1、1石油化工管道焊接工艺与质量管理措施【摘要】：石油化工产业在我国经济发展中有着重要的地位，近些年来对石油化工产业的投入也在不断的提高。焊接质量控制是石油化工管道施工中的一项关键工作。焊接质量直接影响着管道的质量安全,焊接质量涉及多方面因素,需要各方共同努力才能真正做好这一工作。本文介绍了安庆分公司化工部丙烯腈装置内对丙烯腈装置贫富水管线、管件更换，着重阐述了石油化工管道在施工过程中的焊接工艺以及存在的问题，提出了有效地控制管道的焊接质量措施。 【关键词】：石油化工；管道焊接；工艺与质量；管理措施 中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号： 引言 随着石油天然气市场前景的明朗以及化工品
2、的需用量增加, 许多石油化工公司和储运公司纷纷设立石油化工厂及石化存储基地。石油化工管道如今大都为高温高压、易燃、易爆、有毒有害等介质的管道,并且管道的焊接工程量大,焊口众多,如果焊接质量控制不好,很容易产生质量问题,因此焊接质量控制至关重要。施工方必须在安装过程中严格遵守国家、地方及行业标准规范, 通过建立健全完善的质量管理体系,坚持实行严格的全过程质量控制,抓好主要的控制环节, 为管道焊接质量的管理提供充分的保障。本次工程将丙烯腈装置贫富水管线、管件更换，其特点是装2置区内可燃性物资较多的状态下施工，防爆要求高，施工作业面跨度长，动火接电点多，管线直径 DN200（219*7） 、DN15
3、0（159*5） 、DN80（89*4） ，长约 400 米，大部分在装置管廊上作业。0Cr18Ni9 管道焊材选用 A102 焊条和 0Cr18Ni9 焊丝。焊接方式常用氩电联焊和充氩保护。 一、施工程序 材料储存、领取材料出库材料检验除锈刷漆 运抵现场指定预制地点 管道预制（坡口加工、焊接、无损探伤） 原管线确认、安装盲板（位置、规格、型号等）旧管线拆除（阀门、管件、支吊架等） 运出场外新管线安装、吊装组（坡口加工、焊接、无损探伤）对管道质量检查合格水压试 管线吹扫拆除盲板。 二、焊接工艺管理 1、焊接时，技术员及质检员应对施工情况进行检查，使焊接施工按制定的焊接工艺规范执行。 2、焊条烘
4、干温度 150200，焊丝使用前应进行清理除油除锈。3、烘好的焊条领出后应放置于保温筒内，超过 4 小时应重新烘烤，重新烘烤次数不得超过 2 次。 4、焊接采用氩弧焊打底，电弧焊盖面。每层焊道应一次焊完，焊接用氩气纯度应不低于 99.9，且含水量不大 15ppm！ 三、焊接工艺过程 1、焊前检查：对焊条、焊丝、电极、保护气体、焊接设备、进行检3查。对于母材需要力学性能抽检的，要根据相关规范抽检并且达到指标要求。 2、坡口加工形式：管子组对坡口加工成 V 型。钝边：02mm 3、坡口加工方法：坡口加工采用等离子切割机加工；当采用等离子切割机切割时，切割后必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响焊接质
5、量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。 4、管材组对： （1）单根采用 90T 汽车吊和制作龙门吊吊装就位。 （2）焊接接头组对前，应对坡口两侧 20mm 范围内进行清理，其内外表面不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮以及其他对焊接质量有害的物质，确认坡口形式、尺寸符合规定，且坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷。 （3）焊口组对时，应使内壁平齐，其内壁错边量不应超过管道壁厚的 10%且不大于 1mm。 （4）焊件组件时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接过程中产生附加应力和变形，不得强力组对。 5、焊接 （1）定位焊应与正式的焊接工艺相同，焊缝长度宜为 10-15mm，高宜为 2-4mm，且不超过壁厚的 2
6、/3。 （2）定位焊缝应沿管周均匀分布，焊缝表面不得有裂纹及其他缺陷。为减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修整。 （3）定位焊完成后，即可进行正式焊接。焊接时，引弧应在坡口内，4不得在管壁上任意引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。 （5）每条焊缝应一次连续焊完。如因故被迫中断，应根据工艺要求采用缓冷措施防止裂纹的产生，继续施焊前必须对焊缝进行检查，确认无裂纹后，方可按原工艺施焊。 （6）层间应清理干净，并用砂轮磨去弧坑缺陷。多层焊时各层间的接头应错开 3050mm。焊接收弧时应将弧坑填满。 （7）焊工焊完后，应对焊口进行外观检查，检查前应将焊缝表面的熔渣飞溅清理干净。焊缝
7、两面不得有裂纹气孔夹渣等缺陷。合格后在焊口附近打上低应力的焊工钢印号，并及时做好焊接自检记录。 6、贫富水管线按照化工部要求，进行 X 射线检测且比例为 100%，按GB3323-87 规定级合格； 7、管子要保证内部清洁，预制好的部分要用塑料布把管口捆扎好。 四、旧管线拆除及安装原则 1、部分管线拆除采用 90T 汽车吊将旧管线卸下，其他管线拆除龙门吊； 2、管道安装应横平竖直，严禁强制组对。管线的安装碰头，需经现场代表确认后方可进行； 3、如需要对新增管线进行试压、吹扫，经作业部安排严格按照施工规范要求执行； 4、部分新管线安装因现场作业半径很大，根据现场实际情况和理论计算需采用 90T、
8、其他管线安装龙门吊。 五、石油化工管道焊接中易发生的问题 5在石油化工管道的焊接中很容易发生质量问题，质量控制总是达不到效果，其中容易发生的质量问题主要有以下几种。 1、施工人员资质 石油化工管道的焊接应该按照相关的标准和要求进行，但是在实际施工中，有些施工人员凭借自身的经验贸然施工，没有根据事先编制好的施工方案进行，没有对施工组织交底，这种施工技术人员的责任意识薄弱问题是很多施工过程中常会见到的。同时，有些焊接技术人员进行焊接作业时并没有取得相关的资格证，还有的是没在合格证规定的日期之内进行焊接工作，导致了施工现场的质量失控。由于近年来国外石油化工巨头及国外工程公司大举进入中国市场，对中高级
9、技术人才需求量大，待遇高，国内石油化工建设公司的人才流失严重，技术力量青黄不接。许多项目在管道施工前，技术人员不能按照设计要求、标准、规范及项目特点、现场实际情况来制定切实可行的施工方案并对施工班组进行充分的技术交底，为焊接质量控制埋下了隐患。 2、施工材料管理问题 施工对象是压力管道，特别是不锈钢管道，要与其他钢材分类储存，以防止电偶腐蚀！而这种管道所使用的材质各不相同，总是有异种钢材的焊接工作，所以，就出现了焊接工艺的参数管理失控。同时，焊接对象材料的种类多也就决定了焊材的种类繁多，在焊材的领用和发放回收工作中缺少管理，使用剩下的焊材不能够及时回收分类，导致了焊材混用，标准不清。 在材料的
10、储存、领取、发放要全种做好监控。 3、焊接环境问题 6石油化工管道的焊接地点是随着问题的出现而不同更换的，设备也需要跟随转移，在移动过程中很容易造成零部件损坏，影响焊接工艺质量。同时，对于施工环境的管理也缺乏力度，相应的质量控制人员不能够及时到位，异常天气下的防护措施做得也不到位，直接影响了管道的焊接质量。 六、管道焊接质量施工质量保证措施 1、焊接前的施工准备及体系审查焊前应熟悉设计文件、技术条件及相关标准中对焊接质量的要求, 编制详细的焊接工程质量检验试验计划; 编制相关的焊接工程施工方案和焊接工艺规程(WPS);提供满足现场实物需要的焊接工艺评定文件。认真验收材料,特别是管子、弯头、法兰
11、等的材质、规格、尺寸偏差等应符合设计要求,实物标记应与质保书一致。检查焊接设备性能及完好状况,有关计量仪表灵敏可靠等。项目质保体系建立情况的检查也是必要的,各责任人是否到位到岗,其履行职责的能力, 对于不能胜任者必须调整。 2、加强焊接操作人员的资质审查和入场考试根据相关程序进行焊接操作人员入场前资质审查, 审查施工单位申请入场施焊人员的相关资质证书必须是合格有效的;审查施焊人员资质证书是否可以覆盖本项目的要求; 通过资质审核的焊工还必须经过入场技能考试, 以检验该焊工的实际焊接操作技能是否符合项目要求。实际上岗工作的焊工一定要根据合格证书进行焊接工作的承接。进入施工场地，还要根据施工项目有针
12、对性的进行现场培训，同时对施工现场要进行检验监督，从事前、事中、事后等多个方面保证焊接质量。焊接是一种先进的制造技术，在工业、7农业、石油化工等领域的应用日益广泛，焊接技术工人的短缺也成为一个必然的趋势。焊接工人技术水平的高低将直接影响到压力管道的焊接质量。所以需要培养大量的焊接技术人员。同时对现有焊接工人的需继续教育，即结合项目工程实际，时常组织焊工进行学习。另外，还应该建立焊工管理档案，实行奖罚制度，勉励和促进焊工不断提高自身的作业水平。对那些焊接一次合格率高且稳定的焊工，委派其担任重要管道或管道中重要工序的焊接任务，使焊接质量得到保证。 3、焊接工艺控制 施工单位在正式施焊前，必须按标准
13、要求进行完善的焊接工艺评定。各施工单位必须按公司的焊接工艺评定和焊接工艺指导书，结合现场实际焊接情况，编写现场焊接工艺卡；项目部技术员对施工班组进行书面的技术交底。每一个施焊的焊工和管工必须各存一份，同时送交项目部质量检查员。不同焊接工艺的管线分别编写。相同焊接工艺的管线可以写在一张表内，必须注明管线号。有特殊要求的焊接，不但注明管线号还应该注明焊口号。管工按焊接工艺卡预制管口，焊工按焊接工艺卡进行工序交接确认焊口，合格后才能按所给焊接参数和要求进行焊接。焊接质量检查员按焊接工艺卡进行检查，并做好焊接记录。 4、焊接材料控制 焊接材料是焊接质量保证的基本条件，焊接材料的质量和正确使用，直接影响
14、到焊接质量和工程成本。因此应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等几个环节。焊接材料必须要有质量证明书，化学成分及机械性能符合有关标准及设计文件要求，用于高温高压及有毒有害8介质的合金材料还应做光谱分析确认，经检验不合格材料严禁入库和使用。现场应设立焊材一级库和二级库，库内的温度和湿度应进行有效控制，符合要求。入库的焊接材料应该经过质量检验合格，有材料标记号、建帐立卡，按品种、规格、分区堆放。焊条使用前应进行烘干并做好焊条烘干记录。焊条领出后必须立即放入保温桶，回收再利用的焊条，必须重新烘干，但同一焊条烘干次数不得超过两次。 5、焊接环境控制 管道焊接环境中的温度应该要根据焊接材料和焊件
15、的需要来保持，以此来确保焊工的技术不会受到影响，如果温度较低，则应该在评定书中提出预热的要求。风速、湿度等也要进行适当的控制。同时，施工中如果遇到异常天气，一定要根据天气预报及时采取防护措施，如果防护措施也无法保证施工环境，那么最好停止施工。焊接环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。焊接环境要求要有适宜的环境温度、相对湿度、风速，才能保证所施焊的焊缝组织获得良好的外观成形与内在质量，具有符合要求的机械性能与金相组织。当电弧焊时，风速8m/s；氩弧焊时，风速2m/s 和相对湿度90%未采取有效措施不得施焊。因此施焊环境应符合下列规定： （1）焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技
16、能不受影响。当环境温度低于施焊材料的最低允许温度时，应根据焊接工艺评定提出预热要求。 （2）焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当超过规定值时，应有防风设施。 9（3）焊接电弧 1m 范围内的相对湿度应不大于 90。 （4）当焊件表面潮湿，或在下雨、刮风期间，焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时，不得进行施焊作业。 6、焊接操作控制 管道的焊接施工，要求全部氩弧焊接打底电焊盖面。但在焊接过程中，焊接施工中容易发生问题的关键是承插焊口、凸台焊口、三通焊口、计量孔板焊口和管道支吊架焊接、管托焊缝质量等。因为在以往工程管线吹扫、试压时就发生过管托焊缝将管道一侧焊漏，也发生过承插焊
17、口、凸台焊口、三通焊口焊接质量不合格，没有焊接透等现象，所以我们制定了专门的工艺管件施工和焊接主要控制点，并进行检查。所有焊口外观质量必须经过焊工自检、检查员专检，外观合格后才能进行无损检测。7、焊接检验控制 施工现场焊口外观检查合格后按比例进行无损检测（RT）,现场质量检查员依据技术交底和各种管线无损检测比例的要求，根据焊工焊接数量及质量，执行随机点口抽透的原则，向第三方检测公司委托检测。施工单位将要检验的焊口管线号、编号、焊工号、写在明显部位上，探伤人员保证无损检测抽透和增透比例准确，保证管道检测合格。 结束语 对于石油化工管道的焊接工艺和质量控制来说，其是一个多细节的复杂过程，首先要确保施工工艺的适应性，其次还要采取措施克服施工质量的影响因素，提高焊接质量。本文简要的论述了管道焊接的工艺，10管道焊接施工中的质量问题；提高焊接质量控制的有效方式等几方面的内容，还望对实际施工有所裨益。 参考文献： 1董廷江，刘照元.浅谈长输管道的焊接质量控制J.科技资讯.2008（11） . 2顾天杰.管道焊接质量的分析和控制J.河南化工.2007（02） 3GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范 4SH3501-2002石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 5GB50236-2011现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
