石油化工鋼結構焊縫的質量控制研究

姜悅

摘 要：近幾年，我國石油化工業建設中對于鋼結構質量的關注越來越多，要想進一步落實經濟發展目標，實現產業的可持續發展，就要積極建構系統化的質量管理機制，確保管控措施和管理要求之間的協同性，也為鋼結構連接效果的升級奠定堅實基礎。文章對石油化工鋼結構焊縫裂縫問題進行了簡要分析，并集中闡釋了石油化工鋼結構焊縫質量控制措施，旨在為企業提供更加有價值的質量管理建議，以供參考。

關鍵詞：石油化工；鋼結構；焊縫；問題；質量管理

中圖分類號：TE9 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0080-02

在石油化工常規化工作體系中，金屬是重要的工程結構材料，使用頻率和管控價值都較高，結構本身具有耐腐蝕性以及耐高溫的優勢。在眾多金屬材料中，鋼結構是一種較為新型的結構，應用范圍也較為廣泛，但是，在焊接操作中，會出現焊接缺陷，使得整個鋼結構的安全性和穩定性受到影響。

1 石油化工鋼結構焊縫裂縫問題

造成鋼結構焊縫裂縫的原因較多，其中，冷裂紋、熱裂紋、層狀裂紋以及再熱裂紋等較為常見，會對鋼結構的安全性和穩定性造成嚴重的影響，需要技術人員結合實際問題進行系統化整合，確保質量符合實際標準。

1.1 石油化工鋼結構焊縫裂縫之冷裂紋

冷裂縫會導致鋼結構的焊縫出現大面積裂縫，而形成冷裂紋的原因主要涉及鋼材料淬硬組織以及鋼結構焊接接頭含氫量等，并且，焊接接頭拘束能力不強也可能導致鋼結構焊縫出現裂紋。究其原因，焊接接頭是鋼結構焊縫中較為常見的結構，若是處在較快的冷卻環境中，就自然會形成淬硬組織，而組織內部會出現空位及晶格缺陷，且數量較多，若再加上外界應力作用，則會導致其出現大面積的聚集和位移變化，最后形成了較多的冷裂縫結構。另外，若是鋼結構材料中氫含量出現超標問題，就會導致鋼結構焊縫出現冷裂紋，影響其整體實效性和穩定性。

1.2 石油化工鋼結構焊縫裂縫之熱裂紋

在石油化工鋼結構焊縫的原因分析過程中，熱裂紋較為常見，而其產生的原因主要是由于焊接熔池結晶過程出現了嚴重的偏析問題，導致整體析出結構和參數不符合實際要求。也就是說，低熔點的共晶結構和雜質結構會在焊接熔池結晶的過程中展現出液態間層形式，大面積偏析現象出現就會對其發展和應用結構造成影響。因此，在焊接熔池凝固后，整體結構的焊縫強度逐漸降低，焊接應力若是擴大，則會出現狀態間層和剛凝固的固態金屬彼此分離拉開的狀態，隨即就會產生鋼結構裂紋。除此之外，導致固態金屬分離拉開的原因也是由于母材晶界上存在低熔點的共晶和雜質，會對整個焊接過程造成影響，甚至導致焊接拉應力迅速增大，從而產生了裂縫結構[1]。

1.3 石油化工鋼結構焊縫裂縫之層狀裂紋

在石油化工鋼結構處理過程中，造成焊縫裂縫的原因中，層狀裂紋也較為常見，層狀撕裂主要存在于鋼結構的基材中，表面呈現的是纖維狀，內部則存在階梯狀縱向面結構。也就是說，在整個鋼結構中，層狀撕裂狀態會常常出現在焊腳的位置，基本都集中在整個鋼結構系統的熱影響區之外。另外，若是鋼板材質較厚，則更加容易出現層狀撕裂問題，直接影響焊接應力，也會加重焊接變形問題的發生幾率。

1.4 石油化工鋼結構焊縫裂縫之再熱裂紋

在對鋼結構予以全面分析時，再熱裂紋也是較為常見的影響因素。一般而言，再熱裂紋的產生原因中結構內部物質因素占主導。焊接人員在對鋼結構焊接裂紋進行二次加熱的過程中，若是其內部存在碳化物超標亦或是飽和狀態，都會出現析出問題，直接影響鋼結構晶體的內部情況。而在加熱結束后，應力出現松弛，使得鋼結構的應變能力大大超過了晶界塑性自身的極限范圍，導致焊接多余應力產生了堆積，且都集中在鋼結構的二次焊縫結構上，也就直接導致鋼結構焊縫出現裂縫。基于此，再熱裂紋是應力瞬時堆積導致的，需要焊接人員對其給予高度關注，并且積極落實更加系統化的管控和處理機制，為石油化工鋼結構質量升級奠定堅實基礎[2]。

2 石油化工鋼結構焊縫質量控制措施

為了進一步保證石油化工鋼結構應用效果的全面優化，要針對具體問題建立具有實效性的管控措施，積極踐行完整的處理機制，尤其是對鋼結構焊縫裂紋的處理，要從根源出發，保證質量控制效果的最優化[3]。

2.1 鋼結構冷裂紋質量控制機制

在冷裂紋處理過程中，焊接人員要對影響因素進行整合，建立針對性的處理和控制措施，保證質量控制效果和應用機制符合實際焊接要求，從石油化工鋼結構質量要求出發，確保質量控制措施貼合實際需求，進一步優化鋼結構質量，從而充分發揮鋼結構的實際應用價值。在應用相關策略，要對冷裂紋焊縫缺陷展開深度分析，也就是說，要保證處理效果和質量控制機制貼合實際。焊接人員在對鋼結構進行焊接操作之前，要結合環境和鋼結構自身的性質，對其進行有效的預熱操作，預熱時間和預熱部位都要符合標準，嚴格按照焊接規范要求展開預熱操作，保證預熱效果的同時，為下一步操作提供保障，實現全過程質量控制。預熱操作能引導氫分子及時逸出，減少其出現大量堆積的問題。另外，焊接人員在實際焊接操作過程中，要盡量采用堿性性質比較好的焊條材料，這不僅僅能有效對焊縫中氧的擴散量進行整合，也能進一步提高質量控制效果，從而避免冷裂紋的出現，優化防治體系的運行水平[4]。

2.2 鋼結構熱裂紋質量控制機制

由于熱裂紋較為常見，因此，在處理過程中，焊接人員要從源頭控制焊接操作的質量，按照標準化操作流程有序開展質量管控工作，確保應用體系和控制效果的最優化。要想從根本上提高熱裂紋質量控制效果，就要積極落實有效的材料處理機制，尤其是對母材和焊接材料中的有害雜質展開深度分析和集中整合，保證處理效果和質量控制水平符合標準，焊接人員要落實精細化管理機制，對其中具體參數的含量予以高度關注，尤其要對材料中存在的磷元素含量以及硫元素含量展開集中控制，有效規定了標準參數[5]。究其原因，主要是因為若是鋼結構中含有較高數值的雜質元素，會對整個鋼結構焊接性能造成惡劣的影響，甚至會導致質量變差。另外，也要對材料中的碳元素進行有效控制，保持在合理的元素數值范圍內，有效減少鋼結構熱裂紋的敏感性，從而提高質量控制水平。需要注意的是，在對鋼結構材質進行判定的過程中，若是存在堿性焊條，則能有效減少焊縫中雜質的含量，為質量優化提供良好的反應環境，并且確保結晶偏析程度有所變化。除此之外，焊接人員在具體操作過程中，也要結合實際情況進行統籌分析，確保及時對焊縫形狀系數展開多元化調研和分析，按照標準化流程以及規范對其進行全面調整，結合焊接順序展開具體操作，且要系統化分析現場的實際情況，從而建立健全動態化焊接工藝，為鋼結構整體質量優化奠定堅實基礎[6]。endprint

2.3 鋼結構再熱裂紋質量控制機制

除了要對冷裂紋、熱裂紋進行綜合處理外，焊接人員也要高度關注再熱裂紋的質量控制機制，確保管理效果的最優化。要想提要質量控制水平，就要對構件應力予以全面控制，從而一定程度上改善鋼結構材料熱粗晶區的塑性情況。構件預熱溫度升高時進行鋼結構的焊接，而在焊接結束后要對構件進行冷卻，保證其滿足設計要求，只有選擇性能符合要求的焊接材料，才能一定程度上保證焊接質量符合標準。并且，在實際焊接操作過程中，焊接人員要集中強化對于溫度的控制效果，有效對構件予以綜合的退火處理，確保鋼結構的整體狀態和應用環境的穩定性，且能一定程度上提高鋼結構焊縫的高溫巖性[7]。需要注意的是，對于特殊材質的鋼結構材料而言，要想提高質量控制效果，就要積極落實更加有效的熱處理機制，避免材料出現問題，也能有效管理材料，保證其再加熱后敏感區域不會受到破壞，優化試驗操作的同時，從根本上提高質量控制效果，避免再熱裂紋裂縫出現。相關焊接人員也要按照標準化需求對焊條質量進行約束，減少熱處理中存在的應力松弛問題，提高結構應用的效果和整體水平，為石油化工鋼結構質量優化提供保障。

3 結束語

總而言之，在石油化工鋼結構焊縫質量控制體系中，要對實際問題進行整合，提高控制機制和質量管理措施，確保強度分析符合標準，焊接人員要在規范操作行為的基礎上，及時解決相關問題，優化質量的同時，保證處理效果符合標準，為石油化工鋼結構制備的可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

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[4]杜濤，崔士起，張秀芹，等.鋼結構焊縫超聲波探傷結果影響因素的介紹[J].四川建筑科學研究，2015，33（04）：110-112.

[5]李傳金.淺談石油化工鋼結構焊縫的質量控制[J].石化技術，

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[7]王玉利，田質棚.鋼結構T形接頭對接焊縫超聲波檢測方法選擇[J].無損檢測，2014，26（05）：270-272.endprint