石油化工管道焊接工艺与质量控制研究

2021-01-07朱增玉

化工设计通讯 2021年2期

朱增玉

（大庆油田工程项目管理有限公司，黑龙江大庆 163453）

现阶段，我国的综合实力不断提升，这得力于我国人民的万众一心和各行各业的健康发展。在各个行业的发展中，石油化工行业是发展态势比较突出的行业之一，而石油化工管道在一定程度上决定着化工企业的稳定持续运行和健康良性发展，因此，对于石油化工管道焊接工艺和质量控制的研究是石油化工企业永远的重要课题。开展石油化工管道焊接作业时，诸多原因会对焊接质量造成不同程度的影响，为了保证石油化工企业的安全稳定运行，很有必要针对这些影响因素进行全面且深入的研究探讨，实现石油化工管道焊接工艺的优化和焊接质量的提升，为人们的生命财产安全和企业的良好发展提供基本保障。

1 石油化工管道焊接工艺要点及常用焊接工艺分析

1.1 石油化工管道焊接要点分析

焊接技术是石油化工管道建设中应用的主要技术，的石油化工管道焊接可细化为三个步骤，每个步骤都需要采用相应的焊接工艺。首先是底层焊接，氩弧焊焊接技术比较适用于进行底层焊接，氩弧焊焊接技术具有工艺简单，质量易控的操作优势，应用氩弧焊焊接技术进行底层焊接时，最重要的是要确保氩气具备应有的纯度，同时为了保证焊条和母材接触的有效性，还应做好焊条接头打磨，再者，焊接人员要对各个焊缝的焊缝质量进行有效控制，并通过挡板等防护措施实现焊接质量的进一步优化。其次是中层焊接，开展中层焊接之前，必须将底层焊接作业中所产生的熔渣等各种杂物清理干净，避免这些杂物对焊接质量造成不良影响，实施中层焊接作业时，焊接人员通常会选择35mm的焊接条，同时将焊缝的加强厚度掌握在3～5mm，而表层焊缝应保持直线。假如石油化工管道壁厚接近9mm，应采取三层焊接方式，加强对焊接质量的检测，若是焊接质量不达标，必须返工。最后是盖面焊接，开展盖面焊接作业时所用的焊条直径，应根据焊接间隙进行合理选择，同时要注意合理掌握焊接起始位置与中层焊缝的间隙，不可形成中层焊缝表面引弧现象。在实际的石油化工管道盖面焊接施工中，相关专业人员应做好管道规格、电流以及温度等各方面的记录工作，对各个焊缝进行统计并编制序号，然后盖章证明，为后期的检查工作提供有利条件。

1.2 常用焊接工艺技术分析

在当前的石油化工管道焊接施工中，比较常用的焊接工艺技术主要有以下三种，第一是手工下焊工艺技术，该种焊接施工工艺技术在石油化工管道建设中的应用非常广泛，该种施工工艺具体可分为根焊、热焊以及填充焊和盖面焊四个工序，在具体的管道焊接作业中应注意四道工序的连续性。在根焊环节，应直拉运条，若发现溶孔或接头处间隙不合理问题，应通过往返式运条和横向摆动的焊接方式，有效掌握焊接层覆盖物厚度，避免出现高温焊穿情况，焊接作业结束后，应对焊道进行有效检查，保证焊接的合理性，开展盖面焊施工时，应保证管道接口外表的平滑性和牢固性。第二是自动下焊工艺技术，也可称作全自动向下焊接施工，该种焊接工艺技术具有简单易行、效率较高的优势，被广泛应用于石油和天然气管道等基础设施建设中，具体是利用电弧进行焊接作业，钢管接口与焊丝在电弧的高温条件下表现出熔化现象，在该种管道焊接工艺技术运用过程中，应通过在施工区输送保护性气体等有效措施避免毒气对作业人员形成危害。第三是低氩焊条下焊工艺技术，该种焊接工艺技术因为利用低氢型焊条实施焊接作业而得名，属于金属管道焊接的重要技术，其应用优势是低温焊接，韧性高，不易形成焊接裂缝，同时，在施工环境方面没有过高要求，对腐蚀等比较恶劣的施工环境有极高的适应性。而技术缺陷是形成焊透和咬边等异常问题的概率较高，只有与其他焊接工艺进行有机结合，才能对以上问题进行防范，实现焊接施工质量的提高和强化。

2 石油化工管道焊接常见问题分析

2.1 气孔问题分析

进行管道焊接施工时，焊接气孔是比较常见的焊接缺陷，若出现熔化金属快速降温情况，往往会致使焊缝位置由里向外涌出气泡另外，若施工环境中的温度偏低，或者有较大风力等，也会大幅度提高出现气孔的概率；再者焊接人员的技术水平存在缺陷，焊接工艺技术选择不合理，操作失误以及管道厚度等多种原因后有可能会导致焊接气孔问题。

2.2 未焊透问题分析

在管道焊接作业中，也会经常出现未焊透问题，电流强度不足、运条运行速度过高，坡口边厚度大以及电弧不合理操作等都可能致使管道焊接不够充分。

2.3 裂缝问题分析

管道焊接施工中的主要问题就是焊接裂缝，这也是严重的焊接质量缺陷，焊接材料存在材质缺陷，在焊接材料纯度不高的情况下，出现焊接裂缝的概率就会大大提高。如果使用的钢材中含有过多杂质，同时对焊接操作方式的应用又存在失误的话，焊接裂缝的出现将会是不可逆的。

3 焊接问题的原因分析

3.1 焊接人员技术水平原因

事实证明，在石油化工管道焊接作业中，焊接人员的技术水平是保证管道焊接质量的关键，在当前的焊接从业人员中，部分焊接人员对专业技能的掌握不够充分，做不到对管道焊接质量的有效控制，同时，也有部分焊接人员缺乏相应的责任意识和质量控制意识，在焊接施工作业中存在任意行为，对自身焊接经验过于依赖，未曾严格按照前期制定的施工方案开展焊接施工作业，因此在石油化工管道建设过程中留下了严重的安全和质量隐患。更有甚者，某些从业人员并不具备焊接施工资质，只是通过某些途径获得管道施工工作机会，还有部分石油化工管道建设工程并未进行有效的施工交底，因此管道焊接质量和工作效率都得不到可靠保障，对质量管理造成严重不利影响。

3.2 施工材料管理原因

在石油化工企业中，通常都是进行压力管道的焊接施工，在石油化工管道建设中，并非只使用一种材质的管道，而焊接施工作业需要根据管道材质选用相应的焊接工艺，这种现象对焊接工艺参数控制造成了极大难度，同时也不利于对焊接质量进行有效控制，当前，管道材质类型和焊材都具有一定的多样性，而很多施工企业并未对焊材回收和发放给予充分重视，以至于出现焊材乱用或混用等现象，也间接提高了出现焊接质量问题的概率。

3.3 焊接环境原因

焊接人员并非在同一种工作环境下开展石油化工管道焊接作业，在天气变化等因素的影响下，防护措施很难发挥应有作用，更换工作场地时的设备转移也极可能造成零部件受损问题，在以上现象得不到有效管控的情况下，都会对焊接质量产生负面作用。

4 石油化工管道焊接质量控制措施

4.1 提高质量保证机制的完善性

要想对石油化工管道焊接质量进行有效控制，必须充分提高质量保证机制的完善性，促使质量工作有法可依，工作人员应全面考虑工作方法的科学性，提高对焊材、工艺技术以及机械设备等方面的管理力度。同时有效做好焊接人员教育培训工作，帮助焊接人员树立质量控制意识和施工责任意识，在实际的管道焊接施工中，要求焊接人员秉持严谨负责的工作态度，对焊接质量进行充分控制。管理人员则需要切实做好焊接质量检查验收工作，以保证石油化工管道焊接质量的可靠性。

4.2 对信息化技术进行有效应用

目前已经迈入信息时代，现代化信息技术已经被积极应用到各个行业和各个领域，并且实现了良好的应用效果。石油化工管道焊接施工也应顺应时代发展趋势，加强对信息化技术的合理应用。尤其是在石油化工管道焊接质量管理工作中，应建立管道质量管控系统，通过计算机等现代化智能工具设备的充分利用，实现石油化工管道焊接质量管理控制的最佳效果。同时，现代化信息技术的合理应用，有利于对各种石油化工管道焊接质量影响因素进行全面分析，在此基础上实现对焊接质量影响因素的有效控制，为保证焊接质量提供有利条件。

4.3 加强材料管理力度

在石油化工管道焊接施工中，焊接材料的质量和使用方式不仅关系着管道焊接质量，同时对管道建设成本和焊接施工的有序开展也有一定影响，因此，只有切实加强材料管理力度，对于焊接材料质量进行全面了解和掌握，在焊接材料选购过程中，通过光谱分析等有效措施，对焊接材料质量进行合理分析，严禁选购和使用质量不达标焊接材料。再者，也要充分重视焊接材料的保管和存放，避免焊接材料混放乱放等情况，也要保证保管方式的合理性，避免因为管理不当对焊接材料性能造成不良影响。

4.4 充分重视机具管理

在石油化工管道焊接施工中，焊接工具是管道焊接工作有序推进和保证管道焊接质量的基本条件，因此很有必要强化焊接机具管理工作，首先要对焊接机具进行有效的检修和保管，确保焊接机具具备应有的使用性能，其次要做到对焊接机具的正确使用，例如在实施管道焊接作业前，应做好焊接机具热处理工作，同时也要注意焊接机具的整体性，为管道焊接质量和管道焊接作业的顺利推进提供保障。

4.5 充分重视焊接完成后的质量管控

对于石油化工管道焊接质量控制来说，除了要做好焊接施工过程中的质量控制，也应重视焊接完成后的质量管控。管理人员要通过标准样式，以及工程师镜等检测设备，对焊接部位进行全面检查，有效测量石油化工管道焊缝余高、宽度，以及接头错边量和零角度等，并将所有的测量数据清晰准确地记录在册。由于不同等级管道的焊接要求标准也存在差异，管理人员应对各项标准进行充分了解和掌握，并在检查验收工作中有效落实。另外，管理人员需利用无损检测方式，对焊缝内部质量进行严格检测，在检测过程中，管理人员应严格遵循相关检测要求和规范开展检查验收工作，详细查阅射线探伤底片和无损检测报告，若发现焊接质量缺陷，应要求焊接人员及时修正，并对此过程进行有效登记，必须对各种焊接质量缺陷进行有效修正和完善之后，才能实施热处理和压力实验。