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（海洋石油工程股份有限公司，天津300461）

0 前言

海洋被譽(yù)為“藍(lán)色國(guó)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(guó)際油價(jià)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(shí)施海洋戰(zhàn)略基礎(chǔ)的海洋平臺(tái)，其深水化、大型化、復(fù)雜化趨勢(shì)顯著，加之服役環(huán)境惡劣，其對(duì)焊接的要求也更為嚴(yán)苛，而加強(qiáng)焊材管理是保證海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1 海洋平臺(tái)建造中焊接材料的管理

海洋平臺(tái)陸地建造工程項(xiàng)目中，嚴(yán)格管理焊接材料的采購(gòu)、驗(yàn)收、儲(chǔ)存及保管是項(xiàng)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(jìn)入項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵。焊接材料管理水平的高低直接決定海洋平臺(tái)建造焊接質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.1 焊接材料的采購(gòu)及驗(yàn)收[1-2]

焊接材料采購(gòu)及驗(yàn)收入庫前，除需確認(rèn)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(biāo)識(shí)等外，應(yīng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及公司制定的焊接材料管理程序檢查或復(fù)驗(yàn)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(yùn)轉(zhuǎn)來保證產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

焊接材料的采購(gòu)中需確認(rèn)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(gòu)進(jìn)散裝焊接材料或使用新標(biāo)簽重新包裝的情況下，需確認(rèn)分銷商的控制體系是否能保證對(duì)原制造廠相關(guān)記錄的可追溯性。

焊接材料的驗(yàn)收中必須嚴(yán)格按BS EN 10204-2004 Metallic products-Types of inspection documents（金屬產(chǎn)品—檢驗(yàn)文件的類型）4.1 Inspection certificate 3.1“type 3.1”（檢驗(yàn)證明書 3.1）進(jìn)行證書驗(yàn)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(biāo)識(shí)。

所有焊接材料應(yīng)具有能夠防止常規(guī)條件下運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)損壞的合理包裝。單位包裝件表面必須有清晰的標(biāo)識(shí)，至少包含：a.標(biāo)準(zhǔn)（GB或AWS）和分類級(jí)別；b.供應(yīng)商的名稱和焊材名稱；c.標(biāo)準(zhǔn)尺寸和規(guī)格；d.批號(hào)，控制號(hào)或爐號(hào)，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(yàn)及復(fù)驗(yàn)。

根據(jù)AWS A5.01-2013 Welding Consumables-Procurement of Filler Metals and Fluxes（填充金屬導(dǎo)購(gòu)準(zhǔn)則）對(duì)采購(gòu)的焊接材料抽取樣品進(jìn)行必要的試驗(yàn)，以檢驗(yàn)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(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接材料必須按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或訂貨協(xié)議進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格后加貼合格標(biāo)記、注明批號(hào)，辦理入庫手續(xù)。常用的焊接材料應(yīng)每年復(fù)驗(yàn)一次（焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)可以代替復(fù)驗(yàn)），需要復(fù)驗(yàn)的焊接材料嚴(yán)禁直接發(fā)放給施工部門使用。焊接材料的復(fù)驗(yàn)結(jié)果必須由指定部門存檔，以備檢查。

1.2 焊接材料的儲(chǔ)存及保管

驗(yàn)收合格的焊材進(jìn)入一級(jí)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(hào)、規(guī)格及驗(yàn)號(hào)（年號(hào)-進(jìn)場(chǎng)批號(hào)，同一批進(jìn)廠的焊材，只要牌號(hào)、批號(hào)、規(guī)格、產(chǎn)地其中一項(xiàng)不同，材料庫管員都要分別給定不同驗(yàn)號(hào)）進(jìn)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(duì)濕度不得大于60%，溫度不得低于5℃。庫管員要每天對(duì)濕度、溫度進(jìn)行記錄存檔。庫管員應(yīng)對(duì)焊材進(jìn)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(shí)上報(bào)焊接工程師，以便處理。

嚴(yán)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(jī)械損傷。焊條的存放時(shí)間不宜過長(zhǎng)，遵循先入庫先使用原則。

2 海洋平臺(tái)建造中焊接材料的使用

各施工場(chǎng)地及施工船舶上設(shè)置二級(jí)庫，各二級(jí)庫的容量、環(huán)境條件、人員配置和管理水平應(yīng)滿足各場(chǎng)地和船舶的施工要求以及一級(jí)庫的各項(xiàng)要求。同時(shí)，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(jì)算[3-4]

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

在海洋平臺(tái)建造中選用焊接材料的總體原則是立足國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，對(duì)于特殊材料、特殊要求的工程及考慮焊接效率等因素，國(guó)內(nèi)沒有相適應(yīng)的產(chǎn)品時(shí)，選用國(guó)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(hù)焊的實(shí)心/藥芯焊絲、氬弧焊的焊絲、埋弧焊的焊絲及焊劑。其用量計(jì)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(jì)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(jì)算系數(shù)，可查詢焊接手冊(cè)；Lh為焊件焊縫長(zhǎng)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(tái)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(duì)焊材烘干情況進(jìn)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(jìn)行烘干。海洋平臺(tái)項(xiàng)目中常用的符合ANSI/AWS A5.1和ANSI/AWS A5.5要求的低氫焊條進(jìn)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(hào)、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(hào)和尺寸彼此遠(yuǎn)離，有序地放置在120℃保溫箱內(nèi)進(jìn)行保溫。

海洋平臺(tái)建造中常用焊劑需按如表2所示的要求進(jìn)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(shí)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(jìn)行領(lǐng)取。同時(shí)，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(zhǔn)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(shí)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(xiàng)目需依據(jù)施工料單分別領(lǐng)取焊絲，嚴(yán)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(zhǔn)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(tái)建造施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接材料管理

焊工須按正式批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程正確使用焊材并杜絕浪費(fèi)，碳鋼、低合金鋼焊條剩余長(zhǎng)度不得超過50mm；不銹鋼焊條剩余長(zhǎng)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(hù)藥芯焊絲、埋弧焊焊絲；氬弧焊絲剩余長(zhǎng)度不得超過100 mm。每一個(gè)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(duì)于不同焊接材料的其他管理?xiàng)l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(diǎn)以便識(shí)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(zhǎng)時(shí)間暴露于大氣中，焊絲內(nèi)的藥芯會(huì)吸潮，從而提高焊絲水分含量。所有的實(shí)心焊絲在使用前都必須認(rèn)真檢查表面是否遭受腐蝕，確認(rèn)后才允許發(fā)放至施工現(xiàn)場(chǎng)。

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(chǎng)所，未存放于干燥場(chǎng)所，并且未被下個(gè)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(shí)，焊絲送絲機(jī)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(yán)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(shí)，在每一施工班次結(jié)束后進(jìn)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(yán)禁被污物/碎片或者其他外來雜質(zhì)污染。所有購(gòu)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(shí)應(yīng)存放在密閉的保溫桶中。如果焊劑在保溫桶中時(shí)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(jī)上所有的焊劑給料盒（漏斗），第二天工作時(shí)要置換上焊劑干燥箱中新的焊劑。

3 結(jié)論

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量是整個(gè)工程的生命線，而焊接材料的采購(gòu)、驗(yàn)收、儲(chǔ)存保管以及使用的有效管理在項(xiàng)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(duì)海洋平臺(tái)建造特點(diǎn)總結(jié)了項(xiàng)目中焊接材料的管理及使用，以期為類似項(xiàng)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(cè)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(tái)導(dǎo)管架建造焊材消耗定額統(tǒng)計(jì)[J].焊接工藝，2011，40（6）：48-50.

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