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【關(guān)鍵詞】厚壁容器 接管焊接裂紋 原因分析 修復(fù) 優(yōu)化工藝
我公司中標(biāo)某石化廠冷高壓分離器,該設(shè)備殼體材質(zhì)為16Mn鍛件。封頭厚度150+4(堆焊TP316L)mm,筒體厚度250+4(堆焊TP316L)mm,總高度16.5米,管口數(shù)量為13個,最大的接管人孔接管的公稱直徑為DN600,最小的接管液位計口接管的公稱直徑為DN80,總重量280噸。由于我公司以前有制造板焊式加氫反應(yīng)器的經(jīng)驗(厚度在150mm左右),并且冷高壓分離器雖然厚度比加氫反應(yīng)器厚一些,但是材料并不特殊,所以從思想上沒有引起足夠的重視,在制造上就采用了板焊式加氫反應(yīng)器的焊接工藝。
在制造過程中,接管外側(cè)焊完后,在內(nèi)側(cè)清根過程中發(fā)現(xiàn)有局部裂紋,裂紋的總清除長度在200-400mm左右,寬度在50-80mm,深度70-130mm,局部裂紋沿焊縫切線方向延伸至筒體母材60mm。
1 原因分析
裂紋的產(chǎn)生主要有下列原因:
(1)焊前及焊接過程中的加熱范圍小,預(yù)熱溫度控制不好,焊接過程中對預(yù)熱溫度沒有進(jìn)行有效的監(jiān)控。
焊前及焊接過程中的預(yù)熱溫度控制是避免產(chǎn)生冷裂紋的重要措施,預(yù)熱溫度失控,極易造成裂紋。
產(chǎn)生裂紋的幾個接管,預(yù)熱過程中的加熱范圍太小,容易造成預(yù)熱溫度不夠且不均勻。這臺設(shè)備的接管與筒體24小時焊接,特別是在晚上焊接時,由于沒有檢驗員對預(yù)熱溫度進(jìn)行抽檢,而熱處理工對預(yù)熱溫度的監(jiān)控又不夠重視,造成焊接時預(yù)熱溫度不到位。
(2)焊接過程斷斷續(xù)續(xù)。
對于厚壁設(shè)備的接管與筒體的焊縫,拘束應(yīng)力非常大,焊接時容易從根部產(chǎn)生冷裂紋。理想的狀態(tài)是焊縫一次焊完,但設(shè)備制造過程中由于人力資源方面的原因,部分接管沒有一次焊完,增加了出現(xiàn)裂紋的可能性。
(3)一面焊接完成后沒有及時對另一面進(jìn)行清根。
產(chǎn)生裂紋的幾個接管一面焊接完成后,另一面沒有及時清根,這也增加了出現(xiàn)裂紋的可能性。
事后了解到,國內(nèi)其他廠家也發(fā)生過由于清根不及時而導(dǎo)致加氫反應(yīng)器的接管與筒體焊縫出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋。
某廠1臺加氫反應(yīng)器(母材2.25C r-1Mo)的熱電偶管與筒體的焊接中,預(yù)熱溫度保持在200-250℃,外側(cè)焊縫一次焊完,焊后立即進(jìn)行焊后中間熱處理,并在熱態(tài)清根處理,內(nèi)側(cè)焊接完成后進(jìn)行消氫處理,焊縫檢測合格。而同臺設(shè)備的另外幾個接管與筒體焊縫,采用外側(cè)一次焊完,先局部消氫處理,擱置一段時間后再并爐進(jìn)行中間焊后熱處理,結(jié)果有部分接管產(chǎn)生了縱向裂紋,遍布環(huán)縫整圈,并由根部向外表擴(kuò)展,幾乎裂透,制造廠將接管全部割除,并對裂紋的性質(zhì)及原因進(jìn)行分析,主要原因是焊接結(jié)構(gòu)剛性大且焊后消氫不夠而產(chǎn)生的氫致裂紋。經(jīng)解剖檢驗發(fā)現(xiàn),宏觀端口上有多處裂紋源,焊根及夾雜物不僅導(dǎo)致了應(yīng)力集中,而且造成了氫的聚集。斷口微觀具有解理、準(zhǔn)解理及二次裂紋等氫脆特性[1]。
2 應(yīng)對措施
2.1 改進(jìn)加熱方式及加強(qiáng)對預(yù)熱溫度的監(jiān)控
(1)焊接焊縫外側(cè)時,內(nèi)側(cè)電熱板覆蓋寬度必須包括整個接管端面以及焊縫內(nèi)側(cè)300mm范圍;焊縫外側(cè)施焊坡口周圍(包括筒體側(cè)、接管側(cè);僅露出坡口,不影響施焊即可)500mm范圍鋪設(shè)保溫棉保溫;接管內(nèi)部也需塞上保溫棉,具體如圖2所示。
(2)焊接焊縫內(nèi)側(cè)時,外側(cè)電熱板覆蓋寬度必須包括焊縫兩側(cè)300mm范圍(包括筒體側(cè)、接管側(cè));焊縫內(nèi)側(cè)包括整個接管端面以及焊縫內(nèi)側(cè)500mm范圍(僅露出坡口,不影響施焊即可)鋪設(shè)保溫棉保溫;接管內(nèi)部也需塞上保溫棉。
(3)在改進(jìn)加熱方式的同時,加強(qiáng)對預(yù)熱溫度的監(jiān)控。每30分鐘測溫一次,并形成記錄,每個接管每次測溫至少4個點,同時在距離坡口150mm處對稱布置2個熱電偶。
2.2 剩余接管施焊時,連續(xù)施焊,中途不得停工
2.3 剩余接管施焊時,要求在正面施焊厚度至50~70mm時,在熱態(tài)下對反面進(jìn)行清根,并將反面焊完
然后再進(jìn)行正面的焊接,全部焊完后再進(jìn)行中間熱處理。3 應(yīng)對措施效果
按照改進(jìn)后的工藝要求進(jìn)行焊接的接管與筒體焊縫進(jìn)行RT、UT、MT檢測時全部一次合格,說明應(yīng)對措施是可行的,有效的。
4 接管焊接裂紋的修復(fù)
4.1 修復(fù)工藝
(1)加熱方式及對預(yù)熱溫度的監(jiān)控方式與應(yīng)對措施中的一致。
(1)清除至150mm時,如果裂紋完全清除干凈,去除滲碳層后,繼續(xù)焊接,焊接完后做560℃中間熱處理。
(2)清除至150mm時,如果深度方向還未清除干凈(但是內(nèi)側(cè)部分0~150mm厚度內(nèi)的裂紋必須清除干凈,不允許挖洞式去除裂紋;裂紋清除時,裂紋上部的金屬也必須去除,并且與周圍有一定坡度),去除滲碳層后,也應(yīng)該焊掉,內(nèi)側(cè)焊完后進(jìn)行中間熱處理;之后從外側(cè)開始返修,外側(cè)焊完后再次進(jìn)行中間熱處理。
4.2 修復(fù)效果
按照修復(fù)工藝完成修復(fù)后進(jìn)行RT、UT、MT檢測全部一次合格,說明修復(fù)工藝是可行的,有效的。
5 修復(fù)過程中的注意要點
5.1 處于筒體邊緣的接管焊縫應(yīng)該重點關(guān)注
(1)筒體邊緣的接管預(yù)熱時,如果加熱板控制器設(shè)定的功率一樣,會造成距離筒體邊緣近的一側(cè)溫度高,另一側(cè)的溫度低(因為鋼傳熱快,空氣傳熱慢);為了使接管周圍的溫度控制均勻,就需要跟蹤實測溫度把控制柜上的功率分開設(shè)定;這樣雖然實測的溫度相對比較均勻,但是各處在單位時間里的散熱還是差別很大(散熱速度不平衡會造成應(yīng)力的不均勻)。
(2)再一個原因是,筒體邊緣的接管受到的拘束應(yīng)力非常的不均勻。
(3)針對以上兩點:在加熱時應(yīng)該把距離筒體邊緣近的一側(cè)的筒體的端部全部用保溫棉包裹好,在另一側(cè)應(yīng)該加大加熱片的加熱面積。使傳熱和拘束應(yīng)力盡量均勻,這樣可以減少應(yīng)力并且促進(jìn)應(yīng)力平衡。
5.2 止裂坑的設(shè)置
在清除裂紋過程中,如果發(fā)現(xiàn)有裂紋沿焊縫切線方向裂向母材時,應(yīng)及時的在裂紋擴(kuò)展方向的正前方100mm處設(shè)置止裂坑,深度應(yīng)該超過裂紋深度30mm為宜。5.3 二次返修時缺陷位置的確定
(1)由于拍片時,鏡頭與焊縫成一定角度,造成片子上面的缺陷與實際有一定偏移,而且焊縫較厚時對缺陷有放大效果。這樣會造成在底片下找不到缺陷,使返修變得盲目,對工期和質(zhì)量影響甚大。
(2)因此,在返修前應(yīng)該使用UT確定缺陷的具置,并且讓焊工與評片人員共同參與返修,這樣返修時才能游刃有余。
6 總結(jié)
(1)對于厚度250mm的16Mn鍛件來說,焊接應(yīng)力對裂紋的產(chǎn)生起到了主要作用,尤其是接管焊縫的應(yīng)力。所以在制造過程中如何減少焊接應(yīng)力、消除焊接應(yīng)力至關(guān)重要。目前來看,保持有效的預(yù)熱,使用合理的消應(yīng)力方法非常關(guān)鍵。
(2)在保證預(yù)熱的情況下,及時進(jìn)行清根非常重要。當(dāng)母材厚度超過150mm時,正面在焊接至50~100mm厚度時就應(yīng)該先清根,之后再繼續(xù)焊接。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:焊接管道;問題;施工質(zhì)量
中圖分類號:C93文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
不管是國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,還是居民日常生活,石油天然氣管道焊接技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展都具有重大意義。依據(jù)焊接規(guī)章制度,嚴(yán)格控制焊接技術(shù)及設(shè)備控制,提高焊接技術(shù)人員的素質(zhì),是全面保證石油天然氣管道質(zhì)量安全的保障,從而避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此,必須重視焊接施工各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,以確保石油天然氣管道運輸安全勢在必行。
一、影響壓力管道安裝焊接質(zhì)量的原因
1、焊接材料不合格
由于在采購高壓管道焊接過程中,沒有通過統(tǒng)一的渠道進(jìn)行采購,使得焊接材料質(zhì)量千差外別,難以確保材料質(zhì)量的合格。安裝焊接單位沒有配備相應(yīng)的焊接材料庫,缺乏一定的材料領(lǐng)用和存儲制度,領(lǐng)取材料隨意性較大,造成焊接材料管理混亂,無法進(jìn)行系統(tǒng)、全面的管理?,F(xiàn)場焊接材料沒有專用的保溫設(shè)備,大量材料隨意丟放,使得焊接材料受潮、破損,對焊接質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響。剩余材料入庫時,沒有專人進(jìn)行檢查確認(rèn),使得大量合格材料與布合格材料混雜,給材料管理工作帶來了一定難度。
2、焊接工藝
壓力管道的焊接工藝包括焊接之前的準(zhǔn)備、原材料的質(zhì)量和質(zhì)量控制措施,以及管道質(zhì)量、加工坡口質(zhì)量等。其中,原材料質(zhì)量對管道質(zhì)量的影響是基礎(chǔ)性的,如果原材料的質(zhì)量不合格,則管道的質(zhì)量也難以保證。焊接之前的準(zhǔn)備工作如何,也會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。比如如果焊接工藝不銜接,無法順利完成焊接,則質(zhì)量無法保證。
3、焊接人員
影響壓力管道焊接質(zhì)量的因素還包括焊接人員,焊接人員因素主要包括焊工素質(zhì)、對焊接工藝的掌握程度等。一般而言,焊接人員的素質(zhì)與管道焊接的質(zhì)量成正比關(guān)系,如果焊工的素質(zhì)較高,則焊接質(zhì)量通常有保障,而如果焊工的素質(zhì)較低,則管道焊接的質(zhì)量一般會出現(xiàn)問題。因此,提高管道焊接的質(zhì)量,應(yīng)加強(qiáng)對焊工的培訓(xùn),使其熟練掌握焊接的工藝與技能。
4、焊接的條件
在影響管道安裝焊接的因素中,焊接條件占有重要的位置。焊接條件主要是指相對濕度、風(fēng)速和環(huán)境溫度,以及內(nèi)在焊接環(huán)境、現(xiàn)場作業(yè)條件等。從影響管道焊接的各種因素來看,焊接條件最為重要,因此,要想提高管道焊接的質(zhì)量,應(yīng)保證焊接條件,使焊接始終處于可控狀態(tài),從而保證焊接的質(zhì)量。
二、高壓管道焊接與質(zhì)量控制措施分析
1、焊接施工前準(zhǔn)備的控制
(1)焊接前檢查。在實施焊接作業(yè)前,應(yīng)當(dāng)對所需材料、機(jī)械、設(shè)備進(jìn)行檢查,以保證操作時不出差錯。石油天然氣管道工程多在江南水網(wǎng)、沙漠、戈壁、黃土高原、高海拔等地區(qū)施工,所以應(yīng)選用可以適應(yīng)這些環(huán)境要求的焊機(jī)。開展檢查工作,在考察現(xiàn)場后,檢查電焊機(jī)的性能是否正常、電壓和電流是否穩(wěn)定;對于焊絲、焊條等材料要經(jīng)過報驗程序,核對設(shè)計文件后對焊接材料進(jìn)行抽樣檢查,經(jīng)檢測合格才可依據(jù)說明書的要求使用;保管焊條的倉庫要保持干燥、通風(fēng),焊條撤掉包裝后要烘干再用,使用中需放入保溫桶中。
(2)焊接前工序。焊接之前應(yīng)重視焊口清理、鋼管對口和預(yù)熱這三個環(huán)節(jié)。首先,焊接前檢查坡口的大小和尺寸是否滿足施工圖紙要求,保證焊接表面光滑,管口的形狀為橢圓。其次,鋼管對口的狀況會影響焊接質(zhì)量,所以要避免對口間隙過大而引發(fā)燒穿致焊瘤,或者對口間隙過小而引發(fā)根部熔化不良;優(yōu)先采用內(nèi)對口器組對,要完成全部根焊道后才可撤離內(nèi)對口器;工作完成后驗收,不合格則不能焊接。再次,焊接前預(yù)熱管線鋼,是為了防止焊接裂紋產(chǎn)生,尤其對于低溫裂縫和應(yīng)變脆化裂紋可以起到有效的預(yù)防作用。
2、焊接施工的控制
(1)根焊打底。采用專用的坡口在管道焊接前加工出V型坡口,再使用角磨機(jī)對兩側(cè)進(jìn)行除銹,完成了外對口器管線組對后,用電加熱帶預(yù)熱。溫度達(dá)標(biāo)時則可開始根焊,要保證焊縫均勻焊透,謹(jǐn)防焊穿。具體就組對焊接這一步驟來說,要使用對口器將焊接口固定。在撤離外對口器之前,確保完成根部焊接累計長度不少于管周長的一半,并且根部焊道均勻分布于管口的圓周;操作時還要檢查管口組對的錯邊量,控制管口組對的間隙和焊縫寬度,杜絕割斜口。
(2)熱焊及填充焊接。采用自保護(hù)藥芯半自動焊接法,可以順利完成熱焊和填充工序。焊接過程中,要隨時調(diào)整中層焊縫與整底層焊縫接頭之間的距離,控制在0.1cm以內(nèi),同時保持焊縫的厚度在0.3-0.5cm之間。另外,操作時需要清理底層焊接時產(chǎn)生的殘留熔渣及飛濺物,尤其要注意接口處的清理。焊接過程中要注意檢查幾個項目:一是按照焊接工藝規(guī)范,注意電流和電壓的變化;二是杜絕接地線在坡口以外的管壁上引弧,否則將導(dǎo)致電弧燒傷管材;三是杜絕強(qiáng)制組對的情況出現(xiàn);四是注意控制層間溫度,當(dāng)層間溫度低于標(biāo)準(zhǔn)值時要及時加熱;五是相鄰兩層的焊接點不得重合,應(yīng)錯開20mm以上。另外,對于中斷焊接的焊縫,應(yīng)當(dāng)先清理并檢查,符合標(biāo)準(zhǔn)后方可繼續(xù)焊接;對于多層焊接,在每層焊完之后立即清理層間,外觀檢查合格后方可進(jìn)入下一層的焊接。
(3)蓋面焊接。蓋面焊接采用自保護(hù)藥芯的半自動焊接法,焊接時要保證溫度,防止溫度過低導(dǎo)致焊接處裂紋生成。同時,要保證焊縫表面與管道平面一致,二者力求連接自然;焊縫高度在0.15-0.25cm之間,寬度約比坡口兩側(cè)的長度大0.2cm;及時處理蓋面上的焊接殘留物,做好蓋面的防腐工作。
3、焊接后相關(guān)檢查
加強(qiáng)對長輸管道焊接治理的檢驗工作能夠有效提高長輸管道使用壽命,長輸管道一般都是長距離輸送油氣,運行壓力較高,為確保管道使用壽命及安全,必須對焊縫的施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗,以確保管道不會在運行中泄露、爆管等,導(dǎo)致輸送介質(zhì)外泄,造成經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。長輸管道質(zhì)量檢驗?zāi)壳爸饕呛缚p無損檢測和管道耐壓試驗兩個方面。無損檢測是檢驗焊接質(zhì)量的重要手段,在長輸管道工程中,用得最為普遍的是X射線探傷和超聲波探傷相結(jié)合的方法,檢測質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。另外管道耐壓試驗(包括強(qiáng)度試驗和嚴(yán)密性試驗)也是檢驗管道質(zhì)量重要環(huán)節(jié)。長輸管道耐壓試驗一般分段進(jìn)行,按照管道試壓時最低點壓力不超過管道屈服強(qiáng)度的90%,最高點達(dá)到設(shè)計壓力的要求進(jìn)行分段試壓。
4、加強(qiáng)焊接人員管理
焊接單位應(yīng)該對焊接人員、質(zhì)檢人員以及無損檢測人員進(jìn)行嚴(yán)格的管理,定期或者不定期組織人員進(jìn)行專業(yè)技能和職業(yè)道德的培訓(xùn)和教育,提高他們的質(zhì)量意識和安全意識,使其按照規(guī)定的焊接標(biāo)準(zhǔn)、方法以及工藝進(jìn)行作業(yè),促進(jìn)焊接人員遵守焊接工藝規(guī)律,提高全單位的整體技能水平和綜合素質(zhì),從根本上確保高壓管道焊接質(zhì)量。
結(jié)束語
綜上所述,高壓管道焊接工序繁多,若想有效的控制焊接工作,提高焊接質(zhì)量水平,就必須清楚的認(rèn)識到影響焊接質(zhì)量的不利因素,并積極采取措施進(jìn)行控制和管理。安裝焊接單位應(yīng)該對施工前、施工過程以及施工后等各階段焊接質(zhì)量進(jìn)行控制,強(qiáng)化焊接人員專業(yè)技能培訓(xùn)工作,從而提高焊接效率,確保焊接質(zhì)量,促進(jìn)我國管道運輸行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:船舶;焊接;質(zhì)量;管理
中圖分類號:TF3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
我國航運海運事業(yè)的發(fā)展為船舶制造企業(yè)提供了良好的發(fā)展空間,同時也對船舶制造企業(yè)的管理工作提出了更高的要求。作為船舶制造中的關(guān)鍵工序,焊接管理直接影響到船舶設(shè)備的安全運行、影響到船舶航行安全。針對船舶制造中焊接工作的重要性,現(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)船舶焊接工作的管理。通過船舶制造管理工作的開展使焊接生產(chǎn)過程的每道工序都處于受控狀態(tài),預(yù)防船舶焊接質(zhì)量缺陷的發(fā)生。以船舶焊接工作的管理為基礎(chǔ)預(yù)防質(zhì)量問題的發(fā)生,減少質(zhì)量問題處理成本、實現(xiàn)制造成本的降低、促進(jìn)船舶制造質(zhì)量的提高。
1 以現(xiàn)代焊接管理理論指導(dǎo)船舶焊接工作
焊接工作管理作為現(xiàn)代船舶制造中的重要內(nèi)容,對船舶制造質(zhì)量、航行安全有著重要的影響。針對焊接工作管理的重要性,現(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)以焊接管理理論與重點為基礎(chǔ),運用現(xiàn)代管理理論指導(dǎo)船舶焊接工作,以此實現(xiàn)船舶制造質(zhì)量控制目的。根據(jù)船舶焊接管理的各項內(nèi)容開展管理工作,以工藝管理、焊接施工方案管理、焊接材料管理以及焊接現(xiàn)場管理等工作保障船舶焊接質(zhì)量,實現(xiàn)船舶焊接工作管理的最終目的。通過現(xiàn)代焊接管理理論指導(dǎo)船舶焊接工作,促進(jìn)焊接質(zhì)量的提高、促進(jìn)船舶制造企業(yè)管理水平的提高、實現(xiàn)現(xiàn)代船舶制造企業(yè)綜合市場競爭力的提高。
2 船舶焊接工作管理的實施與重點
2.1 以船舶焊接管理體系的完善為基礎(chǔ),促進(jìn)焊接質(zhì)量的提高
針對傳統(tǒng)船舶焊接管理存在的問題,現(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)焊接管理體系的完善。通過現(xiàn)代焊接管理理論的運用,避免傳統(tǒng)粗放型管理造成的質(zhì)量隱患。以船舶焊接制造工藝特點為基礎(chǔ)、運用現(xiàn)代船舶制造理論開展焊接管理工作,實現(xiàn)船舶焊接管理的目標(biāo)。在船舶焊接管理體系的完善中,船舶制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的管理架構(gòu)進(jìn)行管理體系的完善。同時,注重船舶設(shè)計特點,以自身管理架構(gòu)為基礎(chǔ)、以船舶設(shè)計特點為重點進(jìn)行焊接管理體系的完善。通過這樣的方式使船舶焊接管理體系更加符合企業(yè)管理特點、符合船舶制造需求,進(jìn)而提高船舶焊接管理效果。以具有針對性與適用性的管理體系建設(shè)為基礎(chǔ)促進(jìn)船舶焊接管理工作的開展。
2.2 注重焊接質(zhì)量管理體系的完善,促進(jìn)船舶焊接工作管理的實現(xiàn)
作為船舶焊接管理的重要組成部分,船舶制造企業(yè)焊接質(zhì)量管理體系的完善對焊接管理工作有著重要的影響?,F(xiàn)代傳播制造企業(yè)在焊接管理體系構(gòu)建的同時,還要注重船舶焊接質(zhì)量管理體系的構(gòu)建與完善。以焊接質(zhì)量管理體系的完善促進(jìn)焊接管理工作的開展、為保障焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
2.3 強(qiáng)化船舶焊接過程中焊工管理,保障船舶焊接質(zhì)量
在船舶焊接工作的管理中,焊工管理是管理工作的重要內(nèi)容之一。通過對焊工的管理,避免人為因素對焊接質(zhì)量的影響,實現(xiàn)船舶焊接質(zhì)量控制目的。在現(xiàn)代船舶焊接管理工作中,焊工隊伍是保障焊接質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。通過焊工管理為保障船舶焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。以焊工資質(zhì)的審核、焊工焊接技術(shù)培訓(xùn)、上崗考核等工作提高船舶制造企業(yè)的焊接技術(shù)水平,促進(jìn)焊接工作管理工作的開展。首先,船舶制造企業(yè)應(yīng)注重焊工的技術(shù)強(qiáng)化。通過培訓(xùn)管理、考核管理等工作強(qiáng)化焊工綜合技術(shù)水平與綜合素質(zhì),為保障船舶焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,船舶制造企業(yè)還要加強(qiáng)焊工的技術(shù)檔案管理。通過對焊工技術(shù)水平的管理對焊工綜合情況進(jìn)行掌握,合理分配焊工工作,以此保障焊接施工質(zhì)量,實現(xiàn)船舶焊接制造管理工作目標(biāo)。
2.4 注重焊接工藝管理,實現(xiàn)船舶焊接工作管理目的
焊接工藝管理是船舶焊接工作管理工作的重要內(nèi)容、是影響船舶焊接質(zhì)量的關(guān)鍵?,F(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)通過焊接工藝審查、工藝方案編制、工藝控制與管理等一系列工作保障船舶焊接質(zhì)量、實現(xiàn)船舶焊接工作管理目的。首先,船舶制造制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)焊接工藝設(shè)計的審查。以船舶設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文獻(xiàn)的分析為基礎(chǔ),科學(xué)設(shè)計焊接工藝。同時,通過工藝審查保障船舶焊接工藝選擇的科學(xué)性,為保障船舶焊接工藝奠定基礎(chǔ)。在工藝審查工作中,應(yīng)注重對焊接接頭位置的能見度、可達(dá)到性等技術(shù)條件進(jìn)行審查。同時注重焊接結(jié)構(gòu)類別以及坡口標(biāo)準(zhǔn)化確定。為了保障工藝的精度與經(jīng)濟(jì)性,在工藝審查中還要對船舶焊接工藝的精度、經(jīng)濟(jì)性以及焊接方法、焊接材料選用等進(jìn)行審查。通過焊接工藝相關(guān)內(nèi)容的審查為保障船舶焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
在焊接工藝審查強(qiáng)化的基礎(chǔ)上,船舶制造企業(yè)還要對焊接施工方案進(jìn)行科學(xué)的編制與審查。針對材料預(yù)處理、毛坯下料、坡口加工、焊接方法選定等內(nèi)容的確定,指導(dǎo)焊接施工管理。以這樣的方式使船舶焊接工作管理有據(jù)可依,為保障船舶焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
2.5 以焊接作業(yè)指導(dǎo)書的編制為基礎(chǔ),指導(dǎo)焊接施工
焊接作業(yè)指導(dǎo)書是焊接施工過程的指導(dǎo)性文件,其對焊接工作管理有著重要的意義?,F(xiàn)代船舶指導(dǎo)企業(yè)的焊接工作管理中,應(yīng)認(rèn)識到焊接作業(yè)指導(dǎo)書對焊接施工質(zhì)量的重要意義。以工藝卡(焊接作業(yè)指導(dǎo)書)為基礎(chǔ)指導(dǎo)焊接工藝過程,為保障船舶焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。首先,船舶制造企業(yè)應(yīng)以焊接施工技術(shù)文件為基礎(chǔ)進(jìn)行工藝卡的編制,并通過分析與驗證為基礎(chǔ)確保工藝卡的科學(xué)性。在此基礎(chǔ)上,以焊接作業(yè)指導(dǎo)書為基礎(chǔ)指導(dǎo)焊接過程的施工。以這樣的方式確保焊接過程嚴(yán)格按照工藝質(zhì)量要求進(jìn)行施工,實現(xiàn)船舶焊接工作管理目標(biāo)。
2.6 注重船舶焊接材料控制,保障船舶焊接質(zhì)量
作為影響船舶焊接質(zhì)量的基礎(chǔ),焊接材料控制與管理是現(xiàn)代船舶制造企業(yè)焊接工作管理的重要內(nèi)容。船舶制造企業(yè)應(yīng)通過焊接材料采購、驗收、保管、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制與管理,為保障焊接工作質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。以《艦船用高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼焊接材料的鑒定、出廠和進(jìn)貨檢驗規(guī)則》、《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》、《焊接材料復(fù)驗規(guī)定》等規(guī)范為基礎(chǔ)開展船舶焊接材料的管理,以此為保障船舶焊接工作質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
3 以船舶焊接現(xiàn)場管理工作的開展保障船舶焊接質(zhì)量
在船舶焊接工作管理中,施工現(xiàn)場管理是執(zhí)行各項管理規(guī)定、執(zhí)行技術(shù)工藝管理文件的關(guān)鍵。針對現(xiàn)場管理的重要性,現(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)從源頭控制入手,保障焊接工藝的執(zhí)行。以工藝技術(shù)質(zhì)量控制點為控制關(guān)鍵,開展船舶焊接現(xiàn)場管理。以技術(shù)文件為指導(dǎo)確保船舶焊接現(xiàn)場管理工作能夠保障技術(shù)文件的執(zhí)行,保障焊接施工質(zhì)量。從現(xiàn)場控制的源頭入手,以焊接質(zhì)量控制為中心開展船舶焊接現(xiàn)場施工管理,以此實現(xiàn)船舶焊接工作管理目標(biāo)。在現(xiàn)場管理工作中,應(yīng)以班組領(lǐng)導(dǎo)的質(zhì)量監(jiān)督職責(zé)為基礎(chǔ),以質(zhì)量檢驗人員、工藝技術(shù)人員的現(xiàn)場監(jiān)控為重點,保障船舶焊接施工質(zhì)量,實現(xiàn)現(xiàn)場管理控制目的。
結(jié)論
綜上所述,現(xiàn)代船舶焊接管理是船舶制造企業(yè)管理工作的重點、是保障船舶航行安全的關(guān)鍵?,F(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)針對焊接管理工作的重要性,以船舶焊接技術(shù)文件管理為基礎(chǔ)、以工藝控制為重點,運用現(xiàn)代焊接管理理論指導(dǎo)船舶焊接管理工作,實現(xiàn)船舶焊接管理的最終目的。為了保障船舶焊接施工管理質(zhì)量,現(xiàn)代船舶制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自身管理體系的完善、加強(qiáng)自身管理水平的提高,通過焊接人員技術(shù)培訓(xùn)以及專業(yè)技術(shù)人員綜合素質(zhì)的提高促進(jìn)焊接管理工作的開展,實現(xiàn)船舶焊接管理工作目標(biāo),促進(jìn)船舶制造質(zhì)量管理目標(biāo)的達(dá)成。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:管線鋼 返修根焊
中圖分類號:TG441文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
現(xiàn)代焊接技術(shù)的快速進(jìn)步(珠海高欄終端段塞流捕集器項目采用了埋弧自動焊),在一定程度上為國內(nèi)外專業(yè)輸送管道的建設(shè)提供了保證,雖然焊接的技術(shù)不斷提高,但一次合格率還無法達(dá)到100%。焊縫出現(xiàn)的缺陷超標(biāo)情況,對管道的使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,還導(dǎo)致管道中的輸送介質(zhì)出現(xiàn)泄露、爆炸或燃燒等事故,使人民和國家生命財產(chǎn)遭受極大的損失。所以,焊接返修必須引起高度重視。本文重點探討了返修要求、焊材與焊材性能、坡口設(shè)計、焊道的返修要點、潮濕環(huán)境下的焊接工藝、建議等,以供參考。
1、返修要求
按照非裂紋性缺陷在填充焊道及焊道中產(chǎn)生的狀況,實施的返修焊接規(guī)程必須符合相關(guān)規(guī)定且經(jīng)過評定合格并取得業(yè)主同意后才能夠采用。可直接返修產(chǎn)生在蓋面焊焊道中的非裂紋缺陷,一旦返修工藝與原始的焊接工藝存在差異,或者進(jìn)行返修的位置是在原來返修過的地方,使用的返修焊接規(guī)程應(yīng)能夠保證韌性要求和焊縫力學(xué)性能,并通過力學(xué)性能試驗確定、評定是合格的,這樣才能保證施工質(zhì)量滿足相關(guān)要求。
2、焊材與焊材性能
用于返修焊口的焊材有一定的要求,必須嚴(yán)格按照業(yè)主和監(jiān)理批準(zhǔn)的返修焊接工藝技術(shù)文件實施,不可以隨意變動。通常選用的焊材必須相匹配于管口焊接時的焊材,且需具有較好的抗裂性能。
因段塞流捕集器制作采用較大壁厚(THK=28.6mm)和較大管徑(φ=1422mm)的管線,所以焊接量也比較大,從常用的管道焊接工藝進(jìn)行充分考慮,為了提高焊接效率,整個管口焊接施工采用如下的焊接工藝:①地面預(yù)制焊接采用以E5016(焊材廠商牌號LB-52U)焊條手工打底,然后用H08MnMoA(焊材廠商牌號CHW-S9)埋弧焊絲通過半自動焊進(jìn)行填充、蓋面。②現(xiàn)場安裝焊接采用以E5016焊條手工打底,然后用E5515-G(焊材廠商牌號CHE557GX)焊條進(jìn)行手把填充、蓋面。
3、清除缺陷及制備坡口
根據(jù)缺陷的性質(zhì)和部位,徹底清除缺陷時可以通過砂輪機(jī)、氣刨等工具進(jìn)行,清理過程中一定要把坡口兩邊50mm區(qū)域內(nèi)以及坡口面的油銹等雜質(zhì)徹底處理干凈。對清理完的地方,還需要通過表面磁粉探傷進(jìn)行確認(rèn),達(dá)到要求并確認(rèn)合格才能夠進(jìn)行焊接。清除處理完缺陷后, 對返修部位用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨,打磨后的兩端及表面過渡要平緩,寬度要均勻,有利于施焊的緩坡凹槽。如現(xiàn)場照片所示:
4、焊道的返修要點
4.1焊接前將返修位置坡口兩邊100毫米區(qū)域用烤槍預(yù)熱,為80-100℃預(yù)熱溫度, 要均勻預(yù)熱坡口兩邊的溫度。進(jìn)行焊接的時候宜為不小于100℃的控制層間溫度。
4.2返修實施其它焊層PCAW向下,SMAW根焊向上的返修工藝, 采用直流正接電源極性。
4.3返修的焊接要求必須對焊接工藝嚴(yán)格執(zhí)行, 要一次性完成返修焊縫。返修工作要選擇技術(shù)水平較高的、經(jīng)驗豐富的持證焊工實施,確保一次返修合格。同一位置焊縫返修次數(shù)要求不得超過三次, 要根據(jù)相關(guān)規(guī)定審批焊縫返修工藝技術(shù)文件。
4.4焊縫應(yīng)在焊完后立即去除渣皮,飛濺物,清理干凈焊縫表面,然后進(jìn)行焊縫外觀檢查。焊縫外觀應(yīng)成形良好,寬度每邊坡口邊緣2mm為宜,角焊縫高度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定,外形應(yīng)平滑過渡。
4.5焊層之間時間間隔限制在10分鐘以內(nèi)。
4.6焊接環(huán)境出現(xiàn)大于8m/s風(fēng)速,或者焊接電弧周圍1m范圍內(nèi)的相對濕度大于90%及焊件表面遭雨淋,出現(xiàn)潮濕等情況,焊接必須實施有效防護(hù)手段,不然禁止開展返修作業(yè)。
5、潮濕環(huán)境下的焊接工藝
5.1在預(yù)熱溫度達(dá)到80-100℃的前提下,控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上,在為90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下,焊接工藝中的焊條電弧焊的焊接接頭效果不好,質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),在焊縫中產(chǎn)生的氣孔大于標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍,對其原因進(jìn)行分析主要是:在潮濕環(huán)境下,水蒸氣會導(dǎo)致其它合金元素與鐵氧化,還會導(dǎo)致焊縫增氫。當(dāng)含有碳較多的情況下,氧和碳發(fā)生反應(yīng)溶解在熔池中,產(chǎn)生的CO不溶于金屬,在熔池凝固的過程中來不及逸出的CO氣泡就會形成氣孔。生成了不溶于金屬的氫分子,在液態(tài)金屬中產(chǎn)生氣泡。當(dāng)氣泡外逸速度相比凝固速度慢的情況下,就會形成氣孔在焊縫中。
5.2在預(yù)熱溫度為80-100℃的情況下,控制X65鋼層間溫度在120-150℃以上,在90%RH-95%RH的環(huán)境濕度下,焊接工藝參數(shù)和層間溫度要嚴(yán)格控制,焊接工藝中具有較好質(zhì)量的焊接接頭當(dāng)屬藥芯焊絲半自動焊。
5.3焊接管線鋼的過程中,通常規(guī)定在90%RH以上的環(huán)境濕度下是不允許進(jìn)行焊接施工的。通過項目組全面考慮,不斷試驗,在嚴(yán)格管理和科學(xué)試驗的前提下,應(yīng)用藥芯焊絲半自動焊可以減少對環(huán)境濕度的要求。
6、體會及建議:
6.1雖然對焊口一次合格率的要求比較高,但返修工作是不可缺少的一個關(guān)鍵步驟,具有極為重要的意義。
6.1.1對于焊工來講,焊口返修工作是一項細(xì)致而艱苦的工作。在施工過程中,有時環(huán)境特別不好,尤其是段塞流捕集器施工現(xiàn)場處于南方的水網(wǎng)區(qū)域,為了使一道焊口的返修順利完成,焊工有時需在泥水里躺著或坐著來工作。尤其是在盛夏酷暑難當(dāng),焊工還需鉆進(jìn)通風(fēng)條件不好的狹窄悶熱的管口內(nèi)實施返修作業(yè)。
6.1.2焊縫的返修工作是一項尤其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,對于每一項管道工程來講都相當(dāng)重要。焊縫返修質(zhì)量決定該工程的使用壽命,高超、精湛的焊口技術(shù)無疑會提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
6.2選擇進(jìn)行返修工作的焊工應(yīng)當(dāng)具有良好的身體素質(zhì),較高的敬業(yè)精神,要不斷強(qiáng)化培訓(xùn)焊工,使其返修焊口的技術(shù)水平不斷提高。
6.2.1對焊工的培訓(xùn)與管理要加強(qiáng)。普遍提高焊工的技術(shù)水平,使焊口的一次合格率得以提高,降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失,為單位創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
6.2.2對焊工的管理要不斷加強(qiáng),實施靜態(tài)與動態(tài)管理相結(jié)合的措施,管理要科學(xué),用人要合理,對有經(jīng)驗的老焊工要多加重視,積極選用,使其參與返修,發(fā)揮效能;對年輕焊工也要給予重任,大膽啟用,使其在焊口返修工作中有所參與,從而提高技術(shù)水平。
6.2.3積極為焊口返修工作創(chuàng)造有利的條件,施工時質(zhì)量責(zé)任人、輔助人員及設(shè)備到位必須及時,確保焊口返修工作順利開展。
7、結(jié)束語:
通過段塞流捕集器項目對以上返修技術(shù)的實施,返修后的焊縫射線探傷和管口外觀檢查合格,各項性能指標(biāo)都能滿足相關(guān)要求,一次性合格率達(dá)到100%,這充分證明該工藝具有較高的可行性。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)健詞】半自動焊 下向焊 焊接缺陷
桃2-3集氣站至桃2-1集氣站集氣支線工程位于烏審旗沙利格鄉(xiāng)和沙利鎮(zhèn),管線測量長為13.1437km,管線規(guī)格為螺旋縫雙面埋弧焊L360-355.6×5.6,防腐采用普通級(進(jìn)出站前后200m范圍內(nèi)及穿越部分采用L360-355.6×6.3,防腐采用加強(qiáng)級防腐)。本條管線設(shè)計輸送能力為110×104m3/ d,設(shè)計壓力為4.0MPa。經(jīng)過分析決定采用半自動焊焊接技術(shù)進(jìn)行施工。
1 半自動焊焊接方法:纖維素焊條電弧焊+藥芯焊絲半自動焊
1.1 纖維素焊條下向焊
本次施工纖維素焊條采用的牌號為E6010,焊條直徑為Ф2.5mm。焊條的藥皮中含有30%至50%的有機(jī)物,具有極強(qiáng)的造氣功能,焊接時纖維素藥皮燃燒分解出大量的CO和CO2氣體,在保護(hù)電弧和熔池金屬的同時,可增加電弧吹力,保證熔滴在全位置焊接時向熔池的穩(wěn)定度過,并阻止鐵滴和熔渣下滴,具有較大的熔透能力,具有優(yōu)異的填充間隙性能。焊縫背面成型好,氣孔敏感性小,易于獲得高質(zhì)量的焊縫。
1.2 自保護(hù)藥芯焊絲半自動下向焊
本次施工藥芯焊絲采用的牌號為NR207,焊絲直徑為Ф2.0mm。自保護(hù)藥芯焊絲焊接時不需要外加氣體保護(hù),而由藥芯高溫分解釋放出大量的氣體對電弧及熔池進(jìn)行保護(hù),同時有少量熔渣對熔池及凝固焊縫金屬進(jìn)行保護(hù)。藥芯焊絲的連續(xù)送絲可大大減少焊縫接頭數(shù)目,提高焊縫質(zhì)量。藥芯焊絲焊接環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)(抗風(fēng)能力可達(dá)到8m/ s),適宜野外作業(yè)。
2 半自動焊工藝的優(yōu)越性2.1 焊縫質(zhì)量好
由于半自動焊為多層多道焊,焊接速度快,熱輸入小,焊縫結(jié)晶組織細(xì)小,力學(xué)性能好,熱影響區(qū)亦小,因而接頭的綜合性能優(yōu)于手工焊工藝。因此焊縫的缺陷少,焊縫成形美觀。
2.2 焊接速度快、效率高
藥芯焊絲半自動焊是半自動化生產(chǎn)。在管道的焊接中,焊工一般可以從鋼管的頂部一直焊道鋼管底部,與手工焊相比,大大節(jié)省了焊工更換焊條、引弧和收弧等輔助工序的時間。
2.3 有效利用率高
藥芯焊絲的有效利用率高,一般可達(dá)到100%。而通常手工焊時,由于要去掉50至60mm焊條頭,因而手工焊條的有效長度占焊條全長的85%左右。加之手工焊焊條的烘烤、易受潮、受損等都影響了有效利用率。
3 半自動焊焊接質(zhì)量
3.1 焊接質(zhì)量的控制
此前半自動焊在我公司主要應(yīng)用于大口徑長輸管線。曲率半徑相對較大,比較有利于半自動焊操作,而現(xiàn)在的焊接對象管徑小,曲率變化較大,半自動焊操作難度增大,焊接質(zhì)量控制要嚴(yán)格。
(1)加大焊接前的管端清理工作,確保管端兩側(cè)25mm內(nèi)的防銹漆和油污清理干凈。
(2)管口組對時嚴(yán)格控制錯邊量,錯變量控制在壁厚的0.15倍以內(nèi)。錯變量超標(biāo),嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。
(3)在管道焊接施工過程中,應(yīng)考慮環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速對不同焊接方法的影響,采取必要的措施保證焊接質(zhì)量。在環(huán)境溫度較低且濕度較大的地段,應(yīng)加強(qiáng)焊前預(yù)熱和層間預(yù)熱,減緩焊縫的冷卻速度,使焊縫中的氣體充分溢出;風(fēng)速較大的地方可以制作專用防風(fēng)棚,減小風(fēng)對焊接過程的影響。
(4)加強(qiáng)焊接材料的管理,嚴(yán)格控制焊接材料的質(zhì)量,杜絕變質(zhì)焊接材料的使用。
(5)適當(dāng)加大焊接電流,放慢焊接速度,增加焊接熱輸入,以改善熔渣溢出條件。調(diào)整焊槍角度,正確運條,有規(guī)律地攪動熔池,促使熔渣與鐵液分離。
(6)選擇合適的焊接坡口角度,對口間隙不宜過大,鈍邊不易過小,焊接電流適當(dāng),在焊接過程中要調(diào)整好電流,尤其是在焊縫的5點位和7點位。當(dāng)焊接坡口角度小、鈍邊過大或?qū)陂g隙過小時,應(yīng)加大焊接電流,適當(dāng)放慢焊接速度,增加焊接熱輸入。
(7)清根要徹底,每個接頭點要打平,清根時,要將根焊道打磨成“U”行槽。
(8)對于變壁點處兩側(cè)鋼管內(nèi)徑不同或鋼管圓度不好導(dǎo)致的局部錯邊量超標(biāo)情況,應(yīng)先采取焊接前的處理,即將管端內(nèi)徑打磨一致,打磨坡度
(9)采取大的焊接電流配合小的對口間隙可以確保焊接質(zhì)量,提高焊接速度,但對焊工的技術(shù)水平要求較高。還可以采取小焊接電流配合大的對口間隙,這樣焊接速度雖然慢,但可以確保焊接質(zhì)量。
(10)每條焊縫宜采用連續(xù)焊接,不得隨意中斷。如因故中斷,在繼續(xù)焊接前,首先應(yīng)確認(rèn)焊縫無裂紋,同時采取預(yù)熱措施,方可繼續(xù)施焊。
3.2 主要的焊接缺陷及預(yù)防措施
在本條支線的施工中,總計焊口1115道,射線探傷169道,返口13道,焊口合格率為92.31%。焊接缺陷主要為:氣孔、夾渣、未焊透、燒穿以及焊縫外觀缺陷低于母材、余高超標(biāo)。焊接缺陷的產(chǎn)生嚴(yán)重影響管道的施工質(zhì)量、進(jìn)度的最大因素。分析其產(chǎn)生原因,制定預(yù)防措施,以便提高施工質(zhì)量和進(jìn)度。
焊接過程管理得當(dāng),可以很好的控制焊接質(zhì)量和工程進(jìn)度。從焊前準(zhǔn)備到焊接過程再到焊后保溫處理等一系列相互聯(lián)系的過程實行細(xì)化科學(xué)的管理,并將每一步的具體要求都落實到位。焊接過程規(guī)范化,提高焊工規(guī)范操作的意識,合理化焊接流程,是焊接管理的關(guān)鍵。
4 半自動焊應(yīng)用中存在的問題及建議4.1 半自動焊應(yīng)用中存在的問題
(1)焊工對自己要求不嚴(yán)
(2)設(shè)備老化較嚴(yán)重
4.2 半自動焊應(yīng)用中的建議
(1)建議焊工在施工前加強(qiáng)培訓(xùn)
(2)建議加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)
5 總結(jié)
半自動焊焊接方法是綜合了焊條電弧向下焊的靈活、手法簡單,焊層薄、缺陷少以及半自動藥芯焊絲自保護(hù)向下焊,焊接電流大,熔深大,焊接速度快,自保護(hù)效果好,缺陷少,抗風(fēng)能力強(qiáng),生產(chǎn)效率高,蓋面層成形美觀的共同優(yōu)點。該焊接方法不僅改變了傳統(tǒng)焊接方法速度慢、焊口合格率低的不足之處,同時提高了油氣管道工程施工的生產(chǎn)效率和焊口質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)