条件苛刻，为保证焊接质量，管道焊接一般采用氩弧焊打底，电焊盖面的方法进行焊接，这种方法为常规焊接方法，比较成熟，可以保证焊接工作的效率，得到良好的焊接接头，并降低焊接的返修率。在进行手工电弧焊时，要利用焊条间与焊接对象之间的电弧热使管道金属融化，电弧焊接应用的范围比较广泛，灵活性较高，是管道焊接中最为常见的一种焊接方式。焊接方案确定之后，要做好相关焊接准备工作，由于石油化工管道的焊接工作具有较大的风险性，因此，必须做好相关焊接方案的制定与焊接风险的评估工作，编制焊接作业指导书，包括焊接工艺评定的选择和焊工资质等要求。相关作业人员在作业前要进行相关的技术安全交底培训，并要求严格按照焊接指导书的内容进行作业，在施工开始之前，还要对相关的施工方案和工艺评定进行审核，确保方案符合设计和规范要求，满足焊接要求，达到焊接质量标准。

二、 石油化工管道焊接工艺

（一）焊接材料

母材及焊接材料应符合国家现行规范，钢板应符合《普通碳素钢和低合金结构钢薄钢板技术条件》《普通碳素钢和低合金结构钢薄钢板技术条件》《不锈、耐酸及耐热不起皮钢薄钢板技术条件》等，钢管需要符合《无缝钢管》《石油裂化用钢管》《不锈、耐酸钢无缝钢管》等，焊接材料应符合《低碳钢及低合金高强度钢焊条》《焊接用钢丝》《不锈钢焊条》等。焊接材料不仅需要根据管道的化学成分、机械性能进行选择，还需要根据焊前预热、焊后热处理以及焊接接头的抗裂性等综合考虑。异种钢材焊接时，焊接材料的选用需要注意，两侧都是非奥氏体不锈钢时，可按照合金含量较低一侧的钢材选用。同种钢材焊接时，焊接材料的选用需要工艺性能要良好，并且焊缝的化学成分和金属的性能与管道相当。

（二）焊接方法

避开应力集中区设置焊缝，焊缝的设置还需要方便于焊接和热处理进行考虑。其次，焊缝的设置需要注意相邻筒节组对时，纵缝之间的距离应>3倍壁厚，且≥10cm，同一筒节上两相邻纵缝之间的距离宜≥30cm;另外，焊缝的设置还需要注意锅炉受热面管子焊口的中心线与管子弯曲起点的距离宜≥7cm，锅炉受热面管子焊口的中心线与管子汽包的距离宜≥7cm，锅炉受热面管子焊口的中心线与管子联箱外壁的距离宜≥7cm;锅炉受热面管子焊口的中心线与管子支、吊架边缘的距离宜≥7cm以及支、吊架边缘。此外，不宜在焊缝及其边缘上开孔。

（三）坡口型式及制备方法

首先，以保证焊接接头质量进行性焊件的坡口型式和尺寸的选用，在选用过程中还需要注意一方面遵循劳动条件好、便于操作的原则，另一方面还需要遵循填充金属量少、减少焊接变形的原则。其次，埋弧自动焊参考国家现行标准《埋弧自动焊焊接接头的基本型式和尺寸》，手工电弧焊参考国家现行标准《手工电弧焊焊接接头的基本型式和尺寸》。焊件焊接前，需要将坡口2 cm范围内的杂物、毛刺清理干净，管子对接焊缝组对时，内壁错边量应在母材厚度的1/10范围内。严禁在坡口之外的母材表面引弧，来避免电弧擦伤母材。

（四）焊后热处理的要求

对有抗拉应力的腐蚀要求的焊缝，需要进行焊后热处理，焊后热处理需要与设计文件相符合，应该根據焊接性较差的一侧选择焊后热处理温度，需要注意的是热处理温度选定时需要考虑不能高于另一侧钢材的下临界点。本工程管道材质均为20#钢，热处理温度为600～650℃。管道焊缝需要采用局部加热方式进行焊后热处理，热处理过程中，焊件内外壁温度应该均匀，优先采用电加热法，同时合理进行性焊后热处理测温点的布置以及合理进行测温点数量的测量。需要注意的是，热处理过程中需要避免热电偶与焊件的接触松动。经焊后热处理合格的部位，不得再从事焊接作业，否则应重新进行热处理。

三、 石油化工管道焊接工艺质量控制

对于石油化工管道焊接工艺质量控制，从焊接人员和作业人员的职责来说，焊接技术人员需要进行焊接技术交底和安全交底，并解决现场施工焊接技术问题，负责焊接工艺评定。焊接检查需要对施工现场的焊接祖业展开全面检查和质量监控，参与焊接技术措施的审定、签发检查焊接文件、对焊接质量进行评定，按照技术规范、设计文件全面检查和监督现场焊接工作，对违反有关规范要求的焊接作业，及时制止。无损检查人员需要由专业考核机构的人员担任，对受检部位认真检验、评定，签发检测报告必须合乎规程，杜绝一切形式的违章现象。焊接材料管理人员认真对待焊接材料的额入库、验收、保管、发放等工作。焊接热处理人员需要经过专业培训，并根据设计文件要求以及热处理有关工艺规范进行管道焊缝热处理作业。

参考文献：

[1]张永利.石油化工管道焊接工艺分析及其质量控制策略[J].中国设备工程，2017（7）：168-169.

[2]巴广东.简议石油管道焊接工艺及其质量控制[J].中国化工贸易，2018，10（34）：73.

作者简介：杜召来，胜利油田北方实业集团有限责任公司。