油田高壓注水管道焊接工藝

楊璞

摘要：由于鋼管材質(zhì)本身的優(yōu)越性，油田高壓注水管道仍首選鋼管;注水管道施工中，焊接是關(guān)鍵工序，焊接質(zhì)量的好壞直接影響著工程的竣工驗(yàn)收和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文主要從焊接前的準(zhǔn)備、焊接過程中的技術(shù)處理、焊接后的質(zhì)量檢查及焊接環(huán)境等幾方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：焊接 工藝? 環(huán)境

一、焊接前的準(zhǔn)備工作

1施工人員組織

施工單位必須取得相關(guān)壓力管道安裝許可證，具備壓力管道安裝要求的能力，有與安裝工作相適應(yīng)的專業(yè)人員，焊工必須按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)相應(yīng)項(xiàng)目考試合格并取得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的特種作業(yè)人員資格證書后方能在有效期內(nèi)承擔(dān)合格范圍內(nèi)的焊接施工任務(wù)。

2施工機(jī)具準(zhǔn)備

1）焊機(jī)電源及焊機(jī)的選擇

電弧能否穩(wěn)定的燃燒是獲得優(yōu)良焊接接頭的主要因素，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)焊接電源的基本要求：①具有合適的外特性;②具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓;③具有良好的動(dòng)特性;④具有良好的調(diào)節(jié)特性。選擇電焊機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)電焊機(jī)的主要用途，電源電壓，功率以及焊接材料的特性進(jìn)行。

2）焊接設(shè)備配置與管理

焊接設(shè)備配置：①氬弧焊機(jī)應(yīng)配備性能良好的引弧裝置、預(yù)先通氣、斷氣裝置;②與焊接電源相配套的氣冷式或水冷式水槍;③校驗(yàn)合格的氬氣計(jì)量表具;④選用配置良好的弧焊變壓器、整流器、逆變焊機(jī)（焊機(jī)上配備校驗(yàn)合格的電流及電壓表）;⑤焊條烘干箱、保溫桶等;在確定設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)焊接設(shè)備按《設(shè)備控制程序》進(jìn)行控制，并有完好和專管標(biāo)識(shí)。

3施工中的材料準(zhǔn)備

焊接材料是壓力管道焊接質(zhì)量的基本保證條件，管材、管件、焊條、焊絲應(yīng)具有出廠合格證或質(zhì)量證明書，其各項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，壓力管道用焊材經(jīng)檢查、驗(yàn)收合格后，方能登記入庫。企業(yè)應(yīng)設(shè)焊材一級(jí)庫，項(xiàng)目部設(shè)焊材二級(jí)庫。一級(jí)庫應(yīng)具有保溫、去濕的必要條件，入庫、發(fā)料手續(xù)及記錄齊全。二級(jí)庫應(yīng)具有良好的環(huán)境和烘干、保溫設(shè)備，設(shè)備上的各種儀表應(yīng)在周檢期內(nèi)使用?，F(xiàn)場(chǎng)焊條烘干、保管、發(fā)放、回收應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，并做好詳細(xì)記錄。焊工每次領(lǐng)用的焊條應(yīng)放在保溫桶內(nèi)，每只筒只能領(lǐng)用同一牌號(hào)的焊條，以防錯(cuò)用，且數(shù)量不應(yīng)超過3Kg，存放時(shí)間不應(yīng)超過4h，逾期應(yīng)重新進(jìn)行烘干，重復(fù)烘干次數(shù)不得超過兩次。

4焊前技術(shù)準(zhǔn)備工作

了解并熟悉施工圖，認(rèn)真閱讀審核設(shè)計(jì)技術(shù)文件所需執(zhí)行的施工驗(yàn)收規(guī)范，根據(jù)工程項(xiàng)目涉及的鋼種、規(guī)格、焊接方法編制焊接工藝評(píng)定計(jì)劃;根據(jù)設(shè)計(jì)要求編制焊接工藝評(píng)定的方法和內(nèi)容，并執(zhí)行相應(yīng)規(guī)定。以評(píng)定合格的焊接工藝為依據(jù)，編制焊接施工方案及焊接工藝指導(dǎo)書，并制定出焊工培訓(xùn)計(jì)劃。凡施焊單位首次采用的鋼種、焊接材料和工藝方法，必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，用以評(píng)定施焊單位是否有能力焊出符合產(chǎn)品技術(shù)條件所要求的焊接接頭，驗(yàn)證施工單位制定的焊接工藝指導(dǎo)書是否合適。焊接工藝評(píng)定應(yīng)以可靠的鋼材焊接性能試驗(yàn)為依據(jù)，應(yīng)在工程焊接之前完成。歸檔的焊接工藝評(píng)定報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：①焊接工藝評(píng)定任務(wù)書;②焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書;③施焊記錄;④焊接工藝評(píng)定報(bào)告;⑤附件：管材，焊材質(zhì)保書或復(fù)驗(yàn)報(bào)告，外觀檢查記錄，無損檢測(cè)報(bào)告，物理性能試驗(yàn)報(bào)告（包括拉伸、彎曲、沖擊韌性、金相等），熱處理報(bào)告。

當(dāng)評(píng)定不合格時(shí)，應(yīng)分析原因，并修正不合理的參數(shù)，重新擬定工藝后，再進(jìn)行評(píng)定，直到合格為止。最后完成的焊接工藝評(píng)定報(bào)告，經(jīng)施焊單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人審批后，編制“焊接工藝卡”，用于生產(chǎn)中指導(dǎo)焊接工作。

二、焊接的環(huán)境

施焊環(huán)境因素直接制約焊接質(zhì)量。施焊環(huán)境要求要有適宜的溫度、濕度、風(fēng)速，才能保證焊縫獲得良好的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，具有符合要求的機(jī)械性能與金相組織。因此當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任何一種情況，且無有效防護(hù)措施時(shí)，禁止施焊。

（1）雨雪天氣;

（2）大氣相對(duì)濕度大于90%;

（3）手工焊風(fēng)速大于8m/s;

（4）氣體保護(hù)焊，風(fēng)速大于2m/s;

（5）環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的溫度。

三、焊接工藝及焊后檢驗(yàn)

1采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面

氬弧焊又稱氬氣體保護(hù)焊，就是在電弧焊的周圍通上氬弧保護(hù)性氣體，將空氣隔離在焊區(qū)之外，防止焊區(qū)的氧化;氬弧焊可以獲得良好的焊接接頭，返修率低，目前已普遍用于質(zhì)量要求較高的碳素鋼和合金鋼焊接接頭的根部焊道焊接，可以單面焊雙面成形。電弧焊即手工電弧焊，是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬熔化的焊接方法。電弧焊是適應(yīng)性很強(qiáng)的焊接方法，可在室內(nèi)或野外高空進(jìn)行平、橫、立、仰全位置焊接，是壓力管道焊接中的主要焊接方法。

2焊接工藝

1）打底：焊接前，氬弧打底必須先用試板試焊，檢查氬氣是否含有雜質(zhì);管口應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定要求做坡口，管端內(nèi)外15mm范圍內(nèi)應(yīng)打磨出金屬本色。管道對(duì)口間隙為1～3mm。實(shí)際對(duì)口間隙過大時(shí)，需先在管道坡口一側(cè)堆焊過渡層。搭建臨時(shí)避風(fēng)設(shè)施，嚴(yán)格控制焊接作業(yè)處的風(fēng)速，因風(fēng)速超過一定范圍，極易產(chǎn)生氣孔。焊接順序?yàn)橛上峦?，點(diǎn)焊起、收尾處可用角磨機(jī)打磨出適合接頭的斜口。整個(gè)底層焊縫必須均勻焊透，不得焊穿;底部焊縫焊條接頭位置可用角磨機(jī)打磨，嚴(yán)禁焊縫底部焊肉下塌、頂部內(nèi)陷，并應(yīng)及時(shí)進(jìn)行打底焊縫的檢查和次層焊縫的焊接，以防產(chǎn)生裂紋。

2）中層施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飛濺物，并進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)隱患必須磨透清除后重焊，焊縫與母材交接處一定清理干凈。焊縫接頭應(yīng)與底層焊縫接頭錯(cuò)開不小于10mm，焊條材料和直徑根據(jù)管材的材質(zhì)和規(guī)格來確定，假如工程中管壁厚度為9mm時(shí)，焊縫層數(shù)選用底、中、面共三層。中層焊縫厚度應(yīng)為焊條直徑的0.8～1.2倍，運(yùn)條選用直線型。嚴(yán)禁在焊縫的焊接層表面引弧。該層焊接完畢，將熔渣、飛濺物清除后進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患必須鏟除后重焊。

3）蓋面：每根焊條起弧、收弧位置必須與中層焊縫接頭錯(cuò)開，嚴(yán)禁在中層焊縫表面引弧，該蓋面層焊縫應(yīng)表面完整，與管道圓滑過渡，焊縫寬度為蓋過坡口兩側(cè)約2mm，焊縫加強(qiáng)高度為1.5-2.5mm，焊縫表面不得出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺等。不得出現(xiàn)大于0.5mm深度，且總長不大于該焊縫總長10%的咬邊，焊接完畢，清理熔渣后，用鋼絲刷清理表面，并加以覆蓋，以免在保溫、防腐前出現(xiàn)銹蝕。

4）焊縫焊接過程中，設(shè)專人記錄，對(duì)每個(gè)焊縫的材質(zhì)，管道規(guī)格，焊接過程中的電壓、電流、時(shí)間，焊工編號(hào)及姓名，外界溫度，焊前預(yù)熱及焊后熱處理進(jìn)行詳細(xì)記錄。焊縫焊接完畢后，對(duì)焊縫進(jìn)行編號(hào)，在每道焊縫處都加蓋焊工鋼印號(hào)，以便后期檢查及對(duì)焊工進(jìn)行考核。

5）管道焊接完畢后，首先對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，檢查完畢后按比例進(jìn)行無損檢測(cè)，無損檢測(cè)包括焊縫表面無損檢測(cè)和焊縫內(nèi)部無損檢測(cè)。當(dāng)抽樣檢測(cè)時(shí)，對(duì)每一位焊工所焊焊縫按規(guī)定的比例進(jìn)行抽查。對(duì)不合格的焊縫，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量分析，定出措施后方可進(jìn)行返修，返修的焊接要求與正式焊接要求相同，必要時(shí)制定返修焊接工藝，同一部位的返修次數(shù)不宜超過兩次。

四、結(jié)論

影響焊接質(zhì)量的因素很多，只有從施工管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理全方位控制，才能保證管道焊接質(zhì)量、進(jìn)度、成本的統(tǒng)一。

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