石油化工管道焊接工藝分析及其質量控制策略分析

張衛(wèi)成

摘 要：本文第一部分依次從焊接材料、焊接方法、坡口型式及制備方法、焊縫接頭的組對要求及公差、預熱及層間溫度的要求進行石油化工管道焊接工藝分析，然后第二部分簡要分析石油化工管道焊接工藝質量控制展開本文探討。

關鍵詞：石油化工;管道;焊接工藝;質量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.053

0 引言

油化工對一個國家經濟發(fā)展至關重要，管道承載整個油化生產、儲存、運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，是運輸系統(tǒng)的核心樞紐，對油化的發(fā)展至關重要。怎樣才能進一步發(fā)揮出管道的優(yōu)勢？從工藝角度來說，要將管道的施工建設作為運輸系統(tǒng)的核心，將管道工程質量管理作為個環(huán)節(jié)連接的樞紐，基于此，筆者進行石油化工管道焊接工藝分析及其質量控制策略應用研究，希望能夠為石油化工管道的建設工作提供一定的指引和參考。

1 石油化工管道焊接工藝

1.1 焊接材料

母材及焊接材料應符合國家現(xiàn)行規(guī)范，鋼板應符合《普通碳素鋼和低合金結構鋼薄鋼板技術條件》、《普通碳素鋼和低合金結構鋼薄鋼板技術條件》、《不銹、耐酸及耐熱不起皮鋼薄鋼板技術條件》等，鋼管需要符合《無縫鋼管》、《石油裂化用鋼管》、《不銹、耐酸鋼無縫鋼管》等，焊接材料應符合《低碳鋼及低合金高強度鋼焊條》、《焊接用鋼絲》、《不銹鋼焊條》等。

焊接材料不僅需要根據(jù)管道的化學成分、機械性能進行選擇，還需要根據(jù)焊前預熱、焊后熱處理以及焊接接頭的抗裂性等綜合考慮。異種鋼材焊接時，焊接材料的選用需要注意，兩側都是非奧氏體不銹鋼時，可按照合金含量較低一側的鋼材選用。同種鋼材焊接時，焊接材料的選用需要工藝性能要良好，并且焊縫的化學成分和金屬的性能與管道相當。

1.2 焊接方法

避開應力集中區(qū)設置焊縫，焊縫的設置還需要方便于焊接和熱處理進行考慮。其次，焊縫的設置需要注意相鄰筒節(jié)組對時，縱縫之間的距離應>3倍壁厚，且≥10cm，同一筒節(jié)上兩相鄰縱縫之間的距離宜≥30cm;另外，焊縫的設置還需要注意鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子彎曲起點的距離宜≥7cm，鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子汽包的距離宜≥7cm，鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子聯(lián)箱外壁的距離宜≥7cm;鍋爐受熱面管子焊口的中心線與管子支、吊架邊緣的距離宜≥7cm以及支、吊架邊緣。此外，不宜在焊縫及其邊緣上開孔。

1.3 坡口型式及制備方法

首先，以保證焊接接頭質量進行性焊件的坡口型式和尺寸的選用，在選用過程中還需要注意一方面遵循勞動條件好、便于操作的原則，另一方面還需要遵循填充金屬量少、減少焊接變形的原則。其次，埋弧自動焊參考國家現(xiàn)行標準《埋弧自動焊焊接接頭的基本型式和尺寸》，手工電弧焊參考國家現(xiàn)行標準《手工電弧焊焊接接頭的基本型式和尺寸》。 焊件焊接前，需要將坡口2厘米范圍內的雜物、毛刺清理干凈，管子對接焊縫組對時，內壁錯邊量應在母材厚度的1/10范圍內。嚴禁在坡口之外的母材表面引弧，來避免電弧擦傷母材。

1.4 焊縫接頭的組對要求及公差

焊前預熱處理需要一方面需要根據(jù)鋼材的淬硬度、焊件厚度、焊件剛性確定，另一方面，焊前預熱處理還需要焊接方法、環(huán)境以及焊接工藝評定綜合確定。焊前預熱需要與設計文件的要求相符合，以合金鋼（C-Mo、Mn-Mo、Cr-Mo）Cr≤0.5%母材為例，焊件接頭母材厚度≥13毫米，母材最低預熱溫度為80℃。焊前預熱過程中，焊件內外壁溫度應該均勻，優(yōu)先采用電加熱法，同時合理進行焊前預熱測溫點的布置以及合理進行測溫點數(shù)量的測量。

1.5 焊后熱處理的要求

對有抗拉應力的腐蝕要求的焊縫，需要進行焊后熱處理，焊后熱處理需要與設計文件相符合，應該根據(jù)焊接性較差的一側選擇焊后熱處理溫度，需要注意的是熱處理溫度選定時需要考慮不能高于另一側鋼材的下臨界點。本工程管道材質均為20#鋼，熱處理溫度為600～650℃。管道焊縫需要采用局部加熱方式進行焊后熱處理，熱處理過程中，焊件內外壁溫度應該均勻，優(yōu)先采用電加熱法，同時合理進行性焊后熱處理測溫點的布置以及合理進行測溫點數(shù)量的測量。需要注意的是，熱處理過程中需要避免熱電偶與焊件的接觸松動。經焊后熱處理合格的部位，不得再從事焊接作業(yè)，否則應重新進行熱處理。

2 石油化工管道焊接工藝質量控制

對于石油化工管道焊接工藝質量控制，從焊接人員和作業(yè)人員的職責來說，焊接技術人員需要進行焊接技術交底和安全交底，并解決現(xiàn)場施工焊接技術問題，負責焊接工藝評定。焊接檢查需要對施工現(xiàn)場的焊接祖業(yè)展開全面檢查和質量監(jiān)控，參與焊接技術措施的審定、簽發(fā)檢查焊接文件、對焊接質量進行評定，按照技術規(guī)范、設計文件全面檢查和監(jiān)督現(xiàn)場焊接工作，對違反有關規(guī)范要求的焊接作業(yè)，及時制止。無損檢查人員需要由專業(yè)考核機構的人員擔任，對受檢部位認真檢驗、評定，簽發(fā)檢測報告必須合乎規(guī)程，杜絕一切形式的違章現(xiàn)象。焊接材料管理人員認真對待焊接材料的額入庫、驗收、保管、發(fā)放等工作。焊接熱處理人員需要經過專業(yè)培訓，并根據(jù)設計文件要求以及熱處理有關工藝規(guī)范進行管道焊縫熱處理作業(yè)。

參考文獻：

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