张贺
天津联维乙烯工程有限公司 天津 300270
摘要：管道焊接工艺质量直接关系到石油化工管道的整体运行质量，在石油运输中起着至关重要的作用。基于此，本文详细探讨了石油化工管道焊接工艺与质量控制策略。
关键词：石油化工管道；焊接工艺；质量控制
随着对化工产品、石油和天然气需求的不断增加，石油化工管道的工作压力也越来越大，许多危害、易燃易爆物品需要通过管道才能运输，对石油管道的安全构成了极大的威胁。另外，目前石油管道焊接存在诸多弊端，经常伴有焊接断裂及裂缝，给石油等物质的运输带来很大的安全隐患。面对这种情况，应更加注重对石油化工管道焊接工艺及其质量控制的分析。
一、石油化工管道焊接施工特点
石油化工管道在焊接施工中呈现出较为明显的特点：首先，其管材钢级的跨度较大，在规格上种类较多，钢级、管径、壁厚等方面等级跨度不等，规格型号有较大的选择空间。其次，在施工中焊材品种齐全、等级跨度大、多种规格，焊条、焊丝等类型多样，其力学上的等级跨度应与管材钢级一致；但在焊条规格上大多为3.2mm和4.0mm，焊丝规格则有选择余地。再次，焊接方法多样，焊接工艺较复杂，随着先进技术的引进，逐渐使焊接方法倾向于自动化方向，而焊接工艺理论知识较丰富，常用的焊接作业规程类型较繁多。最后，焊接施工作业主要展现出其较强的流动性，对焊接工艺的顺序性要求较高，给确保焊接质量控制带来挑战，并且石油化工管道施工现场地形地貌起伏明显，将会影响到管口组对和焊接质量，更有甚者在野外作业时遇到风、雨、雪等自然环境变化，将会为焊接工艺的施展和焊接质控带来不利影响。
二、石油化工管道焊接工艺
1、底层焊接工艺。在这种焊接方法的支持下，有利于优化焊接接头的服务功能，提高构件的焊接重量。其中，氩弧焊打底是主要的底层焊接工艺。操作中需从底部开始一直到顶部，并在角磨机的作用下完成点焊作业计划，增强打磨出坡口的适用性。焊接操作中所有的焊缝应保持均匀焊透，但应避免焊穿。同时，为确保底层焊接工艺使用中能达到预期效果，需明确以下注意事项：①氩弧打底焊接操作实施前，为提高氩气的纯度，应进行试焊作业，避免氩气中包含相关的杂质。②为避免风对管道焊接质量造成一定的影响，需在焊接操作中充分发挥挡板作用，利用围挡方式优化管道的焊接质量。③石油化工管道焊接工艺使用中可能会出现底部下陷、顶部内陷的现象，影响着管道的焊接质量。因此，需利用角磨机的作用对焊缝焊条的接头位置进行有效打磨，并对完成焊接后的管道焊接质量进行严格检查，避免管道使用中产生焊接质量问题。
2、中层焊接工艺。中层施焊是管道焊接基本工艺流程的第二项工作，进行中层施焊前要先清除杂物，检查外观，必须确保母材与焊缝交接处的清洁度。底层焊缝接头和焊缝接头的错开距离不能低于10mm，若管道的管壁厚度是9mm，此时的焊缝层应分为三层，即底层、中层与盖面层，必须将中层的焊条直径控制在3～5mm之间，然后选用直线型运条，不能在焊缝的焊接层表面引弧，中层施焊工作完毕后，要先清除熔渣和其他飞溅物，然后再检查焊缝质量，若发现存在问题必须立刻重新施焊并做好验收工作，以保证中层施焊的工作质量。
3、盖面焊接工艺。对于盖面的焊接，需结合焊缝的厚度来选择合适的焊条，这有助于保障焊接质量，拓展盖面焊接工艺的应用面。在焊接实施过程中，要使中层焊缝和焊条起弧及收弧位置接头错开，避免出现引弧现象。同时，盖面焊接需保证盖面表面的完整性，并控制好焊缝宽度与破口间的距离，焊缝加强高度要控制在1.6～2.5 mm范围内。
另外，为防止盖面焊缝表面出现裂纹及气孔等问题，要从根源上确保盖面质量的可靠性，同样，在完成焊接作业后，要清理掉焊接过程中遗留的焊渣，以及焊缝上的残留物，并做好复查和保护工作，避免盖面焊接质量受到影响。
三、石油化工管道焊接中出现的问题
1、未焊透。形成未完全焊透的原因有：首先，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；其次，坡口的加工质量不规范，角度过小、钝边过厚或间隙不足等；最后，焊接作业人员未严格执行焊接工艺，导致在电焊时电流过小熔深浅，电线能量输入不足等。
2、裂缝。就焊接裂缝问题而言,其属于影响焊接质量的主要原因,选择焊接材料质量较差,其中包含许多的杂质成分,那么就可能引起焊接裂缝。尤其是部分杂质成本含量较高的钢材,若焊接操作方式存在错误的情况,如预热和退火不及时等,均会产生焊缝问题。
3、气孔。气孔是指熔池中的气体在熔化金属凝固前未逸出，进而形成气孔。气孔的类型主要有深度极大的柱孔、面积较大的圆孔、危害性较小的其他气孔，有些气孔甚至还会产生止裂倾向。气孔产生的原因包括：①未对坡口、焊材进行全面的清洁处理，存在油污、铁锈等杂质；②焊接时，电源电压不稳定，焊接电流不稳定；③焊接速度过快；④焊接过程中采用的保护方式不合理。
四、石油化工管道焊接质量控制策略
1、构建质量保证系统。在进行石油化工管道焊接工作时，为保证管道焊接质量，要构建质量保证体系，建立合理化的质量标准，焊接机构和焊接工作人员在进行焊接作业时，要保证其坚持在质量第一的基础上来进行焊接。在实际焊接时，首先，要构建合理的计划和目标，在建立目标和计划的基础上来进行实际焊接工作，在焊接完毕后，要对石油化工管道的质量进行检查，保证焊接的环保性。其次，对焊接的材料、焊形式、技术等，要保证其具有实际应用性。在实际应用过程中，对于不合理的地方要及时改进。在焊接完毕后，对焊接管道进行检查，可用不利于分层次的焊接质量检测方法来进行检测，发现问题及时解决。
2、严格审查焊接工作人员的资质。当前焊接技术倾向于自动化方向，但在管道焊接工艺上仍然要依赖人工操作，因而焊接质量将会受到焊接技术人员专业能力和技术水平的制约。为了提高焊接质控水平，需严格审查焊接工作人员的资质，并对现有的施工人员予以强化培训，从施工主体上进行焊接质控把关。焊接工作若处于野外作业，需采取防风棚或保温棚，若周围气温低于零下20℃需采取小流水作业方式，这种情形的存在将会为焊接工作带来一定的难度，需要焊接工作人员具有较强的专业技能才能符合焊接质控要求，因而严格审查焊接工作人员的资质具有现实意义。
3、焊接材料控制。焊接材料是焊接质量保证的基本条件，焊接材料的质量和正确使用直接影响到焊接质量及工程成本。因此，应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等。焊接材料必须要有质量证明书，化学成分及机械性能符合有关标准和设计文件要求，用于高温高压及有毒有害介质的合金材料还应做光谱分析确认，经检验不合格材料严禁入库和使用。现场应设立焊材一、二级库，并有效控制库内温度和湿度，且符合要求。入库的焊接材料应经过质量检验合格，有材料标记号、建帐立卡，按品种、规格、分区堆放。焊条使用前应进行烘干并做好焊条烘干记录。
4、控制焊接工艺。首先，正式焊接前，要做好焊接工艺评定工作，在此基础上来制作工艺指导书，帮助焊接人员更好地了解施工要点和注意事项，从而确保焊接质量；其次，在选择焊接技术和制定焊接方案时，要充分参考焊接工艺评定结果，并根据管道焊接的具体情况来进行选择；再次，确保焊接材料质量合格，焊接方法得当，两者均与焊接施工要求相适应；最后，不同的焊缝要配有相应的焊接工艺卡，便于施工人员进行参考，同时要做好施工记录，为后期的维修和养护打好基础。
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(07).
[2]刘庆义.石油化工管道焊接工艺与质量控制对策探究[J].商品与质量,2016(01).
[3]谢兰贺.石油化工管道焊接工艺与质量控制对策探究[J].化工管理,2016(06).