高壓壁厚管道的焊接質(zhì)量控制

平志春

摘要：在新時代的背景下，工業(yè)生產(chǎn)正在不斷地發(fā)展。高壓壁厚管道成為了目前焊接過程中的代表性內(nèi)容。正是因為高壓壁厚管道焊接工作的難度系數(shù)較高，在使用的過程中也會產(chǎn)生諸多影響。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，高壓管道應(yīng)用的范圍已經(jīng)非常廣泛。許多生產(chǎn)者已經(jīng)采用10-100MPa的高壓進行加工。連接高壓化工生產(chǎn)裝置將會在高壓化工生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。（高壓管道定義，壁厚分類范圍）

關(guān)鍵詞：高壓壁厚;管道焊接;焊接質(zhì)量;質(zhì)量控制

引言：針對石化行業(yè)高壓管道范圍引用

目前，高壓管道焊接的實施已經(jīng)受到了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。因此，國家有關(guān)部門需要通過頒布不同的法令來提升高壓壁厚管道焊接的質(zhì)量。在廣大石化行業(yè)發(fā)展的過程中，主要針對高壓管道提出了系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)建造、系統(tǒng)組裝和系統(tǒng)試驗要求等諸多方面的內(nèi)容。廣大石油化工化工企業(yè)都沒有對高壓管道的使用管理、運行維護和修理檢驗等方面進行全面的分析。行業(yè)內(nèi)部的人員通過頒布《工業(yè)管道維護檢修規(guī)程》和《工業(yè)管道技術(shù)管理規(guī)定》等內(nèi)容來有效地控制高壓壁厚管道的焊接質(zhì)量。

1.高壓壁厚管道概述（概述描述不清晰，無概念，高壓壁厚是管道一部分特殊一道控制工序，是對所有工序引導(dǎo)方向，各類材料壁厚介紹，規(guī)范里有明確的提示要求，參考）

高壓壁厚管道作為一種特殊的工序，在焊接的過程中一直發(fā)揮著重要的作用。該工藝在高壓管道焊接的過程中將會發(fā)揮重要的作用。在實際施工之前，相關(guān)人員應(yīng)該全面檢查包括管材材料、閥門、密封件、緊固件和其他部件的品質(zhì)，并對施工的工具進行全面的檢查。

2.焊接工藝特點（方案怎么編制要求，技術(shù)交底要求，管道材料怎么區(qū)分，哪些為管道對壁厚工藝評定要求，哪些需要做熱處理、硬度、表面檢測、射線等檢測手段要求，這個重點，）

在焊接的過程中，主要要遵循如下幾點要求：第一，先要全面明確焊接評定管理的要求。當所有的項目焊接責(zé)任工程師都在進行審閱之后，大家需要根據(jù)技術(shù)的要求來查閱與《焊接工藝評定匯編》相關(guān)的要求，并在之后編寫相關(guān)的焊接施工技術(shù)文件要求。不僅要按照《焊接工藝評定匯編》中的要求進行評定。所有的焊接責(zé)任工程師更需要在審核之后向焊接培訓(xùn)站辦理與焊接工藝有關(guān)的。第二，可以按照規(guī)定對焊接材料進行熱處理。在實際進行熱處理的過程中，可以將材料的壁厚控制在19mm左右，并將其溫度控制在600攝氏度-650攝氏度之間。如果材料的厚度超過19mm，則可以將其熱處理的溫度控制在600-650攝氏度之間。第三，在實際進行焊接的過程中，應(yīng)該在焊接預(yù)熱之前保證其層間溫度。當進行點固焊時，則需要第一時間減慢焊接的速度，并有效地增大焊接界面的面積，再根據(jù)具體的情況進行預(yù)熱。第四，需要在焊接的過程中分析不同部分的材料，以便更好地進行加工。正是因為不同部位的化學(xué)成分有所不同，所以其焊接的效果也會有所不同。另外，如果在焊接的過程中沒有控制焊接冷卻的速度，則會影響組織的質(zhì)量，甚至產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象。

3.目前高壓壁厚管道焊接過程中存在的問題（過程控制重點在焊接過程如何控制焊接程序，焊接特點，焊材管理，各類不同材質(zhì)材料壁厚特點，如何加溫保持層間溫度，出現(xiàn)問題怎么處理，最好加個某項目出現(xiàn)質(zhì)量問題案例，這個支撐點是整個文章的重點。）

3.1焊接材料質(zhì)量不過關(guān)

在實際焊接的過程中，如果沒有控制合金鋼的質(zhì)量，甚至沒有從統(tǒng)一的渠道進行采購，就會影響焊接材料的質(zhì)量。如果安裝單位沒有能夠配置合理的焊接材料庫，甚至缺乏一定材料領(lǐng)用存儲制度對其進行支撐，就會使得專業(yè)人員不能夠管理合金焊接材料，最終也沒有辦法對系統(tǒng)進行全面管理。例如，有些人員在現(xiàn)場隨意丟棄合金鋼材料，就會對焊接質(zhì)量造成嚴重的影響。最終，大量的不合格材料會混雜在內(nèi)，給材料管理工作帶來一定的難度。

2016年8月份，湖北省發(fā)生了一起高壓壁厚管道事故。管道上一種一體焊接式的“長徑噴嘴”發(fā)生爆裂，最終造成22人死亡和4人重傷，直接經(jīng)濟損失甚至高達2314萬元。

該事故在發(fā)生之后，國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)人正高度重視，李克強總理甚至做出了重要的批示。預(yù)示盡最大的努力來減少傷亡，并有效地進行妥善處理。當?shù)氐氖≌I(lǐng)導(dǎo)也趁機做出了重要的批示，并帶領(lǐng)相關(guān)人員來處理事故。

造成本次事故的重要原因主要包括如下幾點：第一，安裝在2號鍋爐高壓管道上的噴嘴嚴重質(zhì)量不過關(guān)，本身也屬于劣質(zhì)產(chǎn)品。由于其本身的焊縫就有缺陷，在溫度的影響下，其焊縫不斷地擴大。到后來，剩余的焊縫沒有辦法承受工作的壓力，也就會使得管道壓力得以裂開，大量的蒸汽會在瞬間將管道沖開，并引發(fā)重大傷亡。

3.2沒有選用合適的焊接設(shè)備

只有選擇合適的焊接設(shè)備，才能夠保證高壓合金管道焊接的過程變得更加順利。目前，多數(shù)單位都沒有能夠選擇高質(zhì)量的焊接設(shè)備，甚至在之后對直接影響焊接的質(zhì)量。有一些單位為了節(jié)省成本，甚至?xí)x擇一些不符合質(zhì)量的焊接設(shè)備[3]。

3.3沒有選擇合適的焊接溫度

部分焊接企業(yè)在焊接的過程中沒有能夠選擇合適的焊接工藝。甚至在焊接的過程中采用了不合格的焊接工藝。又因為在施工的過程中缺乏統(tǒng)一的指導(dǎo)，最終也就沒有辦法保證合金高壓管的焊接質(zhì)量。雖然部分企業(yè)都已經(jīng)制定了焊接作業(yè)指導(dǎo)書，但是大多數(shù)人員沒有掌握專業(yè)的技術(shù)，甚至沒有在焊接前、焊接中和焊接后進行全面地檢查，一度會使得焊接的過程失控。

某化工廠高壓壁厚管道的厚度被控制在30mm以上，正是因為沒有控制整個制造的過程，才會使得管道出現(xiàn)多樣的裂紋，裂紋甚至沿著融合線延伸。在觀察之后，也可以發(fā)現(xiàn)，其裂紋多數(shù)集中在壁厚為45mm以上的管子或者管件上。在穩(wěn)定熱處理之后，裂紋會不斷地向長條狀分析，并緊貼融合線的位置。只有少數(shù)裂紋小而短，所以在使用的過程中充滿諸多缺陷。

而造成這一問題的原因，就是因為在焊接和熱處理的過程中，沒有及時運用保溫棉來包裹法蘭口，其內(nèi)部也沒有直接用保溫棉塞住。所以，在實際加熱的過程中，焊縫內(nèi)外法蘭側(cè)會產(chǎn)生較大的溫度差。又因為受熱的現(xiàn)象不均勻，所以會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。

3.4環(huán)境因素的影響

在開展高壓管道焊接工作的過程中，周圍的環(huán)境也會對焊接的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。如果焊接的環(huán)境較為惡劣，環(huán)境內(nèi)部的溫度和濕度都會被控制在不科學(xué)的范圍內(nèi)。溫度尤其會影響合金鋼管的質(zhì)量，也會影響最終的焊接效果。

4.控制高壓壁厚管道焊接質(zhì)量的措施

4.1全面控制焊接材料的質(zhì)量

在進行高壓合金鋼焊接的過程中，專業(yè)人士需要將焊絲、焊條和焊劑有效地結(jié)合在一起，并嚴格控制材料的質(zhì)量。因此，需要采用如下幾種措施來控制焊接材料的質(zhì)量：第一，要讓供貨方有效地提供產(chǎn)品質(zhì)量合格證書，并有效地保管和維護材料，并明確材料存放的環(huán)境。第二，要將周圍的環(huán)境控制在10攝氏度以下，并將其濕度控制在60%。并讓材料保存的地點具有良好的透氣性和痛風(fēng)性。第三，配置專門的人員全面檢查材料存放的地點，并定期記錄材料的溫度和濕度[5]。第三，在領(lǐng)用焊條之前，一定要按照相關(guān)的規(guī)定進行烘干和保溫處理，并將不同類型的焊條有效地結(jié)合在一起。

4.2控制整個焊接過程的質(zhì)量

4.2.1有效地檢查焊接前的工序

在焊接前，有關(guān)人員需要檢查如下幾個方面的內(nèi)容：第一，所有的焊工都應(yīng)該全面檢查其運行情況，并檢查焊接機械的電源線和接地線是否良好，并研究其焊接的參數(shù)是否正常。第二，在作業(yè)前需要全面地檢查焊工的精神狀態(tài)和焊工的任職資格，并對其技術(shù)交底的情況全面進行檢查。第三，在焊接的過程中全面地檢查焊接的尺寸坡口的角度和坡口的間隙，以確認這些數(shù)據(jù)是否能夠滿足作業(yè)的要求。第五，全面檢查施工的環(huán)境、溫度和天氣等因素。

4.2.2控制整個焊接過程

應(yīng)該全面控制整個焊接的過程。禁止在焊接的過程中發(fā)生“穿堂風(fēng)”的現(xiàn)象。在焊接的過程中應(yīng)該錯開焊接接頭。并將層間的焊渣徹底地清理干凈。第三，在焊接的過程中需要全面地加強對收弧質(zhì)量的控制，并注意將整個熔池得以填滿。第四，在焊接的過程中，需要全面控制層間溫度，并保證層間的溫度不低于預(yù)熱的溫度。在管道施工期間，注意用淡鹽水沖洗，從而保證內(nèi)部的物質(zhì)能夠符合相關(guān)的要求。在試壓結(jié)束之后，保證館內(nèi)的積水能夠及時地被放干凈。

4.2.3檢查焊接后的質(zhì)量

在完成整個焊接過程之后，焊接者需要在第一時間就清理產(chǎn)生的垃圾。如果發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔和夾渣等諸多缺陷時，則應(yīng)該在第一時間進行打磨和修整。并在完成所有工序之后都能夠委托給相關(guān)的人員進行無損檢驗。如果在無損檢驗之后發(fā)現(xiàn)沒有任何問題，則可以在之后繼續(xù)進行焊接工作。注意在停工檢修的過程中，對焊縫內(nèi)部的腐蝕情況進行全面地檢查。另外，現(xiàn)場施工的過程中會存在多次返修和熱處理的現(xiàn)象。相關(guān)人眼可以將信息及時記錄在案，以便呢狗狗為以后管道的焊接提供依據(jù)。

4.3重視溫度控制

在焊接高壓合金管的過程中，相關(guān)專業(yè)人員需要重視溫度控制。在施工的過程中，一定要讓其預(yù)熱溫度和層間溫度控制在一定的范圍內(nèi)，并讓15CrMo鋼的預(yù)熱溫度超過180攝氏度。

如果鋼管的直徑較小，則可以采用碘鎢燈直接進行加熱，這樣才能夠滿足升溫的要求。如果合金鋼管的溫度較高，則應(yīng)該采用電加熱的方式來進行預(yù)熱。在進行下一次焊縫處理和焊接的過程中，必須多次測量溫度[6]。在確定工藝符合要求之后再次進行焊接。如果需要處理合金鋼管焊縫，則需要在完成焊接過程之后再進行熱處理，注意將熱處理的溫度控制在300-350攝氏度之內(nèi)。

4.4重視線能量控制

在實際焊接操作的過程中，應(yīng)該讓焊接電壓、焊接電流和焊接的速度都控制在一定范圍內(nèi)。并防止在焊接的過車各種輸入過多的線能量。另外，應(yīng)該根據(jù)焊接工藝的要求來直接調(diào)整焊接機械的參數(shù)，這樣才能夠直接控制線能量。注意在焊接的過程中直接檢查焊接設(shè)備內(nèi)部的焊接電壓和焊接電流，以便檢查其實際使用的過程中是否能夠符合焊接的要求?？梢韵葘附拥乃俣燃澳嫘胁僮?，如果滿足焊接工藝之后再直接進行焊接操作。

4.6加強全過程的質(zhì)量監(jiān)督管理

作為專業(yè)的焊接單位，需要對焊接設(shè)備工藝不定期的抽查，并及時更換已經(jīng)損壞的設(shè)備，從而保證所有的焊接設(shè)備都能夠處于好的運行狀態(tài)中。必要時也可以更新和改進工藝，并有效地改善焊接方案和作業(yè)的流程，從而讓所有的焊接工人都能夠按照工作標準來進行，并在之后提高工作的效率。

注意在焊接高壓管道的過程中全面做好監(jiān)督管理工作，并在焊接的過程中全面地遵照施工流程和施工規(guī)范進行。并在施工的過程中嚴格地消除安全隱患。先全面對焊接的材料和設(shè)備進行檢查，如果一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)問題，則需要在第一時間更換設(shè)備。對合金鋼焊接過程中出現(xiàn)的焊接接口和平整度進行嚴格測量，以便防止在使用的過程中出現(xiàn)氣泡和焊瘤的現(xiàn)象。注意在焊接的過程中設(shè)置好擋風(fēng)板，并有效地減少流風(fēng)對焊接質(zhì)量的影響。在焊接工作完成之后，相關(guān)人員需要及時地清理監(jiān)督場地，不僅要在第一時間清理焊渣，更需要及時處理焊接過程中產(chǎn)生的不良現(xiàn)象。

5.結(jié)束語（參照管道國標、石化標準）

綜上所述，本文先介紹焊接工藝的特點，并在之后分析焊接過程中可能會出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題：一般而言，在焊接的過程中會出現(xiàn)包括“焊接材料質(zhì)量不過關(guān)”、“ 沒有選用合適的焊接設(shè)備”、“ 沒有選擇合適的焊接溫度”、“ 環(huán)境因素的影響”和“焊接人員的綜合素質(zhì)偏低”等問題，并在之后采用? ?“全面控制焊接材料的質(zhì)量”、“ 有效地檢查焊接前的工序”、“ 控制整個焊接過程”、“ 檢查焊接后的質(zhì)量”、“ 重視溫度控制”、“ 重視線能量控制”、“ 加強對焊接人員的管理”和“加強全過程的質(zhì)量監(jiān)督管理”的促使來控制焊接的質(zhì)量。實際施工的過程中，應(yīng)該按照有關(guān)焊接管理規(guī)定進行。廣大施工單位的人員都應(yīng)該在施工前進行全面的審查。一方面審查所使用的焊接材料是否能夠符合施工的要求。另外一方面，則應(yīng)該確認焊接試件是否由焊工親自操刀進行。必要時也需要出具相關(guān)的焊接工藝評定報告，確認相關(guān)的規(guī)定是否是由焊接試驗責(zé)任人編制，并在之后由工程師審核相關(guān)的內(nèi)容，并在之后得到有效的文件。

參考文獻：

[1] 多潔才仁.石油化工管道的焊接工藝及質(zhì)量控制措施研究[J].中國石和化工標準與質(zhì)量，2016， 36（ 20） ： 14-15

[2] 延世強，賈楠， 等.壓力管道的焊接技術(shù)與質(zhì)量控制探討[J].科技展望， 2017（5）：39-43

[3] 姬玉媛 . 高壓天然氣管道焊接工藝選擇及質(zhì)量控制 [J]. 油氣田地面工程，2016（5）：169-174

[4] 富美財.提高高壓管道焊接質(zhì)量的若干思考 [J]. 機電信息，2018（5）：89-94

[5] 張延維 .論高壓管道焊接與質(zhì)量控制[J].化工管理，2018（5）：158-163

[6] 鄭有文，馬維元 .316LMod高壓管道焊接工藝和質(zhì)量控制全面融合研究[J]中國石油和化工標準與質(zhì)量，2017，37（13）：33-34