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304不銹鋼管道焊接技術存在的問題及其對策研究

隨著石油戰略儲備資源的建立,石油管道工程也隨之得以快步地發展,從而使得管道焊接技術得以不斷地更新和發展,形成了一大批擁有高水平和高素質的焊工隊伍。304不銹鋼管道焊接一般采用的是高質量、高效率的氣體保護半自動焊接技術,目前,管道建設逐漸向大口徑、厚管壁和高工作壓力方向發展,因此304不銹鋼管道正常生產運行需要高質量的焊接技術和高效的焊接工藝作為重要保障,在管道建設中焊接質量直接關系到整個工程的質量。本文主要304不銹鋼管道焊接技術存在的問題進行了剖析,并給出了相應的對策措施。

隨著社會的進步和經濟的發展,人們生活水平發生了質的改變,在不斷地提高著,同時對于能源的需求也在不斷加大,這就需要與之配套基礎設施被廣泛的實施,管道的建設就是重要的組成部分,在其建設中焊接又是一道必不可少的程序。我們知道,在焊接的整個過程中,在高溫的條件下焊料和工件融化形成了一定區域的融化區域,待熔池冷卻后便形成了材料之間的融合凝固,達到無縫鏈接的目的。

由于管道運輸呈現出既經濟又安全的主要特點,油氣田對于油氣的運輸主要采用管道運輸方式。在運輸過程中,為了提高運輸量,一般情況下會采用擴大管道直徑增加橫截面積和增加輸送壓力提高傳輸速度等方法來進行,然而各管道之間則是完全依靠焊接的工藝技術來完成,因此,需要按照相關標準來嚴格執行焊接工藝,嚴格控制焊接質量,對于管道焊接技術存在的問題要給予分析和給出相關的對策。

一、304不銹鋼管道的焊接工藝

1.全自動和手工下向焊接技術

304不銹鋼管道全自動下向焊接是通過連續送絲完成焊接的,在焊接過程中,為了隔離空氣的有害作用向焊接區域輸送保護氣體以達到目的,采用焊金屬與可熔化的焊絲之間的電弧為熱焊來溶化鋼管和焊絲。該焊接技術在焊接時,焊接區易于觀察、保護簡單且生產效率高,同時焊接便于控制且工藝相對簡單,很容易實現全位置的焊接。

對于手工下向焊接技術而言,將管道焊接的各個焊道按照焊接工藝的順序稱為根焊、熱焊、填充焊和蓋帽焊。其中根焊通常采用直拉式運條,不擺動操作,當間隙過大或熔孔過長時可以采用往返運條,從而有效地防止過熱而燒穿。熱焊是根焊的加強形式,主要是為了焊道保持高溫通過輸入熱量用以防止根焊產生裂紋和開裂等。填充焊可以是單道或多道形式,需要輕微的橫向擺動運條,焊層的厚度在焊接時需要控制好,完成后應保持焊到飽滿。

2.低氫焊條下向焊接技術

低氫焊條下向焊接是通過采用低氫型的焊條實現的,該技術具有優良的低溫韌性和抗斷裂性能,可以很好地面對高寒和易受腐蝕環境。根焊時焊接速度需要低于纖維素的焊條速度,在填充焊和蓋面焊時,焊接速度與纖維素焊條速度差不多。

3.組合焊接技術

為了達到焊接的最佳效果,在完成一道環焊縫時,可以組合焊用不同的焊接方法來進行。在304不銹鋼管道焊接中,熱焊和根焊可以采用纖維素焊條下向焊,而填充和蓋帽可以采用上向焊。在焊接的管壁比較厚情況下,焊接層數的增加導致了厚度的增加,這樣一來的話就會使得整個管道的焊接時間變長,影響到工程的整個進度,因此,對于壁厚的管道鋼,可以采用下向焊和上向焊兩種焊接方法的組合焊接方式。

二、304不銹鋼管道焊接技術存在的問題

1.基礎薄弱、人才不足

隨著新材料、新工藝和新技術的不斷出現,需要焊工在具備一定專業和文化知識的基礎上還需要有一定相關專業的背景知識,例如,在一些自動焊接設備的使用上,需要焊工很好掌握基本操作技能,同時還要懂得一些自動化控制和電氣方面的基礎原理。

調查數據表明,各級焊工數量遠低于全系統各類設備數量,在企業編制的焊工數量是不夠的,而且還有一些從事生產的焊工是從社會上雇傭而來。大多數油田單位缺少有經驗的焊接結構設計工程師,高學歷和熟悉生產的焊接工程師為數甚少,甚至出現人才斷層的現象。

2.低國產化、研究薄弱

調查表明,焊接材料中的自保護藥芯焊絲和管道用纖維素打底焊條全部依賴于進口,只有少部分實芯焊絲實現國產化,還有就是現有大小焊接設備中,雖然國產化占據主要地位,但是主要集中在手工焊機和儲罐自動焊機上,而半自動焊機和球罐自動焊機大體上仍然是進口的。對于進口的材料和專用設備而言,進口量的比例越大其對應的產品附加值也就越高,還有就是進口設備在購置上投入很大,維修費用和零配件價格也是十分昂貴,這樣一來又大大增加了設備的運營成本。

面對上述的低國產化現象所帶來的結果,需要企事業單位加大對國產化研發工作的投入。就目前的情況而言,在焊接技術的科技研發上國內的投入還是相對較少的,整體上焊接技術研究基礎較為薄弱且資源配置不足,因此,需要油田單位加強對焊接科研體系的投入和研究,為基礎建設的發展提供技術支持和保障。

三、相關措施

上述的管道焊接中存在問題,無論是焊接人才的不足和技能掌握,以及對焊接材料和設備的研究上,主體還是落實在影響焊接質量的因素上,為了確保焊接質量需要采取相應的管理措施,有效控制管道的焊接過程。

1.加強對焊接人員管理

人是管道焊接的基本要素,其在焊接過程中起著關鍵性的作用,為此需要加強對焊接方面人員的管理和技術方面的培訓。在焊接的整個過程中,焊接工人是關鍵的人員,其掌握焊接技術的水平直接影響到焊接的質量,因此要加強對焊接工人的考核,適當時需要引進具有經驗的焊接結構設計工程師和焊接工程師。

2.加強對焊接材料和現場環境管理

選擇合理的焊接材料是極其重要的,其好壞直接影響到焊接質量的好壞。面前大體的焊接材料來源于進口,嚴格控制焊接材料從采購、入庫、出庫到使用的整個過程,同時還需要加強對焊材質量的監督,保障在焊接過程材料接頭的質量和穩定性等。

一般情況下管道焊接所需要的材料會受到環境的影響,包括溫度、濕度和風力等環境因素,因此,在焊接過程中因對上述的因素應采取相關的防護措施,保證焊接質量。

結束語

高質量的焊接技術和高效的焊接工藝是304不銹鋼管道正常生產運行的重要保障,在管道建設中焊接質量直接關系到整個工程的質量。面前,國內對于焊接技術的研究基礎比較薄弱、力量比較分散以及專業技術研究不多,因此需要對這方面加大投入,同時還需要對焊接材料和設備的研究力度和資金的投入。

文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業有限公司

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