压力容器焊接技术在油田施工中的应用探讨 刘振洪

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:刘振洪
[导读] 摘要:在油田的施工作业过程中应用的压力容器内外部都会承受巨大的压力作用,通常情况下压力容器内部运行的介质易燃易爆且具有一定毒害作用的物质,因此,在实际进行压力容器安装的过程中焊接技术是一项非常重要的工作内容,焊接技术实施的质量好坏能够直接决定压力容器安全性能。
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        摘要:在油田的施工作业过程中应用的压力容器内外部都会承受巨大的压力作用,通常情况下压力容器内部运行的介质易燃易爆且具有一定毒害作用的物质,因此,在实际进行压力容器安装的过程中焊接技术是一项非常重要的工作内容,焊接技术实施的质量好坏能够直接决定压力容器安全性能。
        关键词:压力容器;焊接技术;油田施工;应用
        1重要性研究
        之所以说压力容器焊接技术在整个石油施工中占据着很重要的地位,除了因为压力容器本身在油田施工中的使用之外(譬如存储罐),还因为在整个石油工程建设的过程中,石油运输的管道也要使用压力容器的焊接技术进行焊接。压力容器焊接技术,是石油施工过程中极其重要的一环。
        2压力容器焊接技术在油田施工中的应用策略
        2.1焊接前的必要准备
        首先,压力容器焊接工艺指导书需要在油田施工压力容器焊接工作之前编写,并且焊工进行岗前培训和考核;对施焊单位选择的焊接材料、工艺方法和钢的种类进行焊接工艺的评定,满足评定标准后才能够应用到实际的焊接工程中。这项工作的目的一方面是考察施焊单位的能力,看其焊出的焊接接头是否符合产品技术要求;另一方面,也是为了对施工单位为焊接工作制定的指导书的合理性进行进一步确认。
        在焊接工作开始以前就要对钢材的焊接性能做试验,以此来作为焊接工艺评定的依据。总之,最后归档的焊接工艺评定报告应当含有焊接工艺评定任务书、现场记录、评定报告和附件质量保证书、外观检测记录、无损检测报告等等。如果出现了不合格的评定状况,要及时分析、查找原因,对不合理参数进行修订,重新确定工艺、重新评定,直到满足合格要求;最后,施焊单位技术负责人要对焊接工艺评定报告进行审批,然后,才能编制焊接工艺卡。
        2.2氩弧焊及电弧焊
        氩弧焊接的方法出现质量问题的可性能较小,焊口质量可以得到较好保证,该种焊接技术可以应用到多种焊接场合。电弧焊是应用电弧产生的热能将金属熔化,实现焊件的连接。电弧焊对环境的适应性较好,可以在室外或者高空的条件下进行焊接作业比较方便,油田压力容器安装也多采用该种焊接技术。
        2.3焊接工艺
        打底:在实际应用氩弧焊进行打底焊接的时候,必须要遵循自下而上的施焊原则,起焊点以及收尾处要充分运用角磨机来进行斜口打磨。另外还需要注意的是,在露天施工时必须要进行防风保护,这样才能有效避免刮风等因素对焊接施工造成影响。
        填充层施焊:完成打底焊接施工后,首先要将其表面的熔渣以及飞溅物进行及时清理,并检查,一旦发现隐患要及时采取措施进行处理,填充焊时要控制每层的填充厚度。
        盖面:盖面焊必须要充分结合实际的焊接厚度来进行选择,焊接施工过程中起弧以及收弧位置必须要充分保证与中层焊缝接头位置相互错开,在整个焊接施工过程中表面必须要充分保证一定的平滑性和完整性,要与整个压力容器外表面实现圆滑过渡。在整个焊接施工完成后,必须要把表面残留的熔渣进行及时清理。
        无损检测:在完成整个压力容器的焊接施工后,必须要对接焊缝的外观进行严格检查,并严格按照相关标准要求进行无损检测。

2.4焊接自动化技术引入石油施工
        2.4焊接自动化技术引入石油施工
        由于压力容器的焊接在整个石油化工领域占有十分重要的地位,而焊接出的压力容器质量是否过关,又直接关系到之后作为储存容器装载有关气体时是否安全。倘若因为容器的质量问题,而出现了储存气体的泄漏与爆炸,则会引发难以现象的严重后果,甚至会危及大量施工人员的生命安全。为了使得整个压力容器的焊接技术出现的差误率降到最小,自动化焊接技术的引入是一个好的选择。通过计算机来对有关的焊接参数进行精准的把控,就避免了人为操控时可能会出现的误差。而使用计算机来进行一系列焊接步骤的完成,不仅能够保持极高的焊接效率,还大大降低了人力焊接时的有可能出现的人身安全问题的概率。当然,自动化压力容器的焊接技术引入,并不意味着人力的完全解放,在整个焊接过程中依然需要人力的细致监管,来确保焊接过程的顺利进行。
        2.5窄间隙埋弧焊技术
        针对壁厚较大的压力容器,尤其是厚度>100mm的压力容器,应用普通的U形或者V形坡口焊接方式焊接效率低,有些焊接人员认为对于厚避容器,焊接效率是主要控制内容,间隙应尽量控制的更小。其实,壁厚较大的压力容器对焊接质量的稳定性要求是最主要的。如果焊接质量出现缺陷,间隙过小对于焊缝的修复处理难度就越大,情况严重的必须进行切除,重新加工坡口,焊接效率反而降低。窄间隙埋弧焊技术除了可以进行一般焊接外,还有一些特殊的焊接性能。比如,可以实现稳定可靠的双侧横向和高度自跟随性能。每个焊道可以坡口侧壁实现均匀的熔合连接,同时不用再填加太多的焊接材料。焊道可以更宽、更薄,应用后续焊道的能量对前层焊道产生的热应力区进行热处理,改进和优化过热粗晶区的焊接性能,可以实现很高的熔敷效率,提高焊接作业效率,同时,不会对焊接母材形成过大热量输入,对焊接母材热影响区的性能造成影响。
        2.6压力容器封头和接管的自动焊接
        压力容器封头和接管的焊接主要有2种不同型式,向心接管以及非向心接管的焊接方式。压力容器的大接管埋弧焊机内部有6个运动轴,牢固可靠的挂于十字操作机上。在进行自动焊接前,第一步是对焊接设备进行自动定心,利用焊枪构件对接管外壁实现自动定位,使焊枪构件的中心与接管中心进行准确定位,这种方式比人工定位的精度和效率要高出许多。再利用焊丝端部来对焊接坡口下部实现自动定位,对焊缝高度改变情况进行存储和记忆,完成对焊缝高度的自动追踪,实现非向心接管的高质量焊接。焊接装置还配置高精度的横向追踪传感仪,在对压力容器进行自动焊接时,对接管的外壁进行追踪,从而有效保证焊丝和焊接坡口侧避的距离终始保持相同的数值。
        结论
        油田企业压力容器安装工程的焊接质量与施工作业人员的技能水平、焊接设备的性能、焊接材料的情况、焊接工艺技术、自然环境因素有着直接的关系,应该加强对上述影响因素的控制,还应该采用新型的、适用于压力容器焊接要求的焊接设备,保证焊接质量达到设计要求。
        参考文献:
        [1]杨旭,姜洪晨.压力容器焊接技术在油田施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2019(13):99.
        [2]周家伟,王智远.压力容器制造及安装高效切割与焊接技术[J].金属加工(热加工),2019(16):19-20.
        [3]陈城.长庆油田长榆输气管线焊接项目的质量控制研究[D].西安:西安石油大学,2019.
        [4]杨丹青.压力容器焊接技术在油田施工中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,33(9):79.
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