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        石油石化工藝管道常見焊接質(zhì)量缺陷控制

        2019-09-10 07:22:44裴先峰丁自力慕香奎白玉
        石油研究 2019年2期
        關(guān)鍵詞:焊接缺陷

        裴先峰 丁自力 慕香奎 白玉

        摘要:本文針對石化工藝管道常見的焊接質(zhì)量缺陷進(jìn)行簡述,進(jìn)而在此基礎(chǔ)之上分析導(dǎo)致這些缺陷出現(xiàn)的原因,最后一部分主要結(jié)合這些內(nèi)容提出了具體的焊接質(zhì)量控制辦法。

        關(guān)鍵詞:石化工藝管道;焊接;缺陷

        1 導(dǎo)致上述缺陷出現(xiàn)的原因

        1.1 焊縫未焊透

        在石化工藝管道焊接過程中,母材與母材之間、母材與融敷金屬之間局部未熔合的現(xiàn)象都屬于焊縫未焊透問題。將其分類,主要包含根部未焊透、邊緣未融合、層間未融合等。在這一類問題的影響之下,未焊透部位的缺口及末端將會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中,長時間作用將出現(xiàn)裂縫,影響到相關(guān)裝置或設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。電流強度不足,運條速度過快;焊縫坡口對口不正確;焊條角度不正確或電弧偏吹等都將導(dǎo)致未焊透問題出現(xiàn)。

        1.2 焊瘤

        從定義上來說,焊瘤主要是指融化的金屬流淌到焊縫以外的母材上。焊瘤處將會形成應(yīng)力集中,同時可能伴生未熔合、裂縫等問題,直接產(chǎn)生對機械強度的影響。除此之外,若焊瘤出現(xiàn)于管道內(nèi)部,管道內(nèi)流體的有效流通截面將會因此而降低,嚴(yán)重情況下就會出現(xiàn)物料堵塞的問題。對于導(dǎo)致焊瘤出現(xiàn)的原因來說,焊縫坡口邊緣臟污沒有得到有效清理、焊接電流過大,導(dǎo)致焊條融化時間與母材融化時間不相符、焊接速度過快等都有可能導(dǎo)致管道焊接過程中出現(xiàn)焊瘤問題。

        1.3 咬邊

        一般情況下,石化工藝管道焊接咬邊深度不能超過0.5mm,連續(xù)長度不能超過100mm,兩側(cè)咬邊總長度不能超過焊縫總長度的10%。對于高壓容器、高壓管道等核心結(jié)構(gòu)來說,焊接過程中則不能出現(xiàn)咬邊問題。若焊縫咬邊不符合上述規(guī)范要求,那么基本金屬的有效工作截面將會因此而減少,咬邊處將會形成應(yīng)力集中,這些狀況都有可能影響到相關(guān)結(jié)構(gòu)或裝置的安全性。從造成此類焊接缺陷的原因來說,熔接電流過大、電弧過長、焊條角度不正確等都會導(dǎo)致此類問題出現(xiàn)。

        2 控制辦法

        2.1 手工電弧焊接和焊接打底

        石油化工管道焊接包括手工電弧焊接、藥芯焊絲半自動焊接和全自動焊接是最常用的3種焊接方式。其中,手工電弧焊接方式由于焊接門檻低和整體操作方式靈活簡單,已經(jīng)在諸多不同的地區(qū)和施工現(xiàn)場被廣泛應(yīng)用,是目前我國石油化工管道焊接過程中最重要的焊接方式。其次,在焊接過程中,還要重視打底工作。所謂打底,是以從底部到頂部進(jìn)行點焊為基礎(chǔ),再進(jìn)行打磨和拋光,并在拋光結(jié)束時打磨出斜口。進(jìn)行氬弧打底時,要先對氬氣進(jìn)行檢測,查看其中是否存在雜質(zhì),之后再選擇試板對焊接時的使用板具進(jìn)行維護(hù),避免焊接過程受到外界因素的影響,保證焊接質(zhì)量。

        2.2 加強事前控制

        開展石油化工管道焊接作業(yè)時,對于質(zhì)量的把控,要注重加強事前控制。具體措施如下:①做好母材和焊接材料的檢查以及驗收。使用的母材要具有質(zhì)量證明文件,同時要按照使用標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢查驗收,保證使用的母材能夠達(dá)到石油化工管道工程的要求。除此之外,焊接材料也必須要達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn),同時材料的包裝以及包裝標(biāo)記必須要完好,沒有破損以及受潮等情況,保證標(biāo)記的完整性和清晰度。②檢查焊接用的氣體質(zhì)量。在石油化工管道焊接作業(yè)中,使用的氣體必須要符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。使用的氬氣,純度必須要大于99.99%;若瓶裝壓力小于0.5MPa,則不可以使用。使用的二氧化碳?xì)怏w,純度必須要大于99.9%;若若瓶裝壓力小于0.98MPa,則不可以使用。

        2.3 加強材料檢驗和施工工藝的控制

        1985年,某金陵石化公司的南京煉油廠的半成品車間的球罐區(qū)內(nèi),某倒油線的對焊法蘭頸部發(fā)生橫向斷裂,導(dǎo)致大量液化氣從內(nèi)部泄漏而出,整個泄漏時間長達(dá)3h,期間共損失54.56t液化氣。此次事故是由于法蘭選材不當(dāng)造成的。管線采用的是規(guī)格為DN200的碳鋼,而法蘭規(guī)格是ND200,材質(zhì)是Cr5Mo,并且焊接時未采用過渡焊條。法蘭頸部本身存在1道0.5mm深的機械劃痕,本體硬度高達(dá)布氏340N/mm2,整體超標(biāo)1倍。在長期高壓工作狀態(tài)下,機械劃痕處越來越薄弱,之后形成了穿透性的裂紋。裂紋在不斷擴張過程中,形成1條較深的裂紋。造成此次事故的根本原因是當(dāng)班的操作工班長長期脫崗不巡檢,造成球罐區(qū)長期處于無人管理的狀態(tài)。期間,雖然再三接到減壓工人報告瓦斯氣味大的報告,但沒有引起足夠的重視,最后導(dǎo)致引發(fā)事故,造成液化氣的大量滲漏。在針對石油化工管道的焊接工藝進(jìn)行質(zhì)量控制的過程中,尤其要重視對其焊接質(zhì)量的控制,并加強對人員自身素質(zhì)的控制。一方面,要挑選具有相關(guān)專業(yè)技能和知識的工作人員,并在施工過程中加強對容易出現(xiàn)的問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的檢查,以便在工作過程中及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決。另外一方面,在檢驗過程中,要秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,對已經(jīng)完成的工作也要做好維護(hù)和檢修工作。施工前,要對整體焊接工藝進(jìn)行嚴(yán)格的評定,并最終根據(jù)評定結(jié)果出具相關(guān)工藝指導(dǎo)書。技術(shù)人員也要結(jié)合工程評定報告和實際情況選擇合理的焊接施工方案,對焊接材料和焊接工藝進(jìn)行驗收,從而確保其符合整體工程要求。在施工過程中,要對施工過程的詳細(xì)信息進(jìn)行記錄,從而為維護(hù)和檢修工作提供依據(jù)。

        2.4 避免弧疤出現(xiàn)的處理方法

        對于弧疤缺陷的處理和預(yù)防辦法應(yīng)包含以下內(nèi)容:(1)焊接人員應(yīng)熟練掌握相關(guān)焊接規(guī)范,并結(jié)合這些內(nèi)容對焊接電流、焊接方式、焊接速度等進(jìn)行選擇。在焊接前對焊接電纜、接地線等的絕緣情況進(jìn)行檢查,及時處理破損位置。(2)在實際焊接過程中,焊接人員應(yīng)嚴(yán)格避免在坡口以外的工件上隨意引弧,若需要暫時中斷焊接,那么則應(yīng)將焊鉗放置于絕緣木板上或直接掛起,切斷焊接電源。(3)若已經(jīng)有電弧擦傷等問題出現(xiàn),焊接人員應(yīng)及時采用砂輪機打磨,對于打磨處理后出現(xiàn)的凹坑則可以進(jìn)行補焊處理。

        2.5 加強對人員的全方位管理

        某煉油廠的原油罐區(qū)發(fā)生了一起重大火災(zāi)事故,當(dāng)?shù)叵啦块T先后出動超過40輛消防車和超過400名消防隊員最終將火勢控制住,整個過程為14h。這次大火共燒掉原油、蠟油和污油5042t,直接經(jīng)濟損失高達(dá)1.35×106元。造成此次事故的主要原因是施工人員施工安全意識不夠。事前,油品車間和安全管理部門多次向廠領(lǐng)導(dǎo)反映蠟油的溫度已經(jīng)接近160℃,但管理人員沒有采取有效措施。

        3 結(jié)語

        綜上所述,在對石化工藝管道常見的焊接質(zhì)量缺陷及導(dǎo)致這些缺陷出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,本文主要針對焊縫外形尺寸不符合規(guī)范、焊縫咬邊問題、焊瘤、弧疤等焊接質(zhì)量缺陷的預(yù)防和處理辦法做了深入探討。相關(guān)單位應(yīng)進(jìn)一步重視石化工藝管道的焊接工作,從常見的幾種焊接質(zhì)量缺陷入手,制定好預(yù)防措施,引導(dǎo)焊接人員參考本文的建議,依據(jù)現(xiàn)有焊接施工規(guī)范完成管道焊接工作,從根本上避免安全問題或質(zhì)量問題。

        參考文獻(xiàn)

        [1]由金光.石油化工工程中工藝管道安裝施工風(fēng)險控制措施探討[J].化工管理,2018,(09).

        [2]王玉明.分析石化工藝管道安裝工程及施工管理[J].低碳世界,2015,(36).

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