海洋平臺建造中焊接材料的管理及使用

，，，，

（海洋石油工程股份有限公司，天津300461）

0 前言

海洋被譽為“藍色國土”，是巨大的資源寶庫，海洋油氣產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例不斷增加。在國際油價持續(xù)低迷的大環(huán)境下，全球海洋油氣資源開發(fā)前景依然廣闊。隨著海上油氣資源開發(fā)的研發(fā)和投資力度的不斷加大，作為開采海洋油氣資源工具、實施海洋戰(zhàn)略基礎(chǔ)的海洋平臺，其深水化、大型化、復(fù)雜化趨勢顯著，加之服役環(huán)境惡劣，其對焊接的要求也更為嚴苛，而加強焊材管理是保證海洋平臺結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1 海洋平臺建造中焊接材料的管理

海洋平臺陸地建造工程項目中，嚴格管理焊接材料的采購、驗收、儲存及保管是項目質(zhì)量控制的重要關(guān)卡，是保證焊接材料以良好狀態(tài)進入項目施工現(xiàn)場的關(guān)鍵。焊接材料管理水平的高低直接決定海洋平臺建造焊接質(zhì)量能否達到設(shè)計要求。

1.1 焊接材料的采購及驗收[1-2]

焊接材料采購及驗收入庫前，除需確認焊接材料制造廠的質(zhì)量保證體系是否完整、焊接材料的包裝和標識等外，應(yīng)根據(jù)國家標準、驗收標準以及公司制定的焊接材料管理程序檢查或復(fù)驗焊接材料的性能。具體要求如下：

（1）焊材制造廠的質(zhì)量保證體系。

焊接材料制造廠具有完整的質(zhì)量保證體系是制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的重要保證，通過質(zhì)量保證大綱的運轉(zhuǎn)來保證產(chǎn)品符合標準要求。

焊接材料的采購中需確認焊材制造廠的質(zhì)量保證大綱與己方具體要求一致。如在分銷商購進散裝焊接材料或使用新標簽重新包裝的情況下，需確認分銷商的控制體系是否能保證對原制造廠相關(guān)記錄的可追溯性。

焊接材料的驗收中必須嚴格按BS EN 10204-2004 Metallic products-Types of inspection documents（金屬產(chǎn)品—檢驗文件的類型）4.1 Inspection certificate 3.1“type 3.1”（檢驗證明書 3.1）進行證書驗收，產(chǎn)品說明書、合格證以及質(zhì)量保證書等供貨文件齊全。

（2）焊接材料的包裝和標識。

所有焊接材料應(yīng)具有能夠防止常規(guī)條件下運輸、儲存時損壞的合理包裝。單位包裝件表面必須有清晰的標識，至少包含：a.標準（GB或AWS）和分類級別；b.供應(yīng)商的名稱和焊材名稱；c.標準尺寸和規(guī)格；d.批號，控制號或爐號，生產(chǎn)線（如適用）；e.產(chǎn)地，生產(chǎn)日期，有效期。

（3）焊接材料試驗及復(fù)驗。

根據(jù)AWS A5.01-2013 Welding Consumables-Procurement of Filler Metals and Fluxes（填充金屬導(dǎo)購準則）對采購的焊接材料抽取樣品進行必要的試驗，以檢驗焊接材料的焊接工藝性、力學(xué)性能、化學(xué)成分及耐腐蝕性等性能滿足要求。

進入施工現(xiàn)場的焊接材料必須按相關(guān)標準或訂貨協(xié)議進行復(fù)驗，復(fù)驗合格后加貼合格標記、注明批號，辦理入庫手續(xù)。常用的焊接材料應(yīng)每年復(fù)驗一次（焊接工藝評定試驗可以代替復(fù)驗），需要復(fù)驗的焊接材料嚴禁直接發(fā)放給施工部門使用。焊接材料的復(fù)驗結(jié)果必須由指定部門存檔，以備檢查。

1.2 焊接材料的儲存及保管

驗收合格的焊材進入一級庫，庫管員將每種類型的焊條、焊絲和焊劑根據(jù)其品種、牌號、規(guī)格及驗號（年號-進場批號，同一批進廠的焊材，只要牌號、批號、規(guī)格、產(chǎn)地其中一項不同，材料庫管員都要分別給定不同驗號）進行入庫登記，并有序堆放。

倉庫內(nèi)應(yīng)保持干燥、清潔、通風(fēng)，要有溫度及濕度記錄儀。倉庫內(nèi)相對濕度不得大于60%，溫度不得低于5℃。庫管員要每天對濕度、溫度進行記錄存檔。庫管員應(yīng)對焊材進行周期性檢查，焊條每季度檢查一次，焊絲、焊劑則每半年檢查一次，如果有質(zhì)量問題及時上報焊接工程師，以便處理。

嚴禁焊材直接堆放在地面上，必須使用木板或者木架墊高，應(yīng)距離地面和墻壁0.3 m以上，使上下左右空氣流通。

焊材的密封包裝應(yīng)隨用隨開，避免焊接材料的機械損傷。焊條的存放時間不宜過長，遵循先入庫先使用原則。

2 海洋平臺建造中焊接材料的使用

各施工場地及施工船舶上設(shè)置二級庫，各二級庫的容量、環(huán)境條件、人員配置和管理水平應(yīng)滿足各場地和船舶的施工要求以及一級庫的各項要求。同時，建立良好的發(fā)放、領(lǐng)用、烘焙及回收制度。

2.1 焊接材料用量的計算[3-4]

焊接材料消耗定額的計算是做好生產(chǎn)準備工作，保證項目如期完成的重要保證。目前計算焊材用量主要有兩種方式：一種是根據(jù)經(jīng)驗公式，粗略計算焊層面積來計算焊材用量；另一種是直接查找經(jīng)驗表獲得焊材質(zhì)量。

在海洋平臺建造中選用焊接材料的總體原則是立足國內(nèi)產(chǎn)品，對于特殊材料、特殊要求的工程及考慮焊接效率等因素，國內(nèi)沒有相適應(yīng)的產(chǎn)品時，選用國外焊接材料。焊接材料的種類主要有焊條電弧焊的焊條、氣體保護焊的實心/藥芯焊絲、氬弧焊的焊絲、埋弧焊的焊絲及焊劑。其用量計算大致相同，是以焊縫熔敷金屬質(zhì)量或焊劑的消耗量加上焊接過程中無法避免的損耗。計算公式為

式中 Cx為焊接材料消耗定額；Pf為每米焊縫熔敷質(zhì)量，由焊縫熔敷金屬橫截面面積乘以熔敷金屬的密度得出；Kh為定額計算系數(shù)，可查詢焊接手冊；Lh為焊件焊縫長度。

2.2 焊接材料的烘焙及領(lǐng)取

（1）焊接材料的烘焙[5]。

海洋平臺建造中焊材使用單位按需提前8 h填寫焊材烘干通知單，庫管員按預(yù)約烘干焊材并對焊材烘干情況進行記錄存檔。所有焊條及焊劑（包括新打開包裝的焊劑）必須按焊材生產(chǎn)廠家推薦的烘干溫度及AWS D1.1-2010 Structural Welding code Steel section 5.3的要求進行烘干。海洋平臺項目中常用的符合ANSI/AWS A5.1和ANSI/AWS A5.5要求的低氫焊條進行烘干，如表1所示。

表1 低氫焊條烘干和保溫

焊條在烘干箱內(nèi)應(yīng)按照牌號、規(guī)格分別擺放，并按層整齊碼放。為使加熱均勻，濕氣易排出，最大碼放層數(shù)為4層；烘干好的焊條從烘箱取出后，在使用前根據(jù)牌號和尺寸彼此遠離，有序地放置在120℃保溫箱內(nèi)進行保溫。

海洋平臺建造中常用焊劑需按如表2所示的要求進行烘干。

表2 焊劑烘干和保溫

（2）焊接材料的領(lǐng)取。

所有焊接材料的領(lǐng)取必須填寫焊材發(fā)放記錄，該記錄應(yīng)完整保存在相應(yīng)的焊接材料倉庫內(nèi)，以備定期檢查。

a.烘焙焊條的領(lǐng)取。焊工領(lǐng)用焊條時需佩戴焊工證，憑庫管部門印發(fā)的焊材領(lǐng)用卡，依據(jù)施工料單進行領(lǐng)取。同時，根據(jù)焊材領(lǐng)用卡存根，如數(shù)退回未用完的焊條頭。若無焊條頭或存根一律不準領(lǐng)取焊條。首次領(lǐng)取焊條的焊工（無焊條頭）需持有施工證明方可領(lǐng)取。

b.焊絲的領(lǐng)取。焊工領(lǐng)用焊絲時需佩戴焊工證，憑庫管部門印發(fā)的焊材領(lǐng)用卡、焊絲包裝盒及焊絲滾軸領(lǐng)取。首次領(lǐng)取或者增加焊絲數(shù)量的需持有施工證明方可領(lǐng)取。不同項目需依據(jù)施工料單分別領(lǐng)取焊絲，嚴禁混用。焊絲滾軸如數(shù)退回，如無焊絲滾軸或存根一律不準領(lǐng)取。

c.焊劑的領(lǐng)取。施工單位憑庫管部門印發(fā)的焊材領(lǐng)用卡，依據(jù)施工料單自行領(lǐng)取。

2.3 海洋平臺建造施工現(xiàn)場的焊接材料管理

焊工須按正式批準的焊接工藝規(guī)程正確使用焊材并杜絕浪費，碳鋼、低合金鋼焊條剩余長度不得超過50mm；不銹鋼焊條剩余長度不超過100mm；在不影響正常送絲的情況下，要用完每盤CO2藥芯焊絲、自保護藥芯焊絲、埋弧焊焊絲；氬弧焊絲剩余長度不得超過100 mm。每一個班次的焊接工作結(jié)束后，焊工或者焊接操作者應(yīng)歸還剩余的焊材至倉庫。對于不同焊接材料的其他管理條款如下所述。

（1）焊條。

a.焊條應(yīng)放置在焊條保溫筒內(nèi)，焊條保溫筒的溫度應(yīng)不低于75℃，一次焊材發(fā)放量不得超過4 h的使用量。不同類型的焊條可以放置在同一保溫桶中，但是必須保證有正確的方法使之隔離區(qū)分。

b.保溫筒內(nèi)未使用完的焊條超過4 h應(yīng)放至烘箱內(nèi)重新烘干。庫管員將剩余焊條根數(shù)填入焊材發(fā)放記錄中。

c.回收的剩余焊條需放在指定地點以便識別烘干次數(shù)。重復(fù)烘干的焊條應(yīng)優(yōu)先發(fā)放，再次烘干次數(shù)不應(yīng)超過一次。

（2）焊絲。

a.藥芯焊絲要注意防潮以獲得滿意的性能和焊接效果。如果長時間暴露于大氣中，焊絲內(nèi)的藥芯會吸潮，從而提高焊絲水分含量。所有的實心焊絲在使用前都必須認真檢查表面是否遭受腐蝕，確認后才允許發(fā)放至施工現(xiàn)場。

b.焊工及焊接操作者應(yīng)將未使用的焊絲存放于干燥的場所，未存放于干燥場所，并且未被下個班次使用的藥芯焊絲不允許第二天繼續(xù)使用。

c.焊接作業(yè)時，焊絲送絲機應(yīng)蓋好遮蓋板以防雨天焊絲被雨淋濕。焊工在雨后應(yīng)檢查焊絲，嚴禁使用生銹焊絲。

d.埋弧焊焊絲應(yīng)避免放置在大氣或者潮濕環(huán)境以免其性能受到影響。使用前檢查其表面是否生銹或有其他污染。同時，在每一施工班次結(jié)束后進行遮蓋。焊絲和焊劑的匹配應(yīng)符合最新版本ANSI/AWS A5.17（埋弧焊碳鋼焊絲和焊劑規(guī)范）的要求。

（3）焊劑。

a.埋弧焊用焊劑應(yīng)純凈、干燥，嚴禁被污物/碎片或者其他外來雜質(zhì)污染。所有購買的焊劑包裝完好，包裝破損的焊劑應(yīng)退回給供貨商或丟棄，或者按表2要求烘干后才可以使用。

b.焊劑烘干后，在發(fā)放和使用時應(yīng)存放在密閉的保溫桶中。如果焊劑在保溫桶中時間超過4 h，則需要放入烘箱再次烘干。

c.焊接過程中通過真空吸附回收裝置或手工收集立即回收的焊劑，采用空隙約3 mm的篩子去除渣殼、碎粉或其他外來異物的焊劑可以再次使用，但至少應(yīng)與50%的新焊劑混合在一起使用。

d.每天焊接作業(yè)結(jié)束后要清空埋弧焊機上所有的焊劑給料盒（漏斗），第二天工作時要置換上焊劑干燥箱中新的焊劑。

3 結(jié)論

海洋平臺結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量是整個工程的生命線，而焊接材料的采購、驗收、儲存保管以及使用的有效管理在項目的焊接質(zhì)量控制及成本控制中起著十分重要的作用。針對海洋平臺建造特點總結(jié)了項目中焊接材料的管理及使用，以期為類似項目的焊接材料管理工作提供指導(dǎo)和借鑒。

[1]BS EN10204 Metallic products-Types of inspection documents[S].2004.

[2]AWS A5.01 Welding Consumables-Procurement of Filler Metals and Fluxes[S].2013.

[3]王成文.焊接材料手冊及工程應(yīng)用案例[M].山西：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[4]虞明星，李淑民，宋崢嶸，等.海洋平臺導(dǎo)管架建造焊材消耗定額統(tǒng)計[J].焊接工藝，2011，40（6）：48-50.

[5]AWS D1.1/D1.1M Structural welding code-steel[S].2010.