王 志

青海鹽湖元通鉀肥有限公司20萬(wàn)t/年氯化鉀造粒項(xiàng)目是青海省鹽湖集團(tuán)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,位于青海省格爾木察爾汗地區(qū)鹽湖工業(yè)園區(qū)。本項(xiàng)目由青海鹽湖元通鉀肥有限公司投資,中國(guó)長(zhǎng)沙化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),青海金世紀(jì)監(jiān)理公司監(jiān)理。

造粒主框架為多層開(kāi)敞式鋼框架結(jié)構(gòu),框架長(zhǎng)32 m、寬18 m、高40.3 m,屬于高層鋼結(jié)構(gòu)。

主體鋼結(jié)構(gòu)由中國(guó)長(zhǎng)沙化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),支撐柱采用目前較流行的雙焊接H型鋼十字柱。由20根立柱及14層橫梁組成,主梁均為H型鋼,總體重量約1 000余噸。

材質(zhì)為Q345B的H型鋼目前在施工中已普遍采用,在近幾年的施工當(dāng)中總結(jié)出不少的施工經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)拿出來(lái)與大家一同分享。

1 材料介紹

1)Q345B化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 Q345B化學(xué)成分 %

2)Q345B力學(xué)性能見(jiàn)表2。

表2 Q345B力學(xué)性能 %

當(dāng)壁厚介于16 mm～35 mm 時(shí),σs≥325 MPa;壁厚介于35 mm～50 mm 時(shí),σs≥295 MPa。

2 Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題及環(huán)境對(duì)其焊接性能的影響

1)熱影響區(qū)的淬硬傾向。Q345鋼在焊接冷卻過(guò)程中,熱影響區(qū)容易形成淬火組織——馬氏體,使近縫區(qū)的硬度提高,塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。為防止馬氏體的出現(xiàn),我們?cè)诤负笠欢ㄒ獙?duì)焊縫進(jìn)行熱處理。而Q345的焊后熱處理最簡(jiǎn)單的方法是進(jìn)行焊后的保溫,以求達(dá)到焊后溫度緩慢降低。

2)冷裂紋敏感性及焊縫檢驗(yàn)。Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。因此我們的檢驗(yàn)要求在焊后24 h以后進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)方法主要用磁粉檢驗(yàn)、色譜檢驗(yàn)和射線檢驗(yàn)。焊后的檢驗(yàn)為焊接質(zhì)量的保證起到關(guān)鍵的作用。

3)環(huán)境溫度。Q345B鋼材的焊接溫度要求在0℃以上,溫度達(dá)不到應(yīng)采取保護(hù)措施或不應(yīng)繼續(xù)焊接施工。

4)施焊時(shí)的周邊小環(huán)境的影響。周邊小環(huán)境也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成影響,如風(fēng)速過(guò)大、雨雪天氣、相對(duì)濕度過(guò)大等,都會(huì)造成焊縫的氣孔、夾雜、咬邊、偏焊等焊接質(zhì)量問(wèn)題。因此我們要求手工焊時(shí),周邊的環(huán)境風(fēng)速不得高于10 m/s;氣體保護(hù)焊時(shí),周邊的風(fēng)速不得高于2 m/s(手工焊);雨雪環(huán)境及相對(duì)濕度大于90%不得進(jìn)行施焊作業(yè)。

5)焊條對(duì)焊接質(zhì)量的影響。選擇與Q345相對(duì)應(yīng)的焊條牌號(hào),焊前對(duì)焊條進(jìn)行干燥處理,焊時(shí)用保溫桶保溫,避免焊接后氣孔的產(chǎn)生。

3 焊接施工流程

坡口準(zhǔn)備(要求工廠內(nèi)制作)→吊裝對(duì)口、點(diǎn)固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根(碳弧氣刨)→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無(wú)損檢驗(yàn)(按設(shè)計(jì)要求焊縫質(zhì)量二級(jí)合格)。

碳弧氣刨在使用當(dāng)中,一定要注意氣刨可能會(huì)對(duì)母材造成損傷,所以氣刨在使用中一定要小心,一定要有資格人員操作氣刨。

4 現(xiàn)場(chǎng)焊接順序

4.1 焊前預(yù)熱

十字柱的翼緣板最厚達(dá)35 mm,焊接前,先對(duì)翼緣板進(jìn)行預(yù)熱,恒溫30 min后開(kāi)始焊接。當(dāng)構(gòu)件板厚大于30 mm時(shí),應(yīng)在焊后進(jìn)行后熱處理。根據(jù)這一規(guī)定,框架柱的柱接口在焊后進(jìn)行后熱處理。后熱處理的加熱范圍:焊縫兩側(cè)各100 mm,溫度的測(cè)量應(yīng)在距焊縫中心線50 mm處進(jìn)行。后熱處理應(yīng)于焊后立即進(jìn)行。構(gòu)件焊接后保證焊縫溫度在規(guī)定的后熱處理溫度,并用保溫棉保溫。焊縫后熱達(dá)到規(guī)定溫度后,按規(guī)定時(shí)間恒溫,然后使焊件緩慢冷卻至常溫。

4.2 焊接

1)為了防止焊接變形,每個(gè)柱接頭采用兩人對(duì)稱施焊,焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時(shí)(里口為靠近腹板的坡口),第一層～第三層必須嚴(yán)格按規(guī)定好的操作規(guī)程進(jìn)行操作。構(gòu)件接頭的焊接順序,平面上應(yīng)從中心對(duì)稱地向四周擴(kuò)散,豎向上宜采取有利于工序協(xié)調(diào)、方便施工、保證焊接質(zhì)量的順序。一個(gè)構(gòu)件的兩端不得同時(shí)進(jìn)行焊接,只能一端焊完冷卻后方可進(jìn)行另一端的焊接。當(dāng)天安裝的構(gòu)件應(yīng)立即焊接固定,形成空間穩(wěn)定體系。焊接時(shí)應(yīng)先焊收縮量大的焊縫,再焊收縮量小的焊縫,并對(duì)稱施焊,以減少焊接應(yīng)力。2)當(dāng)焊接第二層時(shí),焊接方向應(yīng)與第一層方向相反,以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)15 mm～20 mm。3)兩名焊工在焊接時(shí)的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。4)在焊接中應(yīng)從引弧板開(kāi)始施焊,收弧板上結(jié)束。焊接完成后割掉并打磨干凈。5)要求工地施工人員在焊接完成后,隨手清理掉附著在焊縫上的焊藥,并打磨掉焊接時(shí)的飛濺點(diǎn)。

4.3 焊后熱處理

焊口焊接完成后應(yīng)在12 h內(nèi)進(jìn)行熱處理。如不能及時(shí)進(jìn)行熱處理應(yīng)采取保溫、緩冷措施。在進(jìn)行熱處理時(shí),應(yīng)采用兩根熱電耦測(cè)溫,熱電耦點(diǎn)焊在焊口的里外側(cè)。

4.4 焊接檢驗(yàn)

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求,焊口采用超聲波探傷法進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)比例為100%。本結(jié)構(gòu)中,設(shè)計(jì)要求焊縫為二級(jí)質(zhì)量,則我們?cè)趯?shí)際操作中均控制在100%。

4.5 焊機(jī)的選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn),電焊機(jī)的選擇對(duì)工程進(jìn)度有較大的影響,CO2氣體保護(hù)焊與手工焊比較,CO2氣體保護(hù)焊是手工焊的3倍～5倍功效,采用CO2氣體保護(hù)焊可以大大的提高工程進(jìn)度,但是CO2氣體保護(hù)焊有個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境風(fēng)速要求較高,應(yīng)盡量在無(wú)風(fēng)的環(huán)境內(nèi)焊接(或在室內(nèi)進(jìn)行焊接)。

5 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理

1)編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書。在施工前,根據(jù)實(shí)際施工需要,由施工隊(duì)編制了詳細(xì)的安裝、吊裝作業(yè)指導(dǎo)書,并嚴(yán)格執(zhí)行公司對(duì)結(jié)構(gòu)焊接的有關(guān)規(guī)定,由專業(yè)的焊接工程師編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書。2)全過(guò)程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心。每個(gè)柱接頭在焊接時(shí),應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝,如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接。在焊接過(guò)程中,熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度,如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停。3)提高施工人員質(zhì)量意識(shí)是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵。在施工前,進(jìn)行全員交底,并且開(kāi)取施工工藝卡。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點(diǎn)及嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的必要性和控制要點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按焊接工藝措施進(jìn)行施工,共焊接焊口1 146道,經(jīng)無(wú)損檢驗(yàn)一次合格率達(dá)到100%。經(jīng)過(guò)實(shí)際施工的驗(yàn)證,此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)對(duì)Q345鋼的焊接,而且能夠保證焊接質(zhì)量。通過(guò)此次鋼結(jié)構(gòu)的施工,我們對(duì)Q345鋼材的各項(xiàng)性能又有了更進(jìn)一步的了解,全面的掌握了對(duì)Q345的焊接工藝,同時(shí)在施工中還總結(jié)了一些很好很實(shí)用的施工經(jīng)驗(yàn),施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)是對(duì)下一工程質(zhì)量的提高奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

[1]程翠麗.淺談大型鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形控制[J].山西建筑,2008,34(9):196-197.