关于化工装置钢结构焊接技术的分析

关于化工装置钢结构焊接技术的分析

邵宏霖

云南工业技师学院 云南省曲靖市 655000 摘要： 钢结构焊接技术关系到焊接工作的整体质量，影响钢结构的整体安全稳定。基于此，本文详细探讨了化工装置钢结构焊接时存在的问题及其质量控制。

关键词：化工装置；钢结构；焊接技术

钢结构具有独特的优势，其强度高、刚性好、可变成任何形状，因此被广泛应用于各行各业。在化工装置工程中，钢结构的焊接工艺将直接影响整个工程质量，稍有不慎就会产生严重的安全问题，造成不良影响。在实际化工装置工程作业中，钢结构焊接工艺较为复杂，施工内容相对较多，企业在施工中必须高度重视。因此，有必要对化工装置钢结构焊接工艺进行分析。

一、钢结构焊接工作基本要求

在开展钢结构焊接工作时，应做好以下基本要求：①焊接前，应仔细检查焊接设备及仪表工具是否配备齐全，且其工作状态是否正常。此外，若钢结构构建的焊缝外观不达到相关规定要求，必须及时修磨，且确保螺栓球网架、T、K形节点焊缝达到相关标准要求。②因钢结构焊接材料具有一定的特殊性，所以必须科学选择焊条。例如钢结构材料为Q235的，应选择E4303型焊条；钢结构材料为Q345的，则应选择E5015型焊条。③在确定焊接流程时，应将焊接节点的间隙差异考虑在内，先焊接间隙较小的节点，接着焊接间隙较大的节点，以尽可能减少因焊接不当而导致钢结构变形的现象出现。④在钢结构焊接时，焊接人员需合理选择电流，并严格把控好焊接角度与运弧，还应将焊渣及时清理干净，以确保钢构件表面清洁与光滑。

二、钢结构焊接时存在的问题

1、焊接过程控制。化工厂装置钢结构焊接存在许多不可控因素，在化工行业，焊接是一个特殊的过程，工作人员应严格有效地控制焊接中的各项参数，并满足相关要求，以最大限度地减少焊接质量问题的发生概率，确保焊接过程的安全性及质量的可控性。

2、钢结构焊接时焊缝探伤不达标。按国家标准规定，对于钢结构焊接，应按每条焊缝的总百分比来计算，但在实际焊接中，工作人员总是按所有焊缝的百分比来计算，这样焊接接缝就可能不符合标准，国家明确规定，在正常焊接中，可只抽查所有焊缝的20%，经常焊接探伤检测单位资源匮乏，无法提供合格的探伤报告，可能导致相应的危险，此时应请求其他部门的协助，比如压力容器的探伤人员，当压力容器的探伤人员对钢结构的焊接标准无完全了解时，导致最终报告不能充分反映真实的焊接情况。因此，在化工装置焊接中，工程人员需更加细心，同时也需加强对钢结构焊接的理解，这样正确执行可防止再次出现不合格的探伤报告。

3、钢结构焊接后变形严重。焊接变形有很多种，如弯曲变形、横向收缩、扭曲变形等。其原因是因焊接时受热不均，变形不仅会导致焊接的化工装置外形发生变化，降低化工装置工作质量，降低其受力性能，甚至降低装置的承重能力，致使在使用装置时发生安全事故。由于钢结构的可变性弱甚至不可变性，装置变形后的修复往往需大量的时间、人力和物力，有的甚至无法修复，只能报废，造成资源浪费。为防止焊接变形的发生，焊接前工作人员应充分了解装置结构，找到合适的焊接顺序，尽量保证对称焊接，不同厚度的焊缝应采用不同的焊接方法，如：较薄的焊板应一次焊完，较厚的焊板应分层焊接。焊接时，一定要给装置变形留有偏差空间，或在焊接时固定焊板焊接，这样能降低焊后变形的概率。对于已变形的钢结构焊板，可将焊板固定在专用胎具上进行加热校正。

4、焊接后钢结构发生断裂。焊接中经常发生断裂情况，断裂时无任何征兆，是突然、瞬间的，断裂端呈切割面状，断裂的突然性和瞬时性对焊接人员尤为不利，若在焊接中突然发生断裂，不仅会对整个化工装置造成不可逆的巨大损害，还会对现场工作人员造成极大的危险。钢结构焊板突然断裂的原因是，焊接时电流控制不当导致电流突然增大；或工作人员焊接时速度控制不当，使焊接速度减慢，致使焊缝能量突然增加，使热影响区的粒子变大，使焊缝韧性大幅降低，最终使焊缝突然断裂。

5、焊接时，电流过高或电弧过长。当焊接电流过大或电弧过长时，会出现“焊缝咬边”现象，这是钢结构焊接的一种不良状态，也称为“咬肉”，即焊缝周围产生被大电流或电弧烧出的凹槽。

6、焊料控制不当。即焊瘤，焊接中焊料给予过多，导致多余焊料去到焊缝周围形成金属小球，焊瘤形成的原因是焊接人员焊接能力和经验不足，或焊接时注意力不集中，不注意焊料的熔化量，致使其从焊缝中溢出。

7、焊缝中有熔渣。即夹渣，主要原因是焊接人员在焊接中未将焊缝清理干净；焊接电流过大或过小；焊接中未按规范进行焊接；焊接时无固定；焊料和焊缝材料的化学成分不匹配；焊接后，因熔渣焊料的化学成分不同，会形成不同的受力状态。在长期使用中，焊缝中的熔渣会产生裂纹，使此处强度降低，并缓慢延伸，最终导致整个化工装置断裂。

8、焊缝中有气孔。在焊接中给予焊料时，熔池中的气体未及时逸出，冷却凝固，导致焊缝中存在空洞。产生气孔的原因是：焊工对焊接电压和电流控制不当，导致电弧过高；焊接速度过快；焊接用氩气纯度不够，焊接口不干净。这种气孔与夹渣一样，会形成不同的受力状态，降低此处的强度与韧性，最终导致整个化工装置断裂。

三、化工装置钢结构焊接中焊接技术的质量控制

1、化工装置钢结构焊接前。对于较复杂的化工装置，普通的焊接工艺不能满足化工企业标准，比如球馆结构这种较特殊的装置，需化工企业焊接专业技术人员对具体化工装置进行严格的分析，然后着手准备后续一系列焊接工作。因化工企业一些专业技术人员文化程度低，缺乏焊接专业知识，工作缺乏专业性，不能以最严谨的态度对待钢结构焊接工作，这也给化工企业的管理增加了一定难度。

化工企业必须更加重视这些问题，制定相对严格、科学的管理制度，并定期对专业技术人员进行培训，提高他们的知识水平，锻炼他们的业务能力，以确保化工装置钢结构焊接工作的规范化。

2、化工装置钢结构焊接中。化工企业焊接技术人员在焊接化工装置钢结构时，必须严格按焊接工艺流程进行。在焊接前期规划焊接工艺，专业技术人员应根据具体的化工装置与工作流程制定周密的钢结构焊接计划，考虑到工作中可能发生的所有意外与风险，避免这些意外与风险的发生。

3、化工装置钢结构焊接后。焊接专业技术人员在完成化工装置钢结构的焊接工作时，必须做好化工装置焊接后的定期检查与养护。化工装置在钢结构焊接时可能会出现较为尖锐的凸起，当发现这些凸起部位时，工作人员必须及时处理这些凸起部分，确保化工装置焊接处的光滑，并及时对其清洗。

4、安全管理。化工装置钢结构焊接的安全问题除受天气、场地常见安全设防、各专业施工防护和特殊材料施工安全规定外，还受焊接中的用电安全、高空安全、脚手架安全等诸多因素的影响。在钢结构焊接过程中，化工企业要按常规施工的相关要求，加大施工方案制定、防护措施和安全检查等的投入力度，同时还要不断加强钢结构焊接中的监管力度。

5、节点形式及焊缝检测。在化工装置钢结构施工中，除在一些关键部位进行焊接施工外，还可采用高强螺栓连接化工装置梁板结构。化工装置钢结构中会用到大量的钢板，这些钢板有一定的厚度，因此，化工企业在使用这些钢板时要按相关要求做好焊缝质量检测及探伤实验。化工企业若发现钢结构焊接出现质量问题，要及时整改，整改完成后，还要对整改后的焊接质量进行二次复检。化工企业通常采用超声波探伤仪对焊接质量进行检测，超声波探伤仪能快速发现化工装置钢结构焊接中的质量缺陷，并能准确找出质量缺陷的位置与严重程度。

参考文献：

[1]刘强.浅谈钢结构焊接中存在的问题及处理方法[J].盐科学与化工，2017(10).

[2]周超.关于化工装置钢结构焊接技术的分析[J].科技创新与应用,2021(11).