石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制
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摘要：控制好焊接质量是石油化工管道施工中一项最为关键的工作,如何才能做好质量管理,本文着重介绍石油化工管道在安装施工过程中认真按照规范、规程进行操作,制定严格的焊接工艺和焊接质量控制管理,并且对焊接施工质量进行全过程的有效控制,才能保证良好的施工质量。
关键词：化工； 现场； 管道； 焊接； 质量控制；
随着石油天然气以及化工品的需用量增加，以及相应的市场前景明朗，很多化工公司和石化储运公司纷纷建设化工厂和石化仓储基地，为争取市场取得先机。很多易燃易爆产品装卸都用管道进行输送，石油化工管道多为易燃、易爆、高温、高压、低温有毒介质的压力管道，而且管道施工工程量大，焊口多，易发生质量问题，每一处问题都可能产生严重后果。因此，施工方必须在安装过程中实行严格的全过程质量控制，严格执行标准和规范，抓好主要控制环节。石油化工管道现场焊接易发生的问题及从人员、设备、材料、工艺、实际操作和环境等几个方面所采取的相应的控制措施。
1.施工准备阶段
1）组建质检机构。施工准备阶段，项目部建立质量管理体系， 焊接技术人员负责编制焊接作业指导书和焊接技术措施,参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，整理焊接技术资料等。焊接质检人员对现场进行全面检查和控制,负责编制和确定焊口编号和日常的的检查工作， 签发检查文件，参与焊接技术措施的审定，参加对焊接质量问题的分析、处理。
2）焊接工艺评定。在焊接施工开始前，对所需焊接的管道， 项目部委托具有相应资质的廊坊管道局要制定详细的焊接工艺指导书，并对此焊接工艺进行评定。其评定的目的在于验证用该工艺进行焊接的焊接接头， 能否具有合格的力学性能。对焊接接头的检验,在经过外观检查、无缺陷、检验合格的基础之上，并进行机械力学性能实验。检验的内容主要有拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等。
项目部依据评定合格的焊接工艺评定报告,编制焊接工艺规程。其工艺规程包括以下内容:焊接方法、适用的管材管件材料、管径和壁厚、接头设计形式、填充金属和焊道数、焊接方向、焊道之间的时间间隔、焊接速度、对口器的类型和拆移等。
3）焊工考试。对焊工考试人员的资格进行审查,从事燃气管道施工的焊工必须持取得技术监督部门核发的、在有效期内的、具有相应合格项目的焊工证，方能参加考试。在管道焊接前，按规定对焊工进行资格考试，以检验焊工能否使用经过评定合格的焊接工艺规程,焊接出合格的焊接焊缝。对考试焊接接头，应进行检验(可用破坏性试验或用射线探伤检测)，检验合格方可上岗。
2 应加强焊接相关过程的控制
2 . 1 焊接材料管理
焊接材料应具有产品质量证明文件,且实物与证明书上的批号相符。外观检查时,焊条的药皮不得有受潮、脱落或明显的裂纹、焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。焊材二级库房管理人员在向一级库房领料时应检查焊材牌号、规格,是否合格。领料后应按说明书或焊接作业指导书的要求进行烘烤,并在使用过程中保持干燥;出厂期超过一年的焊条,应进行焊条焊接工艺性能试验,合格后方可使用。烘烤合格后按领料单下发焊条及焊条筒,核查所发焊条牌号、规格,并在下班时将焊条、焊条头回收,回收的焊条头和剩余的焊条数量应与发放数量一致。
2 . 2接头组对
管道安装组对前,对管口内外2 0 ～30mm范围的铁锈、毛刺、油污、水、氧化皮等必须清除干净,并保持干燥,防止焊缝内产生气体和夹带杂质。并检查管道有无裂纹,夹层等缺陷,达到要求方可组对。定位钢管轴线必须对正,以免出现中心线偏斜或坡度差异。对于直径较大的钢管,利用对口器、卡具等进行辅助对口。若焊接定位板时应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固,并应采取措施防止焊接过程产生变形。定位焊时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺,焊缝要修成两头带缓坡的焊点,当运动至定位焊缝时,必须用电弧熔穿根部间隙,使之充分熔合。管道的对接间隙应等于焊芯的直径。
3.焊接工艺的控制与实施
施焊时,应确认人员、设备、材料、施焊环境与管道的坡口加工、清理及组对情况均符合要求,方可焊接。焊接过程中,焊接技术人员应随机检查焊工执行焊接工艺情况,及时检查焊缝表面质量;焊工应严格遵守工艺纪律,认真执行工艺文件规定并注意以下事项:施焊前应按工艺要求调试好焊接规范各参数,但不应在管壁上进行,焊接过程中不允许调节规范参数;保证收弧与引弧处的焊接质量,不得在焊件表面引弧或试验电流。设计温度低于-29℃ 的管道、不锈钢及淬硬倾向较大的合金钢管道,焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷;内部清洁要求较高的管道、机器入口管道及设计文件规定的其他管道的单面焊焊缝,应采用氩弧焊进行根部焊道焊接;除焊接工艺有特殊要求外,每条焊缝应一次连续焊完。如因故被迫中断,应采取防裂措施。再焊时必须进行检查,确认无裂纹后方可继续施焊;公称直径等于或大于500mm的管道,宜采用单面焊接双面成形的焊接工艺或在焊缝内侧根部进行封底焊;公称直径小于500mm的SHA和SHD级管道的焊缝底层应采用氩弧焊;奥氏体不锈钢焊接接头焊后应按设计文件规定进行酸洗与钝化处理。
下面以某一施工工艺进行举例说明。打底:打底层焊接要正确运用焊条角度和掌握合适的速度来控制接头的焊接质量。由下往上施焊,从仰焊缝部位中心线搭接10mm处开始,用长弧预热,当坡口内有似汗珠状的铁水时,迅速压短电弧,即可进行埋弧焊。前半圈焊完后,在进行后半圈焊接时,由于起焊时最容易产生塌腰、未焊透、气孔、夹渣等缺陷,故先用角向磨光机将前半圈焊道的两端磨成缓坡状,但应注意后半圈焊缝焊到距前半圈末端收尾处,绝对不允许灭弧,当接头封闭时,将焊条稍往下压,填满铁水使之充分熔合。整个底层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿。
中层填充:底部施焊完后,清除熔渣,飞溅物,并进行外观检查,发现隐患必须磨透清除后重焊,焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开。焊接时采用中间快、两边慢的运动方式,使坡口处充分熔合。该层焊接完毕,将熔渣、飞溅物清除后。
盖面:该层选用焊条直径为视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开,严禁在中层焊缝表面引弧,该盖面层焊缝应表面完整,与管道圆滑过渡,焊接完毕,清理熔渣后,用钢丝刷清理表面,并加以覆盖,以免在保温、防腐前出现锈蚀。
对工程质量的影响因素中人的影响因素其实是最主要的，从工程建设开始，我项目部便组织全员学习，使全体参建人员充分认识到，没有质量做保证，没有安全做保证，进度也难以上去。一个好焊工应具有非常强的质量意识，能够把焊接质量与个人的荣誉结合起来。要具有一个良好的职业习惯，做到焊前精心准备。同时，焊接人员要保持一个良好的、平和的心态。操作时要做到不急、不燥，真正做到精雕细刻。只有这样，焊接质量才能得到保障。严格执行国家的有关法律、和各项技术规范、标准，注重对焊接工程施工质量和工序焊接质量的控制,为天然气管网的安全运行提供可靠保障。
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