海洋工程焊接裂纹的防止措施

海洋工程焊接裂纹的防止措施

何伟,李晓丰,展刚印

中国石油集团海洋工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266580

摘要：在海洋工程制造过程中，焊接是一项核心技术，而怎样提高焊接质量，则是他们制造类企业亘古不变的话题。在众多影响焊接质量的因素中，焊缝缺陷是最为重要也最具代表性的一类。做为连接中至关重要的因素，焊接质量受到焊材，母材，焊接参数，外部环境等因素的影响、焊工水平的高低等诸多因素的作用，可有裂纹，未熔合等、气孔和其他类型的缺陷，减弱乃至破坏强度与稳定性，给企业的安全生产带来了严重的威胁。

关键词：海洋工程；焊接质量缺陷；结构强度；焊接过程管理

引言：近年来,由于科学技术水平的提高,海洋建设项目的施工水平也在不断的改善。而现如今“海洋工程装备制造业中长期发展规划”也成为了国家很值得重视的一项课题,现已由国家改革委、信息部、国有资产监管委、国家科学技术部,以及海洋部等多家单位共同出台。在本计划中明确了国家未来10年内关于海洋工程领域装备制造业的发展模式、发展目标和自主创新的目标,进一步建立起一批大规模的工业聚集区和企业系统,进一步增强中国海洋制造业在全球领域的实力,同时还明确了相应的发展政策、目标和措施。本文对海洋工业生产中的关键焊接工艺进行论述。

一、海洋工程焊接裂纹产生的原因

（一）母材的影响

焊接过程中产生裂缝,并受到钢材母材的作用。通过对海洋工程的焊缝中横裂缝形成的情况进行了大量的数据采集,在这些施工中所用的钢筋材料中进行了比较研究,并得出结论,在施工中所用的钢筋母材中如含碳率较大,那么如果在这样的钢筋上进行焊缝,就比较易出现横裂缝的问题。所以,在实施具体海洋项目施工的过程中,对中所用的钢筋含碳率进行了必要的比较研究,并采用在规范范畴内的钢筋材料,在从根源上避免了裂缝焊缝问题的出现。

（二）焊材的影响

1、杂质

埋弧焊和药芯焊均使用药粉(剂),一旦药粉(剂)的质量不够或自身含有杂物,都将降低焊缝效果,所以在这一环节中无法彻底消除部分焊缝板材厂家偷工减料,使用了不合格板材的情况,因此必须进行对焊缝板材的严格检测。另外,埋弧焊在连接的流程中收集了未溶化的火药粉之后,还会一并将钢板抗氧化物(氧化皮)、其它污染物、焊渣、砂尘粉等一起吸附回弹斗内,从而产生污染。

2、保存及使用不当

焊板贮存的使用方式不好很容易使焊板受潮,而焊板潮湿是焊道出现裂缝的主要因素之一。不论是普通包装袋还是真空包装,不管什么品种的焊板,都明确规定了贮存要求,若在搬运、流转过程中不能进行适当保管,就很容易使焊板受潮。在实际使用过程中,若不能严格按照一定的存放、烘干等规定,对未用完的焊板如果处理得不好,就很容易导致焊板受潮。进而造成在焊接过程中产生的裂缝。

二、海洋工程装备制造过程中焊接裂纹的防止措施

（一）焊工管理

在海洋生产过程中,焊接作业人员的素质十分的关键,所以对于从事海洋设备焊缝作业的人员一定要具备相应的资质证书,并且同时所从事的领域也一定要属于资质证书要求的范畴之内。而同时对于针对某些特定设备的焊缝作业,焊缝技术人员也一定要按照国外有关要求经过了严密的考评,及格以后方可从事焊缝作业。所以为了未来使得的企业相关操作都能够成功的开展,企业也一定要根据公司的生产状况以及焊工自身的工作状况来设置有关资质的档案,并且同时也对他们提供了相关的培训以及考评的方式。而且对各承包商,其也应形成健全的档案管理制度,从而对焊工的资格及其专业技术进行实时的监控,以便使其良好的适应焊缝项目的需要。

（二）焊接结构设计

要想保证焊缝的品质,首先就一定要对焊缝的整体构造进行科学合理的设计。而科学合理的架构设计,不但在较大程度上确定了连接形式以及方法的种类,同时也在较大程度上确定了整体焊接质量和整个焊缝生产过程的效率,同时科学合理的架构设计也能合理的对生产工艺加以调整,从而减少了相应的生产成本。因此经过全面考量,设备企业在开展的焊接结构设计项目中,一定要对焊缝连接做出全方面的考量。所选择的连接方式一定要确保所采用的连接方式正常施工,同时选择的连接方式的选取上也一定要简单,尽量避免同时采用水平焊接和自动焊连接的方式,同时也要避免把较大的结构应力安装到水平焊接上;制定焊接方法,能确保焊缝接头在所设定的工作温度和腐蚀介质条件中正常运行,对焊缝的形状和应力进行了合理的限制,并达到工艺要求中所必须的工艺、人员和设施的要求,并便于焊接人员检查操作情况;能不断地根据工程现场状况,来对焊缝结构的设置加以调整。

（三）母材、焊接材料和设备的质量管理

在焊缝作业中,焊接设备时进行焊缝作业的先决条件,它是造成焊缝品质的主要原因,唯有保证焊缝设备的品质,方可保证焊缝作业的顺利开展。而在焊接行业中,许多焊接企业所用的装备都是电弧焊,那么为了要更合理的利用和保护焊接器材,装备企业就一定要设置完整的装备操作规程和定期的检查维修制度,同时企业对装备的管理也要科学的规范,不管是单个装备或者大批的焊接设备,都要配备专业的管理人员对设备加以控制和保护。母材和焊缝材料的品质控制经过从订购、检验、审核、保管、储存、领用、发放和回收等环节来保证,焊接工程师负责管理所有焊板的技术条件,接受设计和使用指导并提供适合于焊接工艺程序的焊板放行单,并提供给焊板库经理;品质管理工程师则负责检验和按照采购单、技术条件等做出适当的检查,保证按照经过审核的焊接工艺程序实施,接收的焊材就可进行建造;供应部门负责按规格要求购买焊板,并审核购买材料的合格证;焊板库经理负责所有焊料的接收、存放、调配与发放。通过梳理完善产品质量管理过程,以保证海洋工程装置的连接合理、焊接质量合格,并确保在整个制造流程中焊接材料的领用工作有条不紊。

（四）消除应力影响

在实施防止裂缝形成的方法时,必须对应力的作用加以适当的消除。例如在进行施工的过程中,可对连环板结构加以拆分,并通过进行整体分离的方法来合理的释放应力,从而实现了减少应力的作用,从而降低裂缝的形成。再例如,在进行焊缝的处理过程中,当调整焊缝的顺序时,可通过分散焊缝的方法来代替对各个位置焊缝的不良影响,从而均匀的把不同焊缝的应力与作用有效分散,达到了增加焊缝应力的作用,从而降低裂缝的形成。

（五）焊接工艺管理

海洋工程生产工艺设计的基础内容是海洋焊接工艺技术,但同时它又是焊接产品制造的基础技术。而在焊接工艺的技术文件中,它主要包含着焊接工艺技术评价报告和焊接工艺技术规范二方面,而其中做出科学焊接规范的主要依据便是根据焊接工艺技术评价的结论。所以在一般情况下,生产企业都会指定焊接责任工程师根据工艺评价报告和产品的实际状况,来提出科学的焊接工艺技术规范,并以此对焊缝结构的设计制造工作做出合理的引导,另外,企业在对产品进行检查时,焊缝工艺标准也是相当关键的一个依据。

（六）焊接检验管理

通过将焊缝检测技术和其他生产工艺加以有效的结合,可以在较大范围上改善焊缝的品质,同时有效的减少焊缝问题的发生。但是为保证焊缝的品质,焊缝检测工作一定要贯穿于准备生产的全部阶段之中,而且对焊缝检测人员来说,他们不但必须掌握与焊缝缺陷及其检测要求相对应的法律法规的规范和标准,同时也一定要掌握规范性和国家标准的焊接设备、要求和检测的办法,并认真执行,从而为焊缝工作的品质提供有力安全的保证。

结语：在海洋工程发展中,还必须加强研究力量,进一步对核心技术的升级,提高装备核心部件的效能,克服当前天津市海洋资源开发领域出现的问题。要把握现代发展契机,促进海洋工程产业的成长,推动其实现发展。运用先进科技,研究焊接工艺,选用优质焊工,对焊工能力作出正确判断,提高海洋工程设备生产水平。科学的焊接技术可以提高焊接设备的稳定性,增强设备的稳定性,顺应航空动力的发展,推动设备朝更为智能的方向发展。

参考文献：

[1]刘树义.低合金高强钢厚板双面双弧横焊工艺研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011．

[2]王元清,廖小伟,贾单锋,等.的低温疲劳性能研究进展综述[J].建筑进展,2020,20(01):1-11.

[3]倪晓. 长输管道焊接质量控制分析[J]. 建材发展导向(上), 2021, 19(3): 158-159.

[4]李亚江，刘强，王娟等.焊接质量控制与检验[M].北京：化学工业出版社，2016．