浅谈石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制

摘要：采用适当的技术措施，来对石油化工管道焊接工艺的质量加以控制，是非常有必要的。本文首先分析了石油化工管道焊接施工特点，然后详细阐述了石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制的相关要点。

关键词：石油化工；管道；焊接；质量；工艺

一、石油化工管道焊接施工特点

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。

其次在施工过程中焊材品种齐全、等级跨度较大、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，焊接工艺较为复杂，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为丰富，常用的焊接作业规程类型较为繁多。

最后焊接施工作业主要展现出其较强的流动性，对于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要点

中东地区大部属于热带沙漠气候，夏季炎热潮湿 （5～10 月），气温40.6～55.2℃，冬季（11～翌年 4 月），气温 7～20 ℃， 全年相对湿度较大， 从 1%～100%不等。全年的高温酷暑对长输管线施工进行着严酷的考验，尤其是高温高湿的天气对焊接质量产生很多不利影响。 为此， 笔者针对高热高湿的施工环境制定出独特的防范措施，提高焊接质量。

（一）做好焊接准备工作

首先，要认真分析管道焊接工程的具体情况，结合现场实地勘察，选择科学合理的焊接技术，并制定出相应的作业指导书和工程整体方案。在方案中，要全面考虑管道焊接施工中可能遇到的问题，并设置针对性的解决方案。

其次，要对管道焊接所需要用到的焊接材料、焊条、焊接工具等进行全面细致的检查，查看其是否符合施工标准和设计要求，同时，对于初次使用的材料和施工方案，必须进行焊接工艺评定，确保施工方案可以满足管道焊接的要求。然后，在一切准备完成后，要结合施工工艺，制作焊接工艺卡，在实际施工中对施工人员进行指导，保证施工的顺利进行。

（二）管道焊接常见质量通病的防治

1、焊接过程中对焊气孔的控制

（1）由于气体保护焊对风的影响特别敏感， 因此要求防风棚密封严实， 而且焊接中要用塑料布并加透明胶带对管口两端进行严密的封堵。

（2）焊工在进行引弧时要注意起弧后手部稳定，以免干伸长过长造成空气入侵。

（3）在保持焊接连续性的同时适当地拉长干伸长来降低电压，以避免气孔的产生。

（4）管道组对时，避免因为组对间隙过窄，过大的母材稀释作用而妨碍除气过程。

2、余温过高或者过低的控制

（1）在5 点钟到7 点钟仰焊位置易出现余高过高，这是因为焊工在这一空间不容易掌握熔池的变化，往往会出现摆幅变窄，焊接速度变慢的现象。

（2）在3 点钟或者9 点钟位置往往会造成余高不够甚至过低，这是因为大量的焊丝熔化的铁水由于自身重力的作用而迅速下坠，从而使熔敷金属过少而造成余高过低。

（3）要求焊工的动作要跟得上，针对不同位置的焊接特点迅速有针对性地调节焊接过程中的焊接工艺参数。

3、夹渣缺陷的控制

（1）由于药芯焊丝有焊剂和药皮，所以要求层间必须清理干净，否则易出现夹渣缺陷。

（2）全自动焊的工艺参数不得调整过大，否则会使焊道熔深过大，以至于药皮等焊渣没有浮出或吹出而产生夹渣。

4、未熔合和未焊透的控制

未熔合是在焊缝金属与母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合部分，产生未熔合原因，主要是待焊金属表面不干净；未焊透是在焊接时接头根部未完全熔透的现象，产生未焊透是焊接电流过小，钝边太大，根部间隙太小，焊接速度太快等原因造成的。

（1）未熔合的控制

①注意层间修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。

②严格按WPS要求，采用合理的焊接电流。

③正确处理钨棒的打磨角度和焊接停留时间。

（2）未焊透的控制

①加强坡口质量检查，控制合理的钝边量。

②加强装配质量检查，严把装配质量关，控制合理的错边量。

③正确处理钨棒的打磨角度。

三、石油化工管道焊接质量控制措施

（一）建立完善的质控体系

引导焊接技术人员重视焊接工作需促使其树立质量第一，兼顾工作效率的理念，完善的质控体系将能保障施工人员采用科学、合理的工作方法，严格管理、控制焊材、焊接技术以及焊接设备的质量，及时发现并处理不合理现象，以提高工作效率。在焊接操作之前需做好准备工作，包括焊接口检查、焊接前预热等，同时还应在正式施工之后，严格按照企业制定的焊接技术标准及制度性规定进行操作。结合焊接工作实际需求及现实情况，严格践行质量保障体系及质量控制机制，并对于焊接材料、焊接设备等相关的焊接工作重要组成部分进行常规检查，以确保其符合相关规定的标准。

（二）重视质控操作及焊接设备管理

焊接施工完成后需严格其后期质量检验工作，检验人员应具备相应的检验技能和专业化知识，对易出问题部位和关键环节予以仔细检查，以严谨的工作态度，定期完成焊接施工质量检验，其促进油气管道的维修工作效率提升。重视质控操作不仅需要加强质量检验工作关，还应有效控制焊接工艺，这就需要在焊接施工之前合理评定焊接工艺，进而依据油气管道现状，选择出较为科学、合理的技术方案，以求满足相关过程设计的需求。

（三）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和工程成本。因此应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等几个环节。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及设计文件要求，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。现场应设立焊材一级库和二级库，库内的温度和湿度应进行有效控制，符合要求。入库的焊接材料应该经过质量检验合格，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。

（四）对焊接过程的控制

1、管口预热和道间温度控制预热有利于去除母材表面的水分和加速氢气的逸出，从而降低焊道中裂纹的敏感性，同时能减少热影响区的硬化。管口组对完成后，其两侧各100mm范围内应进行预热，加热方法采用电中频加热器或环形火焰加热器均可。

2、焊接时，每道焊口处配置一个带排气扇的防风棚，防风棚能有效地改善焊接环境，对风沙、雨雪有明显的隔离效果，对高温高湿天气也有一定改善。防风棚的排风扇能将棚内焊接时产生的烟尘排除，有助于保持棚内阴凉干爽。

3、如果焊接过程中断，必须是在热焊层完成后中断，中断时间不得超过24h。重新焊接前，对焊道表面进行认真打磨清理，并进行表面渗透或磁粉无损探伤，在确认焊道表面无气孔、裂纹等缺陷后，方可进行加热、焊接。

结语

综上，对于新建、扩建的石油化工管道焊接施工过程中，建立焊接施工质量管理体系、实行全面质量控制，所以为保证工程质量，首先指定好焊接工艺，并且对焊接过程进行严格控制，从而保证整个工程质量，这也是各个施工单位在今后施工过程中的质量控制重点。

参考文献

杨文忠. 油气管道焊接工艺及质量控制[J]. 油气田地面工程. 2014（03）