趙瑞,仙運昌
(山西陽煤化工機械(集團)有限公司,山西 太原 030000)
結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn),多方面因素均可能影響化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量,如焊接產(chǎn)生的氣體、焊縫周圍溫度變化等,前期準備工作、現(xiàn)場技術(shù)管理也會直接影響焊接質(zhì)量。為有效開展化工設(shè)備制造過程中的焊接質(zhì)量控制,正是本文圍繞該課題開展具體研究的原因所在。
在化工設(shè)備制造過程中,受焊接工藝、焊接方法、焊接材料的影響,焊接會產(chǎn)生不同氣體,主要有N2、O2、H2、H2O、CO、CO2,對焊接質(zhì)量會產(chǎn)生不利影響的氣體主要為N2、O2、H2,如工件、空氣、焊條內(nèi)存在H2,金屬表面溫度在焊接結(jié)束后下降會導致部分焊縫金屬中的氫原子自由擴散,進而聚集在焊縫或熔合線局部,冷裂紋會因此出現(xiàn),焊接接頭的塑性和韌性也會隨之降低。氧氣在焊縫中主要為氧化亞鐵和硅酸鹽夾雜物等形式,其會導致焊縫金屬的強度、硬度、塑性降低,焊縫的冷脆和熱脆也更容易出現(xiàn),同時會影響抗腐蝕性能。焊接金屬在高溫下會與氮原子發(fā)生反應形成氮化物,金屬硬度會因此增加,塑性會隨之降低。
圍繞化工設(shè)備制造過程的焊接進行分析可以發(fā)現(xiàn),存在迅速升高并降低的焊縫周圍溫度的現(xiàn)象,焊縫周圍金屬會受此影響出現(xiàn)收縮,殘余應力也會隨之產(chǎn)生,金屬在焊縫的地方會因這種殘余應力出現(xiàn)橫向或縱向收縮,進而導致兩塊金屬接頭處出現(xiàn)裂紋。為控制急速冷卻引發(fā)的焊縫變形問題,必須圍繞變形程度在焊接前開展針對性估算,變形方向也需要同時估算,焊接質(zhì)量可由此更好地得到保障。
為有效控制化工設(shè)備制造過程的焊接質(zhì)量,必須做好焊接工件與設(shè)備的準備工作,焊接工件的準備需首先完成組隊工作,按照技術(shù)難度進行組隊,并隨之針對性安排工作計劃,焊接方案需結(jié)合設(shè)備實際針對性設(shè)計,工藝評定也需要嚴格開展。在完成方案核查后,需保證焊接工作嚴格遵循計劃開展,工作人員的從業(yè)資格與專業(yè)技術(shù)水平也要得到保障;焊接設(shè)備的準備需以確定的工作計劃為依據(jù),不同設(shè)備在參數(shù)等方面存在的差異需得到重視,以此優(yōu)選焊接設(shè)備,同時,基于焊接要求針對性選擇焊接材料和電源類型,焊接質(zhì)量即可得到有效保障。
焊絲以及焊條等材料在化工設(shè)備制造過程焊接過程中會大量應用,這類材料的質(zhì)量直接影響焊接質(zhì)量,因此定期開展的材料質(zhì)量檢查必須得到重視,相關(guān)人員需關(guān)注材料是否受潮,這是由于很多焊接材料在受潮后會出現(xiàn)生銹等問題。在具體實踐中,為保證焊接材料質(zhì)量,必須針對性開展管理工作,材料的焊接性需要到重點關(guān)注,這關(guān)系著化工設(shè)備制造過程焊接能否滿足相關(guān)標準與規(guī)定,不具備焊接性的材料不得用于焊接操作。如第一次使用某種焊接材料,必須開展針對性的焊接性實驗,以此明確材料特性,如材料的含碳量較高,實驗需重點關(guān)注焊接過程是否會出現(xiàn)氣孔現(xiàn)象,以此采取針對性應對措施,焊接質(zhì)量即可進一步提升。
為保證焊接能夠嚴格遵循設(shè)定的方案和計劃開展,化工設(shè)備制造過程的焊接即可更好地保證生產(chǎn)質(zhì)量,設(shè)備的嚴格檢查也可基于方案一一開展?;ぴO(shè)備的檢查和確認需按照一定順序開展,以此對電弧、電源、焊縫狀態(tài)開展針對性檢查。焊接部位屬于檢查的重點,需對內(nèi)部裂紋情況進行細致檢查,并關(guān)注是否存在未焊透問題。設(shè)備外部檢查需關(guān)注設(shè)備表面的咬邊、缺陷等情況,焊接尺寸檢查需關(guān)注焊接高度、長度,化工設(shè)備的整體質(zhì)量可由此得到更好的控制。
為更好地保證焊接質(zhì)量,施工現(xiàn)場技術(shù)管理也要嚴格開展,化工設(shè)備制造前企業(yè)需要做好技術(shù)人員的能力檢查工作,保證焊接質(zhì)量控制能夠由能力足夠的技術(shù)人員負責,焊接的各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制、焊接工作的保質(zhì)保量按時完成也能夠順利實現(xiàn)。對于化工設(shè)備的重要部位焊接,專業(yè)監(jiān)管人員的針對性配置極為關(guān)鍵,以此監(jiān)督管理技術(shù)人員的各步驟工作,即可規(guī)避操作錯誤問題,保證各環(huán)節(jié)工作正確性,化工設(shè)備性能、安全、質(zhì)量可能受到的影響能夠有效排除。需選擇具備專業(yè)技能認證的焊接人員進行具體的焊接施工,相關(guān)錯誤的及時改正也需要得到重視,同時強化對周圍環(huán)境的監(jiān)控,即可及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素變化帶來的影響,輔以詳細的施工過程記錄,焊接質(zhì)量控制和責任追查即可獲得有力依據(jù)。
近年來,特殊材質(zhì)化工設(shè)備大量涌現(xiàn),鈦制化工設(shè)備便屬于其中代表,對于運行環(huán)境較為復雜的鈦制化工設(shè)備來說,過早報廢問題很容易出現(xiàn),這種問題與鈦制化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量控制不當存在一定關(guān)聯(lián),因此,本節(jié)將圍繞鈦制化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量控制方法開展深入探討。深入分析可以發(fā)現(xiàn),處于熔融狀態(tài)的鈦材會出現(xiàn)較大的物理、化學性能變化,在400℃及以上溫度時,大量的氫會被鈦材吸收,韌性的塑性、韌性會受到直接影響,進而出現(xiàn)易裂、易碎等問題。在鈦制化工設(shè)備的焊接過程中,需關(guān)注氧化、脆裂等問題,并保證含氫量能夠在鈦材焊接過程中控制在0.15%內(nèi),如氫量超標的現(xiàn)象出現(xiàn),脫氫處理必須及時開展。
鈦制化工設(shè)備制造過程焊接質(zhì)量控制同樣需要做好準備工作,具體需要在焊接開始前保證存在99.9%以上的氬氣純度,考慮到一般選擇直流兩用氬弧焊作為鈦制化工設(shè)備的焊接設(shè)備,因此焊接前還需要關(guān)注以下要點:(1)坡口處理。在正式焊接開始前,必須細致開展坡口處理,以此將附近50mm部位的雜物、雜質(zhì)進行清理,鈦材的污物需同時應用砂紙或砂輪進行清理,以此保證鈦材露出銀白色金屬光澤;(2)鈦材表面清理。需采用干凈的綢布蘸無水酒精清理鈦材表面,直至綢布不存在污物;(3)焊絲擦拭。在焊接開始前,焊絲的擦拭也需要得到重視,需使用干凈的綢布蘸無水酒精;(4)焊接的盡快開展。完成上述清理后,鈦制化工設(shè)備焊接需盡可能快地開展,否則空氣雜質(zhì)將引發(fā)污染問題,此時需再次進行清理,這會導致焊接效率和質(zhì)量受到影響。
完成準備工作后,焊接施工應立即開展,具體需關(guān)注以下幾方面:(1)保證焊接環(huán)境整潔。需在整潔的焊接環(huán)境下進行鈦制化工設(shè)備焊接施工,環(huán)境的風速、濕度均需要嚴格控制,室外焊接需關(guān)注雨雪、低溫天氣的影響;(2)嚴控各類要素。具體焊接施工需對各類要素進行嚴格控制,包括焊絲填充高度、鎢極伸出長度,氫極、氧極、氮極的反應也需要嚴格控制,以此規(guī)避焊接接頭塑性降低問題。需重點關(guān)注400℃以上熔池溫度對焊接熱影響區(qū)的影響,銅材保護盒應用引發(fā)的氣體混亂現(xiàn)象也需要得到重視,以此科學控制氬氣的速度,即可提升保護效果,一般需基于11L/min控制氬氣通入速度;(3)充分冷卻。在完成焊接施工后,需以充分冷卻的保護盒和焊接接頭為依據(jù),保證焊接接頭溫度在400℃以內(nèi)時開柜,焊接質(zhì)量可由此得到更好保障。
在完成鈦制化工設(shè)備制造過程焊接施工后,針對性的質(zhì)量檢測極為關(guān)鍵,具體檢測可圍繞三方面開展:(1)外觀檢測??刹捎梅糯箸R或肉眼對焊接完成后的鈦制化工設(shè)備進行檢查,以此觀察焊縫表面和焊接接頭缺陷,如發(fā)現(xiàn)顏色呈灰色,則說明焊接質(zhì)量不達標,如發(fā)現(xiàn)顏色為紫色,則說明存在塑性較差問題,如發(fā)現(xiàn)顏色為藍色,則說明存在稍微較差的塑性,如發(fā)現(xiàn)顏色為銀白色,則說明焊接質(zhì)量較好,此時無須進行處理,表面呈藍色、紫色的需要針對性開展打磨處理;(2)著色探傷檢測。具體檢測需基于《壓力容器無損檢測》Ⅱ級標準開展;(3)X射線探傷檢測。具體檢測基于《壓力容器無損檢測》Ⅲ級標準開展。
綜上所述,化工設(shè)備制造過程中焊接質(zhì)量控制需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上,本文涉及的強化材料的選擇和管理、檢查確認焊接項目、施工現(xiàn)場技術(shù)管理等內(nèi)容,則提供了可行性較高的化工設(shè)備制造焊接質(zhì)量控制路徑。為更好地保證化工設(shè)備制造焊接質(zhì)量,先進設(shè)備的引進、焊接人員的質(zhì)量安全意識培養(yǎng)、監(jiān)督制度的建立健全同樣需要得到重視。