探索石油化工管道焊接工艺与质量控制

发表时间:2021/7/5   来源:《工程建设标准化》2021年3月第5期   作者:杨勇 宋文涛 郭强
[导读] 石油化工行业的发展关系到我国整体经济建设的发展速度和发展方向
        杨勇  宋文涛  郭强
        中国石油管道局工程有限公司第四分公司  河北 廊坊   065000
                
        
        摘要:石油化工行业的发展关系到我国整体经济建设的发展速度和发展方向,同时关系到我国各行业的发展进程。在新经济体制的大环境下,我国的石油化工业得到快速发展,在国家经济中占据了重要地位。对于石油化工企业来说,在企业运营和发展过程中,管道建设起着不可替代的重要作用,一旦出现管道焊接问题,就会对企业经济效益造成严重冲击,也会影响到人们的人身安全,因此,各石油化工企业应对管道焊接工艺与质量控制给予充分重视,以便不断强化管道建设质量,促进企业健康发展。
        关键词:石油化工;管道焊接工艺;质量控制
        引言
        时代的进步,科技的发展给予了我国各行业新的发展机遇和发展空间,加速我国快速进入现代化发展阶段。目前管道焊接所采用的工艺和管道质量已经成为了人们所关注的焦点,质量问题也成为了石油化工行业需要着重解决的一个重点问题,如何在易燃易爆的环境下提高石油化工管道的焊接质量,是关系着石油化工产业生产效益的首要问题。
        1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石油化工管道焊接质量控制措施
        2.1提高焊接技术人员专业素养
        焊接技术人员作为燃气管道焊接施工的直接操作者,在燃气管道安装过程中起到重要作用,焊工的个人专业素质在很大程度上决定燃气管道焊接质量。在实际的燃气管道焊接过程中,焊接技术人员冷却操作时间不达标是造成管道焊接问题的主要原因,这反映出焊接技术人员缺乏应有的工作责任心,导致焊接质量不合格。因此,要想从根本上提高燃气管道焊接质量,必须对焊接过程进行管理控制,定期组织焊接技术人员开展专业技术培训,不断提高其焊接技术水平,使焊接技术人员能够凭证上岗,专人专职,严格按照规范焊接技术流程进行焊接作业,并安排专人负责对管道焊接进行验收管理,从而保证燃气管道焊接的质量。


        2.2谨慎选择施工材料与设备
        对于石油化工管道焊接的施工过程而言,施工材料与设备的选择影响着整个施工环节的顺利进行以及最后的施工质量,并且这对于施工质量而言是具有决定性的作用的。为了保证施工过程的安全性以及施工质量的优良性,在施工过程中务必要确保施工材料与设备的质量,以此来确保施工工艺的完善。首先,对于施工材料而言,在石油化工管道的焊接过程中,要用到许多施工材料,其中主要包括了金属管以及非金属管这两个大类。如果对这两个大类进行细分的话,还可以分成钢管、橡胶管、塑料管、石棉水泥管、PVC管等等,除了上述材料之外,所有的施工材料都需要进行慎重的选择与采购,务必要使施工材料的选择满足施工要求。企业在进行施工材料采购之前,必须要对材料市场进行一个全面而详细的了解,要对供货商进行仔细的甄选。除此之外,还要严格确保材料不受外界因素的影响,避免出现材料断裂、老化的现象。
        2.3着力提升焊缝接头性能
        1.优化变壁厚焊口内坡口形式。变壁厚焊口内对齐焊接可以有效降低不等壁厚焊缝应力集中和现场施工的困难,提升现场焊接质量,应尽量采用工厂预制的方法对热煨弯头等管端壁厚进行处理,实现现场等壁厚焊接。2.严格限定钢管强度波动范围。高钢级管道焊接接头低强匹配降低了焊缝抗断裂能力。石油化工工程通过减小母材强度波动范围(屈服强度波动范围由150MPa降低至135MPa,抗拉强度波动范围由200MPa降低至155MPa),保证了管材与焊材的强度匹配,提升了焊接接头质量,应进一步研究缩小钢管屈服强度波动范围的技术经济可行性。3.提高高钢级管道焊接接头抗断裂能力。通过焊接材料性能、钢管实物强度的匹配,结合焊接热影响区的试验,全面分析强度匹配和热影响区软化对焊接接头应变能力的影响,规定钢管化学成分、强度以及不同焊接条件下热影响区所允许的软化限值,结合焊接工艺的优化,使环焊缝具有一定的应变能力,为管道安全运营提供保障。4.降低管道连头焊接残余应力。长输管道连头、死口等焊后残余应力大,导致腐蚀抗力和疲劳强度等力学性能差,成为管道薄弱环节。对管道连头焊接残余应力的产生与分布进行模拟仿真,通过焊接过程控制(如焊后热处理)及超声喷丸改善焊接接头及附近区域残余应力场,形成连头焊接残余应力控制技术,降低管道连头焊接残余应力。
        2.4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。
        结语
        总而言之,在石油化工企业中,必须严格执行对石油化工管道焊接质量的控制,确保管道焊接质量满足管道建设要求标准,只有这样,才能保证化工石油企业的持续发展,在此基础上,促进石油化工企业的健康良性发展。
        参考文献
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