毛海鵬

（大慶油田裝備制造集團容器制造分公司容器制造一廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

油田企業(yè)的壓力容器設備用于存儲易燃、易爆危險品，會承受較高的壓力。壓力容器的焊接質量直接影響其使用性能，如果出現質量事故會對工作人員的生命安全造成威脅，因此必須加強焊接質量的控制，提高壓力容器的安裝質量。

1 施工單位的資質及施工人員的資格

油田壓力容器安裝工程項目施工時，首先要保證施工單位資質符合條件，不同資質等級對應的壓力容器的壓力范圍不同，建設單位應該發(fā)包給具備相應施工資質的企業(yè)。對于焊接作業(yè)人員的資格，由于焊接作業(yè)屬于特種作業(yè)，必須要經過焊接培訓，并取得資格證書后方可以上崗操作，也就是持證上崗制度。而對于關鍵焊接部位，應聘請技能水平較高的焊工，依據焊接工藝要求進行施焊。同時，在焊接施工現場，還應設有監(jiān)理人員、安全監(jiān)督人員和質量檢測人員，對焊接質量進行檢查，保證每道施工工序都達到設計要求

2 施工條件的要求

2.1 焊機及電源

焊接電源的穩(wěn)定性對焊接質量的影響較大，因此，對焊接電弧進行有效控制可以保證壓力容器的焊接質量。焊機電源應具備很好的空載電壓和焊接性能，還應根據焊接電壓、焊接材料對焊機進行優(yōu)選，根據焊接要求、具體使用環(huán)境、焊接母材焊接特性等選擇合適的焊機，

2.2 焊接設備管理

對于焊條烘干設備、氬弧焊機等設備，每次使用前都應該進行系統(tǒng)檢查，并定期進行維護保養(yǎng)，故障元件應及時更換，建立焊接設備管理臺賬，由專人對焊接設備進行科學管理，可以有效提高焊接設備的性能。此外，在焊接設備的檢查過程中，需要對焊機的焊接電流和壓力情況進行檢查，查看指示儀表是否正常，各方面性能滿足要求后，在焊接設備上貼檢查合格標志。

3 油田壓力容器安裝工程施工采用的焊接工藝和辦法

3.1 焊接作業(yè)前的準備工作

在實際施焊前，應根據壓力容器焊接方案的要求，科學系統(tǒng)的編制壓力容器焊接指導書，制定焊接工藝卡片，還需要對焊接作業(yè)進行評估。選用焊接人員時，必須結合焊工自身的技能水平以及焊接經驗進行選用。實際焊接作業(yè)前，焊工應掌握焊接工藝的相關要求和注意事項。對選用的焊接材料、鋼材的焊接性能和焊接方案進行系統(tǒng)評定，評定之后的焊接工藝方可以用于生產。此項工作主要對焊接單位的施工能力和鋼材焊接特性進行檢驗，檢查焊接接頭能否達到相應的技術要求，也對焊接指導書的合理性進行確認。

焊接作業(yè)前，對鋼材的焊接性能進行試驗，是開展焊接工藝評定的重要內容。特別對于新型鋼材，由于還沒有相應鋼材焊接性能資料，更應注重焊接性能的測試。進行歸檔管理的焊接工藝評定報告中，必須包含焊接評定報告、焊接工藝指導書、現場焊接參數，焊接質量檢測報告，外觀檢測記錄等。如果出現達不到焊接質量要求的情況，應及時分析，并查找導致焊接質量問題的原因，對焊接參數進行重新設計，組織再次評定，直到滿足要求為止。施焊單位的技術總工對焊接工藝評定的內容進行審核批準后，才能進入焊接工藝卡的編制流程。

3.2 壓力容器焊接工藝和方法

3.2.1 氬弧焊及電弧焊

氬弧焊接的方法出現質量問題的可性能較小，焊口質量可以得到保證，該種焊接技術可以應用到多種焊接場合。電弧焊是應用電弧產生的熱能將金屬熔化，實現焊件的連接。電弧焊對環(huán)境的適應性較好，可以在室外或者高工的條件下進行焊接作業(yè)，油田壓力容器安裝也多采用該種焊接技術。

3.2.2 焊接工藝

油田壓力容器安裝工程所采用的焊接主要有打底焊、中層焊接、蓋面、焊接記錄以及外觀質量檢查。應用氬弧焊接技術打底時，應采用從下向上的焊接控制順序，利用點焊開始，結尾部分用角磨機設備做出焊接接頭的接口，應盡量保證底層焊縫均勻分布，同時又不能焊接鋼材。對焊接試板進行試焊，應在采用氬弧焊接打底前完成，主要用于檢測氬氣是否含有焊接雜質。為了避免環(huán)境風速對焊接質量造成的不利影響，可以對焊接操作區(qū)域利用擋板圍護起來。在底部焊接作業(yè)結束之后，對焊渣進行清理，對焊縫外觀質量進行檢查，發(fā)現存在焊接缺陷，應及時處理，或者重新焊接。實際焊接作業(yè)時，必須保證焊縫和母材部位之間不得存在雜質或焊渣，接頭相互間應該錯開10 cm 的距離，焊縫表面不得進行引弧。

對壓力容器進行焊接，蓋面的選取應依據已焊接完成的厚度，焊條起、收弧部位不應和中層焊縫接頭在同一位置，引弧時也應離開中層焊縫表面。蓋面面層的焊接質量應焊縫光滑，不可以有缺失，與壓力容器間的過渡順暢，焊縫不得存在雜質、氣孔和裂紋等。此外，全部焊接工作完成后，必須對焊縫表面的焊渣和雜質處理干凈，之后進行覆蓋保護，防止出現生銹現象。

壓力容器的焊接過程，應安排專人進行質量監(jiān)督，對焊接材料、焊接參數和焊接工藝進行監(jiān)督，便于后續(xù)的質量檢查以及考核。焊縫施焊完成后，還應對焊縫進行編號，加蓋焊工的鋼印號。

油田壓力容器完成焊接作業(yè)后，需要檢查焊縫外觀質量，不得存在缺口、焊瘤和咬邊等焊接缺陷。之后采用無損檢測的方式進行質量檢查，主要對焊縫表面及內部焊接質量進行檢查，可以對不同焊工的焊接工作按著一定的比例進行抽查。

3.2.3 外部環(huán)境對焊接質量的影響

焊接作業(yè)環(huán)境對于焊接質量也會產生較大的影響。在對壓力容器進行焊接時，應該保證環(huán)境溫度不會對焊接產生不利的影響，如果溫度過低，則應對焊材進行預熱，或者采用圍護措施來對環(huán)境溫度進行加熱，使溫度達到適宜的焊接溫度。焊接時外界環(huán)境的風力條件對焊接質量也會產生很大的影響，風速過大應該采用擋風措施。如果在雨、雪天氣進行焊接時，同時做好防護。焊接材料的表面濕度如果超過標準，則應停止焊接。

4 壓力容器焊接新技術

4.1 窄間隙埋弧焊技術

針對壁厚較大的壓力容器，尤其是厚度＞100 mm 的壓力容器，應用普通的U 形或者V 形坡口焊接方式已難于進行有效焊接。有些焊接人員認為對于厚避容器，焊接效率是主要控制內容，間隙應盡量控制的更小。其實，壁厚較大的壓力容器對焊接質量的穩(wěn)定性要求是最主要的。如果焊接質量出現缺陷，間隙過小對于焊縫的修復處理難度就越大，情況嚴重的必須進行切除，重新加工坡口，焊接效率反而降低。窄間隙埋弧焊技術除了可以進行一般焊接外，還有一些特殊的焊接性能。比如，可以實現穩(wěn)定可靠的雙側橫向和高度自跟隨性能。每個焊道可以坡口側壁實現均勻的熔合連接，同時不用再填加太多的焊接母材。由于母材中的含碳量較高。焊道可以更寬、更薄，應用后續(xù)焊道的能量對前層焊道產生的熱應力區(qū)進行熱處理，改進和優(yōu)化過熱粗晶區(qū)的焊接性能，可以實現很高的熔敷效率，提高焊接作業(yè)效率，同時，不會對焊接母材形成過大熱量輸入，對焊接母材熱影響區(qū)的性能造成影響。

4.2 接管自動焊接技術

該焊接技術分為2 種不同情況：一是容體筒體和接管之間的焊接；二是接管和容器封頭部位的焊接，一般都應用接管插入的方式。

4.2.1 容器筒體和接管的自動焊接

采用馬鞍狀埋弧焊裝置的運行軌跡不能滿足當前對焊接性能的要求，不能對厚度大，同時還存在窄間隙坡口的壓力容器進行焊接。近年來，新研發(fā)的接管馬鞍狀埋弧焊裝置，具有很強的自動化性能，可以簡便的進行控制，有著很好的適應能力。該種新型的、自動化程度高的馬鞍狀埋弧焊接裝置根據接管的內徑情況作為控制基礎，利用四連桿方法對焊接進行夾緊，從而完成自動定位中心的操作。而焊槍運動軌跡是把壓力容器的筒體以及接管直徑當成主要焊接控制參數，以此建立焊接數學模型，在施焊過程中實現自動控制。采用先進的人機界面，焊接人員可以對焊接參數進行設置，實現多道連續(xù)焊接的要求。形成的焊道可以自動進行排列。還具備斷點記憶功能，可以進行自動復位，這項功能對于焊縫的焊接質量控制十分重要。厚度較小而大功率的焊槍可以滿足大壁厚壓力容器的焊接要求，針對窄間隙坡口，可以采取一層兩道的焊接辦法實現自動埋弧焊接。

4.2.2 壓力容器封頭和接管的自動焊接

壓力容器封頭和接管的焊接主要有2 種不同型式，向心接管以及非向心接管的焊接方式。壓力容器的大接管埋弧焊機內部有6 個運動軸，牢固可靠的掛于十字操作機上。在進行自動焊接前，第一步是對焊接設備進行自動定心，利用焊槍構件對接管外壁實現自動定位，使焊槍構件的中心與接管中心進行準確定位，這種方式比人工定位的精度和效率要高出許多。再利用焊絲端部來對焊接坡口下部實現自動定位，對焊縫高度改變情況進行存儲和記憶，完成對焊縫高度的自動追蹤，實現非向心接管的高質量焊接。焊接裝置還配置高精度的橫向追蹤傳感儀，在對壓力容器進行自動焊接時，對接管的外壁進行追蹤，從而有效保證焊絲和焊接坡口側避的距離終始保持相同的數值。

5 結束語

油田企業(yè)壓力容器安裝工程的焊接質量與施工作業(yè)人員的技能水平、焊接設備的性能、焊接材料的情況、焊接工藝技術、自然環(huán)境因素有著直接的關系，應該加強對上述影響因素的控制，還應該采用新型的、適用于壓力容器焊接要求的焊接設備，保證焊接質量達到設計要求。