[科普中國]-焊口

簡介

聯(lián)合異氰酸酯工藝管道焊接施工過程中，采用按區(qū)域劃分的施工組織管理模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)按專業(yè)組織施工的管理模式，實行管理層與作業(yè)層“兩層分離” 的項目管理，主要針對作業(yè)層進行安全質(zhì)量、進度、合同造價、技術(shù)管理。在焊接管理方面，主要是進行焊接工藝準(zhǔn)備、組織焊工進行入場考試、對現(xiàn)場進行焊接與熱處理、無損檢測（NDE） 管理等。焊工在通過資格項目證初審合格后，到現(xiàn)場參加業(yè)主組織的入場資格考試。順利通過入場考試的焊工，在進入施工現(xiàn)場進行焊接作業(yè)的頭兩道焊口，并通過100%射線檢測。由于焊工的操作水平的差異，對管道焊接作業(yè)的操作技能的掌握、焊接工藝紀(jì)律認(rèn)知程度有所不同，頭兩道焊口成為了管道焊工入場資格的試金石，常有焊工因頭兩道焊口施焊不合格1。

焊接管理狀態(tài)聯(lián)合異氰酸酯項目流體介質(zhì)具有極強的腐蝕和毒性，對工藝管道的焊接質(zhì)量有著很高的要求。聯(lián)合異氰酸酯項目部對焊接及返修相當(dāng)重視，要求保證并提高焊接一次合格率，達到公司質(zhì)量目標(biāo)，即焊接一次合格率在95%以上。

依據(jù)現(xiàn)場質(zhì)量手冊，工藝管道焊口的接頭形式有：BW（對接焊口）、SW（插套焊口）、SO（活套法蘭焊口）、SBR（ 支管焊口）、OL（ 管座焊口）、FW（角焊縫）。接頭形式為對接的焊口，按照技術(shù)規(guī)范要求，進行相應(yīng)比例焊口的抽檢，低溫鋼焊口進行100%RT 檢測。對于接頭形式為插套的焊口，依據(jù)技術(shù)要求進行最大5%比例的射線檢測，以驗證在管道和承插焊口內(nèi)部在焊接完成后留有至少1．6mm 的間隙。

施工現(xiàn)場在海邊，風(fēng)速高、空氣相對濕度大?？諝庵械柠}含量高，在焊接完成后需要采取有效的成品保護措施，保護不銹鋼焊口及鄰近母材區(qū)域。業(yè)主進行焊工入場考試，且將無損檢測外委專業(yè)檢測公司進行管理。

化工項目工期緊，焊接管理人員在收到焊接管理系統(tǒng)NEWS 系統(tǒng)返修通知單后，必須在1 h 內(nèi)完成返修預(yù)案。作業(yè)層施工隊在收到焊口返修記錄報告后，兩天內(nèi)必須完成焊口返修。對于一個有缺陷的焊口，NEWS 系統(tǒng)將會自動擴透兩道焊口。如果擴透的兩道焊口中有任何一個不合格，NEWS 系統(tǒng)將繼續(xù)擴透兩道焊口，直到該焊工所有焊口RT 檢測完畢或擴透的焊口全部合格為止2。

焊接質(zhì)量控制措施焊工資格證由項目部預(yù)審核，報監(jiān)理公司復(fù)審。焊工考試人員名單由項目部報聯(lián)合異氰酸酯業(yè)主。

焊工入場考試由業(yè)主組織、主考，經(jīng)外觀檢查合格后的試件才可以進行射線檢測（RT）。焊工入場考試比較嚴(yán)格，也能真實地反映焊工水平。在工程后期只有大小管道焊口都經(jīng)射線檢測合格的焊工，才能進入聯(lián)合異氰酸酯施工作業(yè)現(xiàn)場。

考試合格后的焊工在領(lǐng)取焊工胸卡時，由項目部進行入場教育。內(nèi)容包括安全、頭兩道焊口質(zhì)量控制、焊材領(lǐng)取流程、現(xiàn)場焊接工藝紀(jì)律、熟悉自己的作業(yè)范圍等。

新入場焊工的頭兩道焊口需100%RT 檢測。在焊接一個要求RT 抽檢的系統(tǒng)時，焊工班長應(yīng)在焊接日報的“備注欄” 中備注上“第1 道焊口” 或“第2道焊口”，標(biāo)識出一個新入場焊工的頭兩道焊口，以便通過射線檢測這些焊口來證實焊工實際操作水平。

頭兩道焊口中若有1 道焊口不合格，可以再焊2 道焊口，全部合格后，可以繼續(xù)施焊； 但若還有1 道焊口不合格，則管道焊接資格將被取消。若頭2 道焊口都不合格，則該焊工的管道焊接資格將被直接取消。只有適應(yīng)現(xiàn)場施工、焊接質(zhì)量穩(wěn)定的焊工順利通過頭2 道焊口的RT 檢測后，才能進入正常的施工狀態(tài)。

各區(qū)域施工隊在開工時，由焊接工程師進行焊接技術(shù)交底。項目部驗收合格的焊條，再經(jīng)過現(xiàn)場實地對比工藝性能后，進行優(yōu)選。為避免錯用焊絲，選用成品直條狀焊絲，兩端帶有明顯的標(biāo)識。低溫鋼管道焊口容易與碳鋼管道焊口混淆，由項目部建立低溫鋼焊口清單，焊工施焊前到項目部進行審核，然后才能憑領(lǐng)料單到倉庫領(lǐng)取焊材。不銹鋼管道焊接盡量避免水溶紙的使用。對于無法充氬或氬氣消耗量極大（整管長時間充氬） 的情況下，才允許采用水溶紙。嚴(yán)格執(zhí)行水溶紙的使用要規(guī)范，避免管道系統(tǒng)沖洗時堵塞管道。另外，相關(guān)施工人員嚴(yán)格按照焊接技術(shù)規(guī)格書（WPS） 要求進行坡口清理和組對。

所有焊接作業(yè)都要采取保護措施，以免惡劣氣候條件影響焊接質(zhì)量。當(dāng)在室外不利氣候條件下進行焊接作業(yè)時，可采取搭設(shè)臨時防護棚，完全封閉該工作區(qū)，確保焊接作業(yè)點工作環(huán)境符合技術(shù)規(guī)范要求。

合格率高的焊工實行獎勵。QA/QC 部依據(jù)每個焊工的底片數(shù)量，分為100%，97．5%，95%和95%以下四類進行獎懲。合格率高的焊工都能在表彰會上親身領(lǐng)取合格獎。對焊工合格率進行張榜公布，實行獎懲結(jié)合，因合格率低下的施工的罰款直接從工程款中扣除； 合格率連續(xù)偏低的焊工被直接取消管道焊接資格； 焊接返修復(fù)率連續(xù)三星期超過5%的焊工或焊接操作工應(yīng)重新考試。

業(yè)主、監(jiān)理公司、區(qū)域施工隊長、現(xiàn)場監(jiān)督員、QC 質(zhì)檢人員在現(xiàn)場巡檢、監(jiān)督，對不按焊接工藝要求施工的焊工進行糾正、批評教育，或?qū)κ┕り犨M行經(jīng)濟處罰。

項目部成立焊接管理小組。對于返修疑難位置焊口或新入場焊工的頭2 道不合格焊口，項目部返修小組選派優(yōu)秀焊工進行專項返修，確保返修一次合格率3。

管道焊口返修預(yù)案焊接缺陷隨著RT 的實施逐步出現(xiàn)，按照焊接工藝順序打底—填充—蓋面，將缺陷分為根部缺陷、熔敷金屬內(nèi)部缺陷、表面缺陷等三大類。

根部缺陷由于根部缺陷有內(nèi)錯邊、未焊透、內(nèi)凹、內(nèi)咬邊、焊瘤、發(fā)渣、管內(nèi)異物等，因此返修過程中必須將焊口磨穿或整體割口。另外，內(nèi)錯邊、未焊透、內(nèi)咬邊、焊瘤是熔敷金屬與母材金屬在管道內(nèi)部的缺陷，返修預(yù)案需按照碳鋼、不銹鋼分為A（CS），B （SS）。

碳鋼分為普通碳鋼和低溫鋼。普通碳鋼有SA106B/SA53B/SA672/SA234，選用的焊材為焊絲ER70S－6，焊條E7015。低溫鋼有SA333 －6/SA420/SA350 /SA671，選用的焊材為焊絲ER70S－G、焊條E7015－G。返修工藝通常選用全氬弧焊接。

返修預(yù)案A（CS）： 按返修單將缺陷位置確定無誤后，采用砂輪磨光機清除該缺陷。因該類缺陷系根部缺陷，必須磨穿焊口。磨穿后，應(yīng)適當(dāng)向兩邊擴寬并去除根部毛刺，方可進行根部焊道的焊接，焊接方法GTAW。焊接過程中，應(yīng)保證根部焊道質(zhì)量，注意層間清理； 焊后修整補焊區(qū)域，要求外形與原始焊口基本一致，平滑過渡。對補焊處必須重新RT 檢驗。焊后及時做好焊口標(biāo)識。焊口返修完成后，施焊焊工及時將返修通知單返回，填寫相應(yīng)的焊接日報，以利于及時進行RT。

返修預(yù)案B （SS）： 按返修單將缺陷位置確定無誤后，采用角向磨光機清除該缺陷。因該缺陷系根部缺陷，必須磨穿焊口。磨穿后，應(yīng)適當(dāng)向兩邊擴寬并去除根部毛刺，重新充氬后方可進行打底的焊接，焊接方法GTAW。焊接時，應(yīng)保證根部焊道質(zhì)量，注意層間清理，焊后修整補焊區(qū)域，要求外形與原始焊口基本一致，平滑過渡。對補焊處必須重新RT 檢驗。提醒返修焊工注意充氬質(zhì)量的控制。焊后及時做好焊口標(biāo)識。焊口返修完成后，施焊焊工及時將返修通知單返回，填寫相應(yīng)的焊接日報，以便及時進行RT。

內(nèi)凹為熔敷金屬的根部缺陷，返修預(yù)案為C。內(nèi)凹在RT 底片上的特征和表面凹陷并沒有明顯的區(qū)別。在返修前，應(yīng)仔細檢測缺陷部位是否為表面凹陷，避免不必要的動火施焊產(chǎn)生新的缺陷。

返修預(yù)案C：定位無誤后，請仔細檢查是否焊口表面低凹。如無低凹處時，再采用砂輪磨光機磨穿此處熔敷金屬，注意應(yīng)適當(dāng)?shù)丶娱L和加寬磨穿的區(qū)域，以保證內(nèi)凹的完全去除。去除根部的毛刺后，采用GTAW 焊接工藝焊補，并應(yīng)注意間隙大小是否合適。保證內(nèi)部適度的凸度，并在層間應(yīng)仔細清理，焊后修整補焊區(qū)域外形應(yīng)與原始焊口平滑過渡，同時需對補焊區(qū)域重新RT。返修焊工應(yīng)慎重，尤其是根部缺陷的返修，應(yīng)及時返修。焊后做好焊口標(biāo)識。

焊口返修后，施焊焊工及時將返修通知單返回，填寫相應(yīng)的焊接日報，以及時進行RT。返修內(nèi)凹缺陷時，如果母材為不銹鋼，應(yīng)注意管道焊口內(nèi)面充氬保護質(zhì)量。發(fā)渣為不銹鋼熔敷金屬根部缺陷，通常表現(xiàn)為收弧處局部缺陷、連續(xù)的缺陷或整個焊口都有發(fā)渣缺陷。返修預(yù)案可以選擇B 或D （整口切除）。

返修預(yù)案D： 對焊口進行整口切除，同時應(yīng)注意完全去除掉焊口兩側(cè)的熱影響區(qū)。重新按照焊接技術(shù)規(guī)格書（WPS） 的要求制作坡口，并且需在清理干凈后方可組對。焊接過程中注意觀察熔池，保證焊道的熔透性和熔敷金屬的致密性。焊后對補焊處進行打磨，以清除焊接飛濺等表面缺陷。焊工對補焊處目視自檢。焊口返修后，施焊焊工及時將返修通知單返回，并填寫相應(yīng)的焊接情況日報表，以便及時進行RT2。

熔敷金屬內(nèi)部缺陷熔敷金屬內(nèi)部缺陷有密集性氣孔、單個氣孔、鏈條狀氣孔、夾渣（條渣）、未熔合、夾鎢等。返修過程中有可能很容易發(fā)現(xiàn)缺陷，但也有可能由于打磨進給量太大而導(dǎo)致找不到缺陷，還有可能導(dǎo)致將焊口磨穿。如果母材是不銹鋼，在即將磨穿或已經(jīng)磨穿的情況下，應(yīng)注意焊口內(nèi)面充氬保護。

密集性氣孔通常情況下可以由后續(xù)焊道消除，在射線底片上反映出來的一般比較淺。打磨進給量大時不容易發(fā)現(xiàn)，如果輕磨缺陷顯示的位置就能發(fā)現(xiàn)，是很淺的蜂窩狀缺陷。單個或鏈條狀氣孔個體比較大，打磨過程中容易發(fā)現(xiàn)，但該類缺陷有分層現(xiàn)象，不容易完全去除。夾渣或未熔合，個體比較大，但由于形狀不規(guī)則，打磨時容易產(chǎn)生已經(jīng)完全去除的假象，必要時可通過液體滲透或射線檢測確定缺陷是否完全去除。

返修預(yù)案E： 按返修單標(biāo)注尺寸定位缺陷后，采用砂輪磨光機去除該類缺陷，并確保缺陷完全去除。采用GTAW 焊接方法焊補，注意層間熔合及層間清理，防止產(chǎn)生新的缺陷。在焊口外觀質(zhì)量方面應(yīng)注意防止咬邊，焊后修整焊口，保證與原始母材外表面平滑過渡，并必須對返修區(qū)域重新RT 檢驗。

現(xiàn)場焊工注意操作質(zhì)量，以及一定要做好防風(fēng)防潮措施。焊后及時按要求做好焊口標(biāo)識。焊口返修后，施焊焊工及時將返修通知單返回，并填寫相應(yīng)的焊接日報，及時進行VT 和RT。如果在打磨過程中不能確定缺陷是否已經(jīng)完全被去除，并且存在返修位置困難等制約因素，可以申請缺陷定位射線透視。

在確定原缺陷未完全去除或已經(jīng)完全去除后，繼續(xù)打磨消缺或進行補焊。缺陷區(qū)域太長而導(dǎo)致整口切除，其預(yù)案參照D1。

表面缺陷焊口表面缺陷有表面凹陷、外錯邊、低于母材、成形不良、咬邊等。表面凹陷、外錯邊、成形不良是外觀上的缺陷。通常打磨修整后就可以消除。

返修方案F： 根據(jù)返修通知單的缺陷示意圖，定位“表面修磨” 位置。使用角向磨光機對缺陷部位進行打磨，去除焊口表面的銹、氧化物、形成光滑的表面。打磨量要小，避免傷及母材。打磨后熔敷金屬的厚度不能低于母材，否則應(yīng)進行補焊。補焊后對補焊表面進行打磨修整。返修完成后，應(yīng)及時填寫焊接日報，及時進行VT 和RT。如果未動火補焊的焊口，在報焊接日報或RT 委托時，應(yīng)按照原焊口標(biāo)識進行。低于母材是熔敷金屬厚度小于母材厚度，必須進行補焊。

咬邊是屬于比較嚴(yán)重的表面缺陷，必須打磨去除。若打磨后母材厚度小于管道要求的最小壁厚，應(yīng)進行補焊。

返修預(yù)案G： 根據(jù)返修通知單的缺陷示意圖，定位缺陷位置。使用砂輪磨光機對缺陷部位進行打磨，去除焊口表面的銹、氧化物等雜質(zhì)，形成圓滑過渡的坡口表面。打磨進給量要小，避免傷及母材。采用全氬弧進行補焊，焊后進行打磨，形成良好的焊口表面。焊接完成后，應(yīng)及時填寫焊接日報，及時進行VT 和RT。

承插焊口返修承插焊口因需要在焊接完成后檢查內(nèi)部間隙的大小，作為一類特殊的焊口進行射線檢測。承插管道焊口進行最大比例5%的RT，以確定在管道和承插口管件之間留有1．6 mm 的最小間隙。承插間隙通常要求在1．6～3 mm 之間。當(dāng)承插間隙3 mm 時，應(yīng)對該承插口進行返修。承插口規(guī)格都比較小，一旦有缺陷，只能采取整口切除的方案，其返修預(yù)案參照D。

二次返修不合格焊口返修兩次都不合格的焊口，在焊接過程中控制不嚴(yán)的情況下其力學(xué)性能與化學(xué)成分，尤其是母材熱影響區(qū)的性能可能惡化。按照相應(yīng)的技術(shù)要求，應(yīng)整口切除。這也體現(xiàn)了焊接質(zhì)量嚴(yán)格要求的一方面。

返修預(yù)案H： 對于碳鋼、低合金鋼、300 和400系列不銹鋼，同一位置只能做2 次修補。補焊完畢后，若經(jīng)射線檢測，其結(jié)果仍為不合格，就需要將焊口完全切除掉。對2 次不合格的焊口，就需沿焊口中心線進行整管切除，并完全去除掉焊口兩側(cè)的熱影響區(qū)，重新制作坡口，同時需清理干凈，組對合格后方可進行焊接。焊接過程中注意觀察熔池，保證焊道的熔透性和熔敷金屬的致密性。焊后對補焊處進行打磨，以清除飛濺等表面缺陷。焊工需對返修焊口外觀質(zhì)量進行目視自檢，QC 檢查人員對返修焊口外觀質(zhì)量進行專項檢查。焊口返修后，施焊焊工及時將返修通知單返回，填寫相應(yīng)的焊接日報，以便及時VT 和RT1。

總結(jié)聯(lián)合異氰酸酯現(xiàn)場工藝管道通過焊口返修控制，使QC 部、專業(yè)無損檢測公司、技術(shù)部、工程部、區(qū)域施工隊形成一條工作線。焊口返修得以有針對性地進行，有據(jù)可查，有章可循，為加快工程建設(shè)進度與提高工程質(zhì)量提供了良好的平臺1。