浅谈化工装置对焊支管台焊接质量控制连厚波 桑梓心 于吉俊 朱华  【摘要】通过对化工装置工艺管道支管台焊接工艺、焊接管理要素进行优化控制，确保最终获得良好的焊缝质量，确定了该类支管台的焊接方法、工艺参数以及焊接过程中的质量控制措施，应用于裂解装置工艺管线支管台的安装质量控制，积累了该类支管台的安装质量控制经验。 关键词：支管台；质量控制；焊接 1.概述支管台是国内外近年来应用较多的，用于支管连接的补强型管件，代替传统使用的异径三通、补强板、加强管段等支管连接型式，具有安全可靠、降低造价、施工简单、改善介质流道、系列标准化、设计选用方便等突出优点，尤其在高压、高温、大口径、厚壁管道中使用日益广泛，取代了传统的支管连接方法。支管台的形式多样，如：对焊支管台、承插焊支管台、螺纹支管台、短管支管台、斜接支管台及弯头支管台等，本文仅以材质为ASTM A105的标准型对焊支管台为例，浅谈该类支管台与主管连接位置的焊接质量控制。 2. 焊接质量控制措施(1)焊工选择 焊工需按照《特种设备焊接操作人员考核细则》的有关规定，取得相关焊接项目资质，我们选择覆盖范围较大的管板角接头试件，代号6FG[1]项目的资质作为我们现场焊接对焊支管台的资质。焊工入场焊接作业前进行入场考试，考试内容等同于《特种设备焊接操作人员考核细则》中代号为6FG的考核要求，经各方见证合格以后下发现场焊接作业许可证。从人员本身操作技能进行了控制，避免了因各种原因导致的焊工实际操作技能达不到现场焊接的质量要求。 (2)焊接设备 选用完好的ZX7—400S焊机，此类焊机体积小，重量轻，适合移动作业, 控制面板优良并设计具有多种安全防护功能。 (3)焊接材料选择和控制 第一，依据合格的《焊接工艺评定报告》，焊材选用：焊丝ER49-1，焊条E4315。焊条、焊丝必须有质量合格证明，并且在有效期内方可使用。 第二，焊条烘烤合格后方能使用，E4315焊条的烘干温度为350℃，恒温1h，120～150℃保温待用。现场施工时，焊工必须配有合格的焊条筒，焊条筒需具备良好的保温效果并启用焊条筒保温功能，焊接时取出焊条后应及时盖好焊条筒。 第三，对于受潮、药皮褪色、脱落、焊芯有锈蚀的焊条及表面锈蚀严重的焊丝禁止使用。 第四，从烘干箱内取出的焊条应在4h内用完，剩余焊条需重新烘烤。重新烘烤次数不能超过两次。 (4)焊接环境管理 焊接环境出现如下情况时，必须采取棚布遮挡或加热等措施，否则禁止施焊。 第一，风速：氩弧焊＞2m/s，焊条电弧焊＞8m/s。 第二，下雨、下雪和大风露天作业时。 第三，空气相对湿度＞90%时。 第四，对于无预热要求的钢种，当焊接环境温度低于 0℃或焊件温度低于-18℃时，应对焊件进行预热，预热范围为坡口中心两侧各不小于壁厚的 5 倍，且≥100mm，预热的温度≥15℃。施工现场的防风挡雨棚如图1所示。 (5)施工前培训讲解 为让对焊支管台安装人员彻底弄清安装要求，我们安排专业人员在现场用实物讲解了对焊支管台的安装技术要点和相关要求，如图2所示。 (6)焊缝组对 第一，在主管上按照图样定位，按照支管台内径确定开孔大小，开孔时采用磁力钻或者氧乙炔焰进行切割，磁力钻钻孔后仅需打磨周边油漆即可。火焰切割后需彻底清理管内因切割产生的氧化铁飞溅、毛刺等异物，确保管道清洁度。 第二，焊缝坡口的准备、焊接程序应执行焊接工艺指导书的有关规定。对焊支管台坡口一般为成品坡口，主管不需开坡口，经过现场焊接论证，此类管台与主管间隙g以3.5～5mm为宜，主管开孔尺寸、管台坡口角度如图3所示以35°～50°为宜，现场点焊如图4所示。 第三，施焊前需用角向磨光机（≤φ100mm的管件，内表面用轴向磨光机）对主管开孔处外侧表面20mm范围内的油、漆、锈、垢及毛刺等清除干净，内侧毛刺、熔渣、氧化皮等需用轴向磨光机清理彻底，如图5所示；支管台坡口需打磨干净，不得有裂纹、夹层等缺陷，如图6所示。  图1  图2  图3  图4 （7）焊接顺序 焊接顺序如图7所示，此种焊接顺序的优点在于焊完对焊支管台后能通过对焊支管台上口进行目视检查，确认打底层的焊接质量，为对焊支管台的最终焊接质量打好基础。 (8)焊接工艺 为更好的保证焊接质量，我们选用了氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面的焊接方法进行现场施工。焊接参数如附表所示。 (9)焊后自检 焊后清理焊缝表面焊渣及飞溅，焊缝外形尺寸应符合设计文件的要求，焊缝与母材应圆滑过渡，焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，对有母材损伤、焊缝表面缺陷的，要修补和处理。 焊后焊缝打底层质量检查，以主管内侧完全焊透、无气孔、内凹等缺陷为合格，如图8所示。 (10)焊后标识 焊接完成自检合格后及时做好焊口标识。  图5  图6  图7 焊接参数 
 图8 3. 其他质量控制措施预制时，管段内部应进行检查，确认达到清洁度后，再进行封闭。管道现场安装时，施工人员应在焊缝组对前对主管内部进行清洁度检查，可采取用磁棒吸出主管内部氧化铁等含铁杂物，确保安装管道的清洁度符合要求，大大缩短了装置投产时生产合格产品的周期。 4. 结语该焊接质量控制措施应用于我单位承接的裂解装置项目部，共焊接约5 492个对焊支管台，共进行PT检测867个，合格率为100%，焊缝质量符合设计要求，管道内部清洁度符合要求。在整体现场安装中，未出现因焊缝质量和管内清洁度不符合要求而产生的返工，对焊支管台焊接质量合格，用户满意。 参考文献： [1] 中华人民共和国国家发展和改革委员会. 石油化工有毒、可燃介质钢制管道施工及验收规范SH3501—2011[S]. 北京：中国石化出版社， 2011. 作者简介：连厚波等，中国石油天然气第六建设有限公司。 |
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