時間:2022-10-03 16:38:02
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇焊接工藝評定標準,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:承壓設備;焊接;工藝評定
前言
隨著我國經濟建設的迅猛發展,帶動了現今的石油、天然氣等行業的發展。隨著這些新興行業的發展,對承壓設備的質量要求也就隨之越來越高。之前,各類的承壓設備都有著各自不同的焊接工藝,評定標準也有所不同,而這些標準之前通常會出現一些矛盾,相互制約,這就嚴重影響到了承壓設備焊接技術的發展。所以,我國相關部門重新修訂了標準要求,這使各類承壓設備標準之間有了結合統一。 本文就新出臺的標準進行了探索與研究,針對其中的部分重點問題進行了思考與分析。
1.焊接工藝評定的概念
對于承壓設備來說,焊接工藝是在其制造過程中尤為重要的關鍵點,焊接工藝的好壞直接影響到承壓設備制造的質量。在制造承壓設備中,焊接工程包括了外觀焊縫、接頭焊接、缺陷焊接、變形焊接等等。焊接工藝技術的評定首要規程就是擬定環節,擬定環節要根據材料的各方面性能、產品設計標準與要求和制造廠焊接技術能力等因素,由專業的焊接技術工人來進行擬定。在擬定環節中,最為主要的影響因素就是對其中所應用的金屬材料焊接能力進行準確的評定,這樣才能擬定出完整、有效的規程來進行焊接工藝評定。
2.重新評定的焊接工藝準則
2.1 焊接條件的變化
接頭焊接技術和性能的多樣性取決于承壓設備的廣泛應用。在焊接過程中,某一部位的焊接條件如果發生變化,那么隨之就會引起其他部位的接頭焊接性能也發生變化,所以這種變化是不可預見,也不可避免的。由于焊接條件的變化所導致的焊接部位接觸點發生的力學性質變化,我們專業從事焊接工藝的技術人員還是可以基本掌握其變化規律的。但是,焊接接頭部位的力學性質是設計承壓設備的基礎,所以在新評定的標準工藝準則中,將焊接條件的變化作為重點,其是否影響接頭的力學性質成為焊接工藝評定的判定標準。
2.2 根據力學性質制定準則
在新修訂的評定標準中,很多規定都是根據接頭焊接部位的力學性質來制定的,比如各類參數的劃分、鋼材的分類、厚度替代等。舉個例子,根據這一標準,可以把不同型號的奧氏體不銹鋼歸納到一個分組內,雖然他們的耐腐蝕性是不同的,但是他們的接頭焊接部位的力學性質相同。
2.3 檢驗項目的添加
在焊接工藝中還有一項重要的評定過程,那就是檢驗項目。檢驗項目最主要的就是檢驗力學性質,其中包括:拉伸性、彎曲性和沖擊性。如果在此基礎上要添加檢驗項目,那么就要作出相應的檢驗方法,給出合格指標,還要列出符合評定標準的焊接工藝適用范圍,因為先前的評定標準對于新添加的檢驗項目不一定全部適用。
例如在不銹鋼的焊接工藝中,想要添加檢驗“晶間腐蝕”這一項目,那么就要重新編制焊接工藝的評定標準。原來的“某一鋼號母材評定合格可焊接工藝可以用于同組別號的其他鋼號母材”這一評定標準就不能適用其中。對于添加其他檢驗項目也是如此。關于焊接裂紋、回火脆化、金相組織和腐蝕試驗等等這些問題都是焊接性能的體現,要在評定前分別仔細總結研究,不能一概而論。通常,對于焊接工藝中添加的某些檢驗項目,都要嚴格按照以上的檢驗標準,若只是對焊接的試件有效,就不能成為替代范圍的評定標準。
3.焊接工藝評定試件的分類
從焊接工藝的角度來講,不同大小、不同外觀、不同結構的承壓設備在本質上都是由不同的材料經過不同的接頭焊接制造出來的。而不同的接頭焊接形式就是由不同的焊縫連接的,承壓設備中的接頭性能的基礎就是焊縫焊接工藝。所以,在焊接工藝評定中的試件分類的對象不是接頭而是焊縫。在焊接工藝評定標準中將試件分為兩種:對接焊縫試件和角焊縫試件。針對這兩種試件形式,分別對其適用范圍給出了新的規定。對接焊縫試件和角焊縫試件的評定合格標準不可適用于塞焊縫試件、槽焊縫試件和端接焊縫試件,而從力學性質準則的角度,對接焊縫試件的評定合格標準的焊接工藝可以適用于角焊縫試件。
4.焊接工藝評定項目的確定
在焊接工藝評定中項目確定時,首先要在設計圖樣上,分別找出各類接頭焊接的焊縫連接形式并與其所對應的焊縫試件類型進行匹配,凡是對接焊縫連接的接頭就取對接焊縫試件。然后,根據角焊縫試件的評定標準用來評定非受壓的角焊縫焊接工藝,取角焊縫試件。需要注意的是,角焊縫試件的工藝評定合格標準只能適用于焊件各類接頭的角焊縫。
5.結束語
本文對承壓設備制造中焊接工藝的評定標準中存在的重點進行了簡要的分析。總之,焊接工藝的評定標準修訂是為了有效、合理地規范焊接工藝技術,這為制造承壓設備提供了一套合理的標準。在評定過程中會遇到很多無法預知的影響因素,為保證焊接制造的順利進行,焊接工藝技術人員應嚴格按照這套標準來分析執行。對于這些不可避免的干擾因素,要正確理解焊接工藝評定標準準則中的核心思想和指導內涵,清楚地了解各類適用范圍和檢驗程序,合理地分析和掌控干擾因素,努力優化焊接工藝評定過程,這樣才能保證評定結果的真實性、有效性,從而保證承壓設備的生產質量。承壓設備焊接工藝評定的發展還需我們各位同仁們的共同努力,共同探索,才能迎接更好的明天。
參考文獻:
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關鍵詞:設計 評定 資格 管道單線圖
中圖分類號:TB47 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(b)-0063-01日照至儀征進口原油管道及配套工程線路全長390km,設計壓力為8.5MPa,設計溫度為60℃,線路管線選用L450Ф914的螺旋縫埋弧焊鋼管,線路場站部分涉及L450、L320、Q235等多種材質,管線敷設地主要位于水網地段,施工保障難度大,尤其是焊接質量的保證。
1 從設計角度上控制焊接質量
對于設計單位提供的設計文件要求其符合相關安全技術規范,設計圖樣上加蓋有效的設計許可印章,公司設計責任人員須履行其確認手續后,工程項目部方可接收。接收后項目質保工程師組織項目部工藝、焊接、材料、檢驗與試驗等相關責任人進行內容審查,尤其是設計文件所提供的技術標準及要求,如與焊接質量有關的沖擊韌性要求等,以作為焊接工藝評定的依據,以期從源頭進行焊接質量控制。
2 焊接工藝評定與工藝控制
對于日儀原油管道工程而言,焊接工藝評定究竟執行哪個標準,管道的焊接工藝評定如何規定,則是管道設計、施工、監督及業主等首要考慮的問題之一[1]。由于當前所涉及的焊接工藝評定標準較多,如SY0452、SY4103、GB50236、JB4708等,且這些標準仍在不定期進行修訂換版,因而標準的選取應遵循設計與環境要求、使用要求、成效比要求等,并不是標準要求越高就選用。從焊接方法,鋼材類別、組別,焊后熱處理,試件厚度與焊件厚度來看,JB4708要求較高,但涉及的實驗也較多,成本較高,且目前主要應用于壓力容器的評定;沖擊韌性是管道工程設計圖樣中的重要性能,但SY/T4103不考慮沖擊試驗,因而一般不用于有沖擊試驗要求的油氣管道焊接評定;SY/T0452適用于陸上石油天然氣工程,明確提出影響沖擊試驗的焊接工藝評定因素及評定規則,規定了沖擊試驗要求;GB50236主要應用于工業管道的評定,因而可選取SY/T0452作為評定的標準依據。此外,評定的焊接項目應全面,對于線路工程而言,其焊接工藝評定項目至少應包括主線焊接、連頭焊接、返修焊接等,盡量不采用一項評定適用主線、連頭及返修,因為它們的環境要求、技術要求還是有所區別的。
而且,一旦評定合格,就應根據評定合格的焊接工藝編制焊接工藝規程,焊接工藝規程中應規定焊接方法、焊接參數、施工措施等,并按一定的質控程序進行審批。日儀管道工程中焊接工藝規程要求項目焊接工程師編制,施工單位焊接責任工程師審核,并經該單位質量保證工程師批準后,報監理及業主批準后方可實施。通過這些措施與程序控制,從工藝角度上有效地保證了后期的焊接質量。
工程施焊中,強化焊接的工藝紀律要求。焊工只能采用WPS中的工藝參數,盡量避免采用經驗數據或標準中的推薦參數,因為經驗代替不了科學,而標準規范中的工藝參數只能作為參考,并不能針對具體工程直接套用,否則,可能會導致焊接質量問題。
3 現場焊工資格及考核控制
進場焊工必須持有質監局頒發的有效焊工資格證,且需同時滿足焊接方法、母材鋼號、試件類別、焊接材料四個條件的一致性,才能參加施工。
為了保證焊接質量,參與施工的承包單位,都必須進行實驗段考核。每個機組前100道焊口為考核段,無損檢測一次合格率達到96%以上為合格。每個機組考核均有二次機會,二次考核不合格的機組將不允許再參與本工程施工。考核段施工時,線路施工承包人需對每機組開始焊接的經無損檢測合格的前2個焊口進行檢驗,若壁厚有變化,再抽檢1個焊口,由具有國家認可資質的檢測評定單位,按焊接施工規范檢驗及判定標準,并參照工程焊接工藝評定要求,進行拉伸、刻槽錘斷、側彎、低溫沖擊韌性試驗,合格后方可繼續進行考核段施工。
在日儀原油管道工程中一個可取的經驗是建立了日儀項目焊工焊接檔案,內容包括焊工焊績、焊縫質量匯總結果、焊接質量事故等內容,并及時反饋到焊工所在的焊工考委會,為焊工后續的取證和復審提供客觀真實的證明資料,從而起到激勵焊工的作用,以利于質量的提高。
4 強化焊材管理與控制
在焊材驗收控制方面,日儀原油管道工程的焊接材料使用前均按設計文件和相關標準的規定進行檢查和驗收,并要求有質量證明文件和包裝標記。對于質量證明文件指的是同時具有質量證明書和合格證。質量證明書上要有產品標準、設計文件和訂貨合同中規定的各項內容和檢驗、試驗結果及可追溯性的爐批號及產品編號碼。無質量證明書或與標識不符的產品不進行驗收。
在焊材的使用控制方面,一是加強焊材的保管,避免由于使用與保管不當,造成焊材變質失效;二是烘烤時,嚴格按焊材烘烤技術要求進行,尤其是重視烘烤時的升(降)溫溫度和升(降)溫時間,避免造成焊材性能變化,從而影響焊縫性能。在日儀原油管道工程中,另一個好的經驗做法是把焊材的烘烤技術要求粘貼在烘干箱上,烘烤人員可隨時看見技術要求,從而避免出現錯誤。
5 建立管道單線圖,實施質量追蹤
對每個工藝流程均要求編制單線圖,從而將所施工的油氣管道長度、安裝位置、焊接、無損檢測等基本情況立體、直觀地表示出來,便于質量追蹤,從而控制焊接施工質量。
6 質量保證體系組織保障
對于工程項目而言,建立項目壓力管道安裝質量控制系統,實行公司與項目部兩級管理。公司質量保證工程師履行全局決策、指揮、協調和監督職能,項目質量保證工程師負責質量保證體系在項目中的有效運行,處理項目發生的質量問題。項目質保機構設置和人員配置視工程規模大小適當安排,但必須至少配置獨立行使檢驗職責的質量檢驗人員,尤其是專職焊接檢驗員。對于日儀原油管道工程,我們依據專業需要,配置了專職焊接質量檢驗員6名,每個作業點均保證有一名檢驗員,從而有效地保證了焊接及其它體系的質量控制。
7 結語
通過日照至儀征進口原油管道及配套工程的施工,對油氣長輸管道工程的焊接過程質量控制進行了探討,希望對以后類似工程的施工有所借鑒和幫助。
關鍵詞 板翅式換熱器;真空釬焊;釬焊工藝評定
中圖分類號TG456.3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)71-0015-02
0 引言
鋁制板翅式換熱器是一種新型高效換熱設備。它以結構緊湊、重量輕、體積小和傳熱效率高等優點,廣泛應用于化工、化肥、空分設備、天然氣液化等各個領域。板翅式鋁散熱器的傳統制造工藝是鹽浴釬焊。由于鹽浴釬焊焊后釬劑清洗工藝復雜,殘留的氯鹽對釬焊件會產生腐蝕作用,降低了被釬焊件的可靠性。而無釬劑鋁真空釬焊技術,徹底解決了氯化物基釬劑對鋁的腐蝕性問題。因此真空釬焊技術在板翅式鋁散熱器制造工藝中得到迅速的發展。本文以鋁合金復合板真空釬焊為例,對板翅式換熱器試件制備、試件的檢驗方法和在什么情況下需要對板翅式換熱器重新進行焊接工藝評定進行了探討,為板翅式換熱器的制造及檢驗提供參考。
1 試件的制備
試件采用鋁合金復合板進行制備,復合板表面涂有釬料層。首先應對復合板的化學成分、釬料層厚度、力學性能進行復驗,保證材料符合相應的標準;試件的厚度的評定適用范圍為0.5T~2T;試件的數量和尺寸應滿足制備試樣的要求;施焊人員必須是本單位技能熟練的焊工,焊接設備和儀表處于正常工作狀態,焊工按預焊接工藝規程中的釬焊參數進行釬焊。
試件施焊完畢,經外觀檢驗和無損檢驗后,允許避開缺陷制取試驗試樣。
2 試件的檢驗
釬焊試件的檢驗一般包括釬縫的外觀檢驗、無損檢驗和金相檢驗。
外觀檢查要求釬焊接頭外露端的周圍均應顯示有釬料的存在,釬縫無未釬滿,不允許有裂紋及穿透性氣孔、針孔;由于溶蝕而引起的母材減薄量應不大于母材厚度的10%(母材厚度不包括釬料層的厚度)。
無損檢測采用X-射線檢驗方法進行檢驗。適用于外觀檢測無法判斷質量的釬焊件或設計圖中指出需做X-射線檢驗的釬焊件。X-射線檢驗試件內部釬著率即釬焊接頭中實際釬著的釬焊面積與應該釬焊的總面積的比率應大于80%。
釬焊接頭的金相試樣一般在釬縫的橫截面制取,在浸蝕之前,可用肉眼或放大鏡(顯微鏡)觀察,查明釬縫是否有未釬透、夾雜、氣孔和裂紋等缺陷。試樣經過浸蝕后,在顯微鏡下放大100倍~1 500倍,觀察釬縫區的微小缺陷、釬縫、擴散區以及母材金屬的組織結構。釬縫中金相組織應細密一致,各個相擴散均勻,不允許存在裂紋及過燒組織。
3 釬焊工藝評定試驗
真空釬焊工藝評定試驗主要參考了美國ASME鍋爐與壓力容法規第Ⅸ卷“焊接與釬焊評定”標準中釬接篇的規定以及真空釬焊的相關資料進行。真空釬焊一般為搭接接頭,其工藝評定試驗包括:拉剪試驗、切片試驗。試樣采用0.8mm厚的鋁合金復合板釬焊搭接接頭試件的評定試樣項目、材料評定的厚度覆蓋范圍及規定的試樣數量如表1所示。
表1 搭接接頭試件的評定項目及規定試樣數量
3.1工藝評定試樣
工藝評定試驗有拉剪試樣、切片試樣。試樣的尺寸及形狀如圖1和圖2所示。
注:1.長度可以改變以適應試驗設備;2.X為搭接長度
圖1 拉剪試樣
注:1.此長度視試驗機而定;2.試樣應從Z側釬焊;3.X最小為4T或按設計要求
圖2 切片試樣
3.2 評定試驗合格指標
在拉伸試驗中,拉伸試樣的拉伸強度應不低于母材的最低抗拉強度,對于1、3、5系列鋁合金的最低抗拉強度為其退火狀態標準規定的抗拉強度下限值,對于6系列鋁合金母材的抗拉強度最低值見表2[1];切片試驗中,試樣的每個側面分別計算,各側面的未釬區的總長度不得超過搭接接頭長度的20%[2]。
牌號及狀態 規定的抗拉強度最低值,MPa
表2 6系列鋁合金規定的抗拉強度最低值
4 重新評定的要求
當釬焊縫不滿足檢驗及性能試驗要求時,應重新編制釬焊工藝,再進行工藝評定,直到工藝評定合格為止。焊接工藝評定標準中規定,當影響焊縫力學性能的因素發生變化時,應對焊接工藝重新進行工藝。對于真空釬焊工藝中某些影響釬焊質量的工藝因素發生變化時也應重新進行工藝評定,具體情況包括:1)母材種類的改變。當母材從1、3、5系列鋁合金改變為6、7系列鋁合金時,母材的化學成分、力學性能及焊接性能都發生很大變化,釬焊工藝評定應重新進行;2)釬焊溫度。釬焊溫度過高,容易出現溶蝕、過燒及脆性化合物等問題的出現;溫度過低,釬料的流動性不佳,容易造成虛焊,因此溫度改變會對釬焊質量造成影響,需重新評定;3)釬焊保溫時間。保溫時間包括穩定階段的保溫時間及高溫段的保溫時間,穩定階段的保溫時間為了減少換熱器內外的溫度梯度,避免內部釬料向表面高溫處流動,造成釬料流失;高溫階段的保溫時間發生變化時,會影響釬料向母材的擴散,容易產生虛焊、溶蝕、晶間腐蝕及各相擴散不良等現象,還會影響換熱器的焊后尺寸。因此保溫時間變化應重新評定焊接工藝;4)真空度。鋁合金表面的氧化膜可在高真空下自行分解,真空度發生變化時會影響釬料對母材的潤濕及流動,也會影響母材及釬料中合金元素的揮發,因此也需重新評定;5)冷卻速度。冷卻速度影響母材晶粒的大小及釬料中合金結構的細化程度,從而影響釬焊縫的性能,因此需重新進行工藝評定[3]。
5 結論
本文通過制備評定試件,對試樣進行外觀檢測、X-射線檢測及金相檢測,通過拉伸試驗及切片試驗檢驗釬縫的力學性能及致密程度,從而驗證釬焊工藝的合理性。當鋁合金母材的改變時以及釬焊工藝參數中的釬焊溫度、釬焊保溫時間、真空度、冷卻速度改變時,釬焊工藝需重新進行評定。
參考文獻
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【關鍵詞】壓力容器;焊接工藝;質量控制
壓力容器是一種承壓力特殊設備,它的制造需要有嚴格的質量監控,在焊接過程中稍有問題就會出現安全隱患,嚴重威脅國家和人民的人身和財產安全。就目前而言,壓力容器在制造過程中仍然有很多的質量問題,事故時有發生。發生事故的主要原因就是制作過程中的組裝、焊接工藝質量不過關所造成的,尤其是焊接裂紋,是發生事故的主要原因。本文主要從焊接工藝出發,探討壓力容器在制造過程中的質量控制。
一、焊接工藝控制
(一)焊接工藝分析
壓力容器的焊接關鍵是接頭的焊接,良好的焊接工藝對焊接接頭有著重要的作用。現在社會上大部分用4708-2000《焊接工藝評定》作為焊接工藝編制依據。壓力容器的管板和換熱板的工藝評定一般按照GB151-1991《管殼式換熱器》附錄B作為評定標準。下面我們對焊接工藝評定過程中的主要問題做簡要分析:
1.壓力容器返修時,特別是返修后需要局部熱處理的部分,缺少與之相對性的工藝評定。
2.制造廠第一次使用進口鋼材時沒有進行焊接工藝評定。
3.有時候需要重新評定焊接工藝,但是實際工作中并沒有這么做。
4.壓力容器焊后熱處理類型改變之后,其焊接工藝需要重新評定,而在實際工作中,很少做到。
(二)焊接工藝參數分析
1.壓力容器焊接工藝有很多方式方法,主要的焊接方法有:氬孤焊、氣焊、電焊以及自動焊等等,在焊接過程中,根據壓力容器的不同特點和焊接方式的適用范圍,選擇合適的焊接方式進行焊接。
2.在壓力容器焊接時,氣焊一般應用于安裝時管道的焊接;自動焊和氣體保護焊主要應用于焊接主體焊縫;電弧焊的應用范圍很廣,幾乎應用于所有的焊接結構。
3.焊接規范參數對接頭性能有很大的影響作用,對于一些強度比較高的鋼、不容易生銹的鋼和低溫鋼,都需采用下小線能量焊接;而對于冷卻速度快,容易產生裂紋的易碎火鋼在采用小線能量焊接時,要注意焊前預熱。控制好層間溫度和焊后緩冷等工藝措施,以防冷裂紋的產生。
(三)焊接工藝管理分析
壓力容器在焊接前,首先要有一個完整的焊接計劃,焊接人員可以結合壓力容器設計圖樣的結構特點、技術條件,來編制一套焊接工藝方案。方案內容包括:焊接材料的選擇、焊接方法的選擇、焊接參數檢測、坡口形式等內容。另外在壓力容器焊接工藝編制時首先確定有無相應覆蓋的焊接工藝評定和受壓部焊縫焊接的焊工是否有焊接資格證。重要設備的焊接前,需要由焊接工藝人員到車間進行焊接工藝技術交底。
二、焊接材料控制分析
(一)選擇合適的焊接材料
焊接材料的選用需要按照焊接材料的力學性能與木材規定性能之間的關系進行科學、合理的選擇。這個原則就是,按照金屬的力學性能及焊接材料的性能不能低于母材規定的性能。比如,在壓力容器焊接時點固焊和厚板的第一道焊接任務要求較高,所以,在焊接時要選擇強度比較高的焊接材料。焊接材料的選擇不僅要考慮材料的性能,還需要考慮材料的結構、工藝剛度等特點。比如利用冷沖壓卷式焊接時,焊接接頭要有一定的可塑性;不銹鋼材料焊接時,焊縫要有與母體一樣的耐腐蝕性,在選擇時最好選用合金成分比較高的焊材。
(二)焊接材料的管理
在進行焊接材料的采購時,應注焊接材料是否符合國家及行業相關標準。制造單位要對焊接材料進行嚴格的檢查與控制,主要從材料的驗收、復查、入庫、保管、應用、回收等方面進行控制。另外制造廠在采購焊接材料時最好選用一個固定的生產廠家,因為就算是同一型號的焊條,生產廠家不同,性能也可能不同。焊材生產廠家必須持有質量保障書,證明其生產的焊材符合國家質量標準。焊材買回后要做好復驗工作,保證入庫材料的質量。
焊接材料入庫后,負責入庫管理的人員要按照材料的不同類別、型號等進行分門別類存放,同時要特別注意焊接材料的存放環境要符合國家相關規定的要求。焊接負責人要有一定的焊接材料管理相關的基本知識和管理注意事項,做好焊接物的保養工作,并定期對焊接物進行檢查,并且把檢查結果記錄下來。在檢查過程中一旦發現問題,要及時向上級領導匯報,以防焊接材料超期,引起焊接質量問題。焊接材料的領用原則是:“先入庫,先出庫”,同時要做好出庫量的控制,根據領料單,經庫管員核實后方可出庫。
三、焊接檢驗控制
(一)對焊接人員的控制
壓力容器在焊接前,首先檢查焊工的的資格證書,焊工必須有相關單位發放的資格證書方可施焊。另外,在工作過程中制造廠必須經常檢查焊工持證上崗情況。焊工在焊接時必須嚴格按照焊接工藝進行焊接;焊接工作完成后,有關人員需要在焊接好的容器上打上施焊焊工的鋼印,并作好記錄。最后還應特別注意焊接坡口、接頭裝備和清潔工作等,以便確保焊縫的性能。另外,經常組織焊工進行技術培訓,并加強考核,豐富焊工的理論知識,提高其專業技術和實際操作能力,建立焊工質量檔案,嚴格實施獎罰制度,提高焊工的工作積極性。
(二)施焊過程中的檢驗
在壓力容器焊接過程中,主要做好焊接工藝、技術標準、圖樣規定的方面的執行情況、圖樣規定等方面的控制,還有產品試板及焊接的外觀質量檢驗等。嚴格檢查焊接外觀,有利于分析和風險焊接的內部問題,所以焊工必須了解外觀檢查的要求和表變缺陷所產生的原因及解決措施,從而認真操作,提高焊接的質量。另外在焊接過程中還有一個重要檢驗因素--產品焊接試板,它是對產品焊接的主要材料、焊接工藝、焊工技能的綜合檢測。所以,要求產品試板與主體焊縫在材料、工藝上的一致,并由施焊該焊縫的焊工施焊,防止交接工作時產生誤差,影響焊接質量。
(三)焊接完成后的檢驗控制
壓力容器的焊接完成以后,需要對焊接質量檢驗進行最后一步的檢測。但是需要注意的是,不是所有的焊接材料都適用這種規律,比如具有裂紋傾向的強度比較高的鋼進行焊后復查時,時間把握在大約1天以后。檢驗的主要方式是:無損檢測和耐壓試驗兩種方式。所謂無損檢測,顧名思義就是在不損壞焊件的情況下,利用科學的方法,結合先進的講技術及設備,對試件的的各個部分進行的檢測。利用無損檢測的方式進行檢測時要注意設計要求的特殊部位,焊接時如果焊縫焊接不到位,首先需要焊材焊縫的兩端的長度進行檢查, 復修。如果檢測后仍有焊縫處仍然不合格,那么就需要對此焊接接頭進行全面的檢測。耐壓試驗檢測包括氣壓試驗和水壓試驗兩種方式,耐壓試驗主要檢測焊材受壓部件的強度和焊縫的致密性,耐壓試驗檢測一般在所有工作都做好之后進行的檢驗。耐壓試驗檢測也有一個統一的標準,在檢測時需要嚴格按照這個標準進行檢測。這個標準就是需要按照按《容規》和G B150-1998。
四、結語
壓力容器在生產制造過程中需要對人員、材料、工藝設備等各個方面的管理做好控制,這里提高焊接人員的專業技能水平,材料使用與管理,工藝檢測過程中的注意事項,特別注意對壓力容器焊縫的檢測。是壓力容器的焊接質量達到行業標準, 保證壓力容器產品的安全。
參考文獻:
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關鍵詞:壓力管道 , 安裝過程,控制
Abstract: with the rapid development of society, the modern market economy of the pressure piping installation to demand more and more. Pressure pipe installation, the entire building is an important part of the project, it USES technology also more and more complex, so the pressure of construction project piping installation process for effective control is particularly important. This paper first briefly analyzed the current architecture enterprise in control pressure pipe installation process existing problems, and then combining with these to the problems, and from piping installation technology, pipeline using materials, welding process, process inspection four aspects puts forward the pressure piping installation process control measures.
Keywords: pressure pipe, the installation process, control
中圖分類號:TG457.6文獻標識碼:A文章編號:
我國社會經濟的快速發展離不開建筑工程的支持,壓力管道安裝作為建筑工程中的重要組成部分,需要相關建筑單位加以特別關注與重視。壓力管道安裝控制具有系統性、復雜性的特征,這也是導致壓力管道安裝控制的問題及故障層出不窮的最根本原因。下面分析了建筑行業在控制壓力管道安裝過程方面存在的不足及相應的改進與完善措施。
當前壓力管道安裝控制存在的問題
1.參建人員素質不高
隨著科技的發展,當代壓力管道安裝對現代工藝的運用越來越多,所涉及的專業也越來越精細化。有的安裝人員不能達到相應的技術操作要求,在進行壓力管道安裝時沒有考慮到協調好其他技術環節。特別是那些具有一定工藝交叉環節的細節沒有協調好,整個安裝工程就會產生質量問題或安全隱患。現在高質量的工程建設需要專業的壓力管道安裝隊伍作為支持,而目前壓力管道安裝的專業參建人員還很少,不能滿足當代建筑工程壓力管道安裝人員的需求。加上項目管理人員管理能力差,綜合技術能力缺乏,對安裝工序銜接、交叉配合管理不到位,不能有效分配均衡好人力和物力,參建人員怠工的現象時有發生。
2.現場安裝控制存在的問題
在進行壓力管道安裝前,需要對安裝所用的設備、管件、配件、焊材焊絲等材料設備進行篩選管理,不合適的材料被安裝人員采用的現象時有發生。而對材料進行合理的選擇很重要,材料選擇的失誤可能會造成壓力管道的泄露等質量問題。在管道安裝現場的焊接方面,焊條管理不規范,焊材選用失誤(比如J507和R507,J422與J427),焊材烘烤不符合要求,或沒有烘烤直接使用,焊接工藝不合理,或實際焊接不按焊接工藝進行。在進行無損檢測時,比例控制不嚴、計算不正確、拍片口選擇不合理等。這些都會使壓力管道安裝存在質量問題和安全隱患。
二、完善壓力管道安裝過程控制的策略
1.安裝工藝控制方面
在進行壓力管道施工前,需要準備好安裝使用的材料、設備、施工圖紙、施工方案等。通過施工前的準備,可以保證安裝按照規定的施工要求順利實施。要實行技術交底方法,在壓力管道安裝前就安裝過程中涉及的標準、工藝、控制點、安全等對安裝人員進行交底,使安裝人員熟悉安裝工藝與要求,掌握好安裝過程中的重點和難點。對每個新入場的員工要進行相應的的壓力管道安裝操作技能指導和安全教育,使每個從業人員都能達到工作的規定要求。要實行持證上崗制度,杜絕無證員工進行壓力管道安裝工作。在安裝過程中,施工員、安全員、檢驗員等相關人員要時刻檢查和督促,及時解決問題,以保證安裝順利進行。推行事故責任制度,把壓力管道安裝工程的質量同安裝員工的自身利益結合起來,讓每位安裝人員更好的樹立起責任心,從源頭上防止完成安裝后出現質量安全問題。
2.安裝使用材料設備控制方面
管道材料質量和使用的設備對整體工程的質量產生直接影響,因而必須認真選擇,嚴格挑選。在材料方面要嚴把質量關,不論是甲方還是乙方采購的材料,質量證明書等資料要齊全,供貨單位必須經過考核,嚴禁從未經考核的單位購買材料。材料驗收要嚴格,確保其型號規格、質量等符合相關規范標準及設計說明書的要求。設備在使用前要檢查,確保其完好,嚴禁帶病操作。原材料和設備在使用中要按要求存放和標記,并做好記錄,以便隨時備查。同時,做好壓力管道安裝使用材料的時間控制管理,根據安裝進度計劃采購和使用,以免拖工程進度。壓力管道安裝材料的選用不但要考慮到材料的實用性和耐用性,還要考慮到使用的材料是否符合環保理念,是不是可以做到可持續發展。要推廣使用新材料,敢于采用新材料到安裝項目中來。
3.在焊接工藝控制方面
壓力管道的焊接要安排專業的焊接人員進行施焊。施焊人員要經過相關主管部門考核合格,取得特種作業人員操作資格證,持證有效項目要符合工程焊接需要。對于中斷焊接工作半年以上的、焊接內容同持有的項目不同的,需要重新進行培訓考核。對焊接工藝進行的評定,應當由試驗中心進行,并提交焊接評定報告。當焊接條件發生改變時,要采用新的焊接工藝評定標準,并能覆蓋安裝工程項目的需要。焊接工藝的主要控制內容有:母材性能、焊接證書、焊縫結構形式及大小、焊縫接頭允許的偏差、焊接電流電壓的選擇等等。對于出現的焊接缺陷問題,施焊人員或技術人員要分析并找出缺陷發生的原因,制定合理的解決措施,進行返修或補焊,由焊接責任師批準并實施。
4.提高員工技術水平,進行安裝檢查
員工的素質需要通過理論培訓和實踐操作來提高。壓力管道安裝單位要對自己的員工進行定期的教育培訓,提高員工的技術水平。在壓力管道安裝項目中采用“三檢制度”,即單位自查,項目抽查,監理盤查。“三檢制度”的執行,可以把安裝的質量問題消除于萌芽之中,做到防患于未然。進行壓力管道安裝時要嚴格按照標準與計劃執行,同時加大質量檢測力度,防止出現問題。與此同時,檢查工作要有全面性和針對性,實行內部檢查和外部檢查相結合。為了確保檢查的質量,檢查完成后需要由檢查人員親筆簽字確認。日常檢查時出現的安裝質量問題要及時盡早進行處理,避免因操作失誤而造成安裝項目返工。在現場進行具體安裝施工控制時需要根據驗收標準進行施工,不符合要求的不予通過驗收。
5. 安裝過程的檢驗試驗控制
在壓力管道安裝過程中,需要進行相應的檢驗試驗控制。理化檢驗人員要經過培訓上崗。無損檢測責任師要有相應的從業資格,進行壓力管道的無損檢測時,要制定工藝和工藝卡,并滿足產品要求。要有無損檢測記錄、報告控制,無損檢測方法、數量、比例、評定標準及不合格部位的復驗檢測方法、擴探數量、評定標準要符合規范及相應標準規定。管道的壓力試驗要由專業人員進行,并做好記錄合報告,不合格部位要進行分析返修,保證工程質量。試驗控制過程中,加大有關壓力管道的安全性、可靠性的試驗力度。整個試驗控制要求工作人員堅守崗位,隨時積極應對壓力管道試驗控制出現的狀況。
總結:
壓力管道安裝作為建筑項目的重要組成部分,在一定程度上關系著建筑工程整體的高效性和安全性。安裝過程控制要遵循安裝驗收標準,根據標準和規范要求施工。通過分析壓力管道安裝所產生的問題,查找問題的根源,然后從根本上解決問題并在以后施工時加以改進。要嚴格按照規范工藝流程進行壓力管道的安裝過程控制,選用正確的材料和設備,做好安裝過程中的檢驗檢測工作,提高整個隊伍的安裝工藝水平,使壓力管道發揮出應有的社會效益。
參考文件:
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【關鍵詞】天然氣工程項目質量;設計 ;標準應用
Application of natural gas engineering design standards
Hu Yan-lin,Hu Zi-xuan
【Abstract】The correct application of standards is the key to ensure the quality of engineering products. "Standard fight" phenomenon, should seriously analyze and judge the to combine the project belongs nature, be sure to be done correctly and reasonable application of national and industry standards. In this part of the standard application problem, emphasized want to carefully study the design of objects, the corresponding series of standards of care, put an end to the standard mix wrong with, proposed using the principles of the regulations and standards of the issued after the first use, first strict, reasonable aggregate actual the first, there is a conflict in the line marked with the line marked GB can be used.
【Key words】The quality of natural gas projects; Design; Standard applications
1. 前言
中國石油致力于在"十二五"期間進一步升級國家能源結構,到2020年,我國天然氣發展規劃目標預測產量將達到1800億至2200億立方米,在能源結構中的比例將由目前的4%上升到8%至12%。屆時,將進入天然氣生產大國行列。隨著西氣東輸一線、西氣東輸二線、中緬天然氣輸氣干線的貫通投產,沿線支線和管網工程建設步伐加快,下游天然氣市場迅速形成,將大規模帶動天然氣產業和相關行業蓬勃發展,全國各地天然氣工程項目建設將迅速鋪開。
要保證天然氣工程項目建設質量,必須先保證項目工程設計的質量,而正確應用標準規范又是保證工程設計產品質量的關鍵所在。在工程設計中,對某些設計內容國家標準和行業標準都同時提出了相關要求,這就是行業內俗稱的"標準打架"現象,在這種情況下設計人員應該認真分析判斷,仔細研究設計對象,掌握設計標準的對應系列,結合項目所屬性質,務必作到正確合理地應用國家及行業的標準規范。文中就部分標準應用問題,提出幾點個人管見以茲商榷。
2. 關于焊接工藝評定
目前焊接工藝評定國內標準有GB50236-2011《現場設備、工業管道焊接工程施工規范》、SY/T0452-2012《石油天然氣金屬管道焊接工藝評定》、SY/T4103-2006《鋼質管道焊接及驗收》和NB/T47014-2011《承壓設備用焊接工藝評定》。上述標準在焊接工藝評定中一同應用,受法律、經驗、業主和監檢等多方面因素影響,使得關于焊接工藝評定應遵循的標準、國家標準與行業標準之間的關系,以及行業標準與行業標準之間的關系等問題一直存有爭議。
GB50236適用于工程建設施工現場設備和工業金屬管道的焊接,不適用于施工現場組焊的鍋爐、壓力容器的焊接,不適合釬焊的焊接;所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金、工業純鈦、鎳及鎳合金等。
NB/T47014-2011是參照ASME Ⅸ最新版本編制的,只是根據國內實際情況做了修訂,覆蓋了原JB4708的內容,適用于鍋爐、壓力容器和壓力管道焊接的工藝評定,所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁、鈦、銅、鎳及其合金。
SY/T0452適用于石油天然氣工程建設中的金屬管道焊接的工藝的評定,所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等。
SY/T4103標準適用于使用碳鋼鋼管、低合金鋼鋼管及管件輸送原油、成品油及氣體燃料等介質的長輸管道、壓力站管網和泵站管網的安裝焊接的工藝評定,以及采用前述材質管道管件輸送前述油氣介質的其他集、分輸管網安裝焊接的工藝的評定,所針對的材料是流體、天然氣等輸送管道用鋼管。
由此可知,上述標準的適用范圍各有側重,使用的材料因適用范圍的不同也各有側重,設計者在應用上述標準時務必要仔細研究設計對象,搞清楚設計標準所對應系列,杜絕混用錯用。
在GB50236中只要求做焊接評定,未詳細交待如何做焊接評定、焊接過程各環節質量如何檢驗與驗收。因此,設計中針對焊接評定應要求按新的NB/T 47014-2011標準執行,焊接質量檢驗與驗收應按GB50683-2011《現場設備、工業管道焊接工程施工質量驗收規范》執行。
3. 關于無損檢測
由于天然氣工程設計中,部分工程項目性質及類別歸屬易混淆搭界,導致要求對焊縫做無損檢測時,幾個常用標準的應用也易產生混淆搭界。
3.1 GB50236-2011標準
GB50236-98版要求無損檢測按GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》(已過期,現行為GB /T3323-2005《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》)和GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》執行,修訂后的新版GB50236-2011則要求焊縫無損檢測執行JB4730《承壓設備無損檢測》標準。
GB /T3323主要參照歐洲標準EN1435《焊縫的無損檢驗.焊接接頭的放射性檢驗》修訂,適用于金屬材料板和管的熔化焊焊接接頭,涵蓋范圍較廣。
GB11345-89適用于母材厚度大于8mm的鐵素體類鋼,不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫和外徑小于159mm的鋼管對接焊縫,即使其他標準有規定引用,也只能在此范圍內。對于石油天然氣長輸、集輸及其站場多數鋼質管道壁厚小于8mm、外徑小于159mm的工程,設計則無法采用。
由于燃氣管道是非工業管道,最多是個公用管道,執行工業管道標準是不合適的;且JB4730標準比其他標準更嚴格,現場施工條件基本達不到,經實際驗證,按JB4730標準檢驗焊縫,焊接一次合格率可能會低于50%,這樣會造成嚴重的質量過剩,成本會大大提高。
因此,上述無損檢驗標準應用范圍側重于現場設備(鍋爐、壓力容器等)及其關聯的工業金屬管道,對石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質管道焊縫的檢測不合適。
3.2 CJJ33-2005標準
在CJJ33-2005《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》章節"5 埋地鋼管敷設"中,要求焊縫內部質量檢驗按GB/T12605-2008《無損檢測金屬管道熔化焊環向對接接頭射線照相檢測方法》和GB11345-89執行。
根據其章節5和章節11的內容描述,章節5涉及鋼質管道應屬于線路管道,某些項目的設計卻將GB/T12605和 GB11345-89用于燃氣線路兩端的站場內管道的焊縫檢驗,這是不妥的,如此采用與CJJ33第11章對場站管道焊縫檢驗要求相矛盾。
CJJ33在第11章"燃氣場站"中明確規定站內工藝管道的施工及驗收按SY0402(已作廢,現行為GB50540-2009《石油天然氣站內工藝管道工程施工規范》)執行,而GB50540中7.4.2條明確規定無損檢測采用SY/T4109標準。因此,設計文件中對燃氣站場內管道焊縫無損檢驗應按SY/T4109執行。
3.3 SY/T4109-2005標準
SY/T4109-2005《石油天然氣鋼質管道無損檢測》主要依據于API1104標準內容修訂,是在整合了SY /T4056-93、SY/T4065-93、SY/T0444-98、SY/T0443-98四個標準內容的基礎上于2005年的,明確適用于石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質管道焊縫的檢測。
SY/T4109標準在總則中明確表示"不適用于工業和公用管道的無損檢測"。本文認為,雖然站場工藝管道國家是按工業管道來管理的(也僅控制壓力容器安裝這一塊),但質檢總局明確規定,站場屬于長輸管道一部分,而且所有的標準也是依據長輸管道來制定的;長期以來,國內所有的長輸管道焊縫都是按SY/T4109實施檢測的,也沒有任何問題;SY/T4109是由API 1104轉化而來的,國外也是執行API 1104標準;工程項目中對SY/T4109的實際使用國家質檢總局對此也是承認的。從標準層面來說,國標GB50540是高于行標CJJ33的,這種情況是SY行標與CJJ行標出現沖突,則應當服從于GB標要求執行。
SY/T4109修訂的指導思想是滿足油氣長輸管道正向著大口徑、大壁厚、高鋼級及高壓力方向發展,與國外標準接軌,總結了我國石油天然氣企業在國內外長輸管道施工檢測的成功經驗,積極吸納國內外相關標準的長處修訂出版的。因此,SY/T4109針對性更強,更具科學性、先進性、簡單實用、可操作性強的特點。目前,SY/T4109正在重新修訂升級為GB標準,預計有望在2013年年內公布實施。
4. 關于燃氣線路的穿越
GB50028-2006《城鎮燃氣設計規范》中6.3.10條燃氣管道通過河流時,當條件許可、管道輸送壓力不大于0.4MPa時,可利用道路橋梁跨越河流(借橋外掛管或橋上人行道敷設通過)。
然而,按2011年7月1日起施行的國務院第593號令《公路安全保護條例》第二十二條 "禁止利用公路橋梁(含橋下空間)、公路隧道、涵洞堆放物品,搭建設施以及鋪設高壓電線和輸送易燃、易爆或者其他有毒有害氣體、液體的管道" 之規定,GB50028中6.3.10條關于燃氣管道借橋通過河流的方式已難以實施。因此,按國務院第593號令要求,不僅是燃氣管道,對所有工程項目的輸氣管道通過河流時,應結合勘察資料在大開挖、水平定向鉆、隧道穿越、管橋跨越等幾種方式中比選擇優選擇。
GB50028中6.3.10條內容與國務院第593號令第二十二條的沖突表明,設計者在應用原有標準時,還應關是否注滿足國家新法律法規的要求,這是設計深度的重要體現。
5. 關于鋼質燃氣管道材質選擇
在城鎮燃氣設計過程中,由于燃氣管道壓力級制大多比集輸和長輸線路管道壓力級制低,為了節約投資、利用庫存、縮短建設周期或便于采購等,設計單位往往應業主要求,多數情況下選擇20號鋼作為燃氣管道用材,這種選擇在壓力等級≤1.6MPa,管道線路經過區域為一、二級地區是可以的。但是,大多數燃氣管道進入的施工區域多為建筑和人口較密集的三、四級地區,且當壓力等級>1.6MPa時,這種情況下節約投資和縮短工期等則屬于次要問題,管道材質的選擇首要考慮的重點應是安全和環境保護問題。
雖然,城鎮燃氣管道輸送的天然氣氣質基本上都是達到了GB17820-2012《天然氣》標準一類氣質要求的商品氣,但鑒于輸送帶壓氣體介質壓力管道對環境安全危害性大于輸送帶壓液體介質的壓力管道。而20號鋼是按GB/T 8163《輸送流體用無縫鋼管》標準生產,檢驗標準較低,磷P、硫S等雜質成分含量較高,性能和質量低于L245鋼。
因此,在采用GB50028《城鎮燃氣設計規范》進行設計時,務必遵守標準要求區別對待。當設計壓力級制為次高壓(≤1.6MPa)及以下燃氣管道,可以選用20號材質鋼;當設計壓力級制為次高壓以上的高壓(1.6MPa
6. 結束語
(1)GB50236、NB/T47014、SY/T0452、SY/T4103四個標準根據其適用范圍的不同,在使用材料上各有側重。我國長輸管道線路工程建設一般按照SY/T 4103標準來進行焊接工藝評定,而壓力站、泵站管網則按照SY/T 0452或JB 4708標準進行焊接工藝評定。
(2)在一個規范里面已經規定了的,就不用其他規范;現在對焊縫實際是驗、評分開的,要選擇適合設計內容(項目范圍、材質、焊接工藝、方法、焊條、尺寸等)的對應標準。GB50236規定要做焊接評定,其工藝評定按NB/T47014執行,焊接質量檢驗與驗收按GB50683執行,這也算一個"設計系列"。 設計者要仔細研究設計對象,一個設計中應基本統一設計標準的對應系列。
(3)NB/T47014-2011比之原JB4708有較大變更,因此,原按JB4708進行的焊接工藝評定項目需要進行系統整理;依據國質檢特函〔2011〕102號文件,新的焊接工藝評定項目均應按NB/T47014進行。而不能繼續使用的原評定項目,應根據不同情況按NB/T47014 規定進行補充試驗及轉換工作等,這是從事專業技術管理工作的一項重要而具有時限規定的任務。
(4)一個具體工藝設計只能采用一套參數。如果混用,就要研究參數的依據了。例如:石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質管道焊縫的無損檢測檢測按照規范SY/T 4109-2005《 石油天然氣鋼質管道無損檢測》執行,超聲波探傷、射線探傷等級均為Ⅱ級合格。探傷比例則參照地區等級,穿跨越等重要地段確定檢驗比例。
(5)JB4730《承壓設備無損檢測》是篇結合的標準,任何一個焊接都可以依據,具有通用性,適用范圍廣,評價體系完善,評價標準也最為嚴格的;同時,它也兼容50235、50236的具體要求,50236提出要以它為依據也是基于此。因此,對于CNG、LNG站場,則超聲波探傷、射線探傷均按照規范JB4730執行就沒有問題了。
(6)對法律法規和標準的采用原則是后頒發的先用,嚴格的先用、合理合實際的先用、行標與行標有沖突時可采用國標。設計者在應用原有標準和關注國標、行標更新替換的同時,還應關注是否滿足國家其他新法律法規的要求,這是設計深度的重要體現。
(7)設計過程中,對線路管道用材質的選擇,除應滿足業主要求并嚴格遵循有關標準規范外,還須考慮在滿足管道輸配系統運行功能和工藝要求前提下,管道所經過的沿線區域的安全和環境保護具有可靠保障。
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【關鍵詞】壓力容器 生產質量 質量控制
在我國壓力容器生產過程中,常常會出現一些問題,壓力容器制造還具有一定的危險性,所以在壓力容器生產過程中需要加強制造工藝管理,而且要加強壓力容器質量控制,如果壓力容器存在質量問題,那么日后產生的后果可能會更加嚴重。在壓力容器制造過程中存在的問題主要表現為壓力容器變形,導致壓力容器變形的因素也比較多。因此,在壓力容器生產過程中要想提高生產質量就要采取有效措施。
一、壓力容器簡介
壓力容器是一種特殊的物件,它在人們生活中的應用也比較廣泛,而且壓力容器屬于精密儀器。所以壓力容器制作是一件非常嚴謹的事情,壓力容器的制作工序主要包含原材料驗收、劃線工序、切割工序、除銹、機加工,再接下來是滾制工序、組對工序、焊接過程、無損檢測等等。每一道工序都會影響壓力容器的制造質量,所以一定要控制好每一個制造環節。
另外,壓力容器可以根據使用情況、制造情況分為很多種類,比如說壓力容器可以按承受壓力的等級分為低壓容器、高壓容器、中壓容器和超高壓容器;壓力容器還可以根據盛裝介質分為無毒和有毒、易燃和非易燃等;而且可以根據壓力容器工藝過程中的作用分為反應容器、換熱容器以及分離容器等。生活中常用的壓力容器主要有合成塔、蒸煮鍋、加熱器、消毒鍋、烘缸、電熱蒸汽發生器、分離器、吸收塔等等。
二、壓力容器制造中常見的問題
雖然壓力容器在生活中很常見,但是壓力容器的制造過程是很麻煩的,而且通常會產生很多問題,甚至還會產生危險性問題。在壓力容器制造過程中常發生的問題主要有以下方面:第一,壓力容器制造過程中通常會發生應力變形問題。應力變形主要發生在短筒節下料的時候,短筒端口的火焰在切割時容易發生變形。而且在成型封頭火焰凈料切割的時候,會發生端口收縮的現象,收縮后的端口口徑就不能滿足尺寸要求;第二,壓力容器在制作過程中會發生加工失穩變形問題,失穩變形一般發生在成型的封頭或者筒節上,這是因為開孔區及附近區域的穩定性降低,而最終導致殼體局部或者部件的變形。因此,一定要盡量避免在封頭或筒節附近開大孔;第三,壓力容器在制作過程中還會出現焊接變形問題,壓力容器制作過程中的焊接是有一定要求的,通常會規定焊接方法、焊條種類和直徑以及其它焊接工藝參數,只不過在實際制作過程中做到完全按照操作工藝進行是很難的,所以在壓力容器制作過程中發生焊接變形是很難避免的;第四,壓力容器制作過程中還存在加工誤差變形問題,而加工誤差變形又分為兩種。其一是下料誤差變形,很多時候可能因為下料不準導致成型后的部件不符合制定標準;其二是成型誤差變形,有些時候壓力容器的某些部件會在加工成型中出現變形問題,這可能是因為操作不當或者模具有問題。總之,在壓力容器制作過程中存在的問題還是很多的,所以一定要采取相應措施來提高壓力容器的制作質量。
三、壓力容器質量控制措施
(一)加強圖樣審查工作
圖樣是壓力容器制作的參照,所以說圖樣的質量直接決定了壓力容器的質量,為了提高壓力容器的制作質量就需要加強圖樣管理和審查工作。正常情況下,壓力容器設計總圖上都會附有設計單位的印章,如果設計圖上沒有這樣的印章就不能予以采用。而且設計許可印章失效的設計圖也是不能采用的,同時蓋有竣工章的設計圖紙也不能再使用;另外,有關單位還要對設計圖選定的無損檢測方法、合格級別以及檢測比例進行審查,確定圖樣設計是否符合國家規定。圖樣審查工作必須要嚴格,在審查過程中注意每一個需要審查的參數,必須確保所有的參數都符合相關規定,只有這樣才能保證壓力容器制作質量。
(二)加強焊接控制
要想保證壓力容器制作質量,還需要加強焊接控制。加強焊接控制需要做好以下方面的工作:首先,在壓力容器焊接過程中要注意選好焊接材料,要想保證能夠選擇好的焊接材料就需要加強焊接材料的驗收工作,而且還要做好焊接材料的爆管工作;其次,做好焊接工藝評定工作,在焊接工藝評定過程中要注意首次使用的國外鋼材需要評定,而且要在實施其它工藝后重新評定;再次,做好焊縫返修控制,焊縫返修是一個比較嚴肅的過程,使用要編制返修工藝,而且需要做好返修現場記錄,返修后的部件要繼續做相關的檢測;最后,焊接質量必須依靠焊接現場監督檢查工作,通常情況下需要對焊工進行資格審查,主要目的是要了解焊工資格是否達到相關規定,同時還要對現場的焊接設備進行檢查,如果設備存在使用問題必須馬上處理,最為關鍵的是要監督現場焊接工藝。
(三)加強無損檢測控制
可以說無損檢測工作貫穿于壓力容器制作的整個過程,所以無損檢測工作對于壓力容器制作的意義就不言而喻了。無損檢測工作主要涉及了檢測方法、檢測比例、評定標準以及合格級別,無損檢測要求要適中,因為要求過高會產生大量的返修,而要求過低可能會埋下事故隱患。在無損檢測過程中需要注意以下問題,即在開孔中心附近必須進行全面的無損檢測;對那些先拼焊后形成封頭的部位要進行全面的無損檢測,還有那些被強圈、墊板以及內件所覆蓋的部位也要進行全面的無損檢測;而且對管板以及拼接焊縫要進行全面無損檢測,膨脹節的對接焊縫也要進行全面無損檢測;對于做氣壓試驗的壓力容器也要進行全面無損檢測;無損檢測工作必須由那些有相應資格的人員操作,而且要嚴格按照相應的制度進行。
四、結語
總而言之,壓力容器在生活中發揮了很多不可替代的作用,但是它的制作工藝比較復雜,這可能對壓力容器制作提出了很高的要求。即便如此也要不斷地提高壓力容器的制作質量,如果壓力容器的質量得不到保證,就可能產生很嚴重的后果,所以壓力容器制作單位要想法設法地提高壓力容器質量。
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關鍵詞:Q370qE、沖擊韌性、低溫環境、焊接技術
Abstract: this article with the Q370qE bridge with the structure steel plate for example mainly introduces-15 ℃ low environmental temperature with structural steel bridge welding method, the welding process, welding parameters, the points for attention and the control measures of construction technology.
Key words: Q370qE, impact toughness, low temperature environment, welding technology
中圖分類號:P755.1文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
目前鋼結構行業的冬季施工已不可避免,焊接作業環境對鋼結構的焊接質量影響很大,負溫下的焊接技術是冬季焊接質量保證的關鍵。特別是如何提高低溫下高強度橋梁用鋼板焊縫沖擊韌性是各鋼結構生產企業攻關的難題,本文重點以Q370qE鋼板為例就-15℃低環境溫度下保證高強度鋼板焊縫沖擊韌性的焊接工藝進行闡述,詳細介紹低溫施焊的焊接方法、焊接工藝流程、焊接參數、注意事項、控制措施等內容,以期為同類焊接作業提供參考。
2Q370qE的性能要求
《橋梁用結構鋼》GB/T714-2000要求,Q370qE鋼板須在正火條件下交貨,鋼板實物在-40℃試驗溫度時板厚≤24mm不低于100J,板厚≥24mm不低于120J,焊縫-40℃沖擊值不小于41J,焊縫其余機械性能不低于母材,Q370qE鋼材的化學成分及機械性能要求如下:
3工藝流程及操作要點
3.1工藝流程
焊材選備 焊縫清理焊前準備焊接作業及過程控制 焊后保護。
3.2操作要點
3.2.1焊材選備
通過對Q370qE鋼材化學成分及機械性能分析,根據焊材須與母材匹配以確保力學性能的原則,同時考慮焊材中Ni元素的含量對焊縫的沖擊功有較大的影響,經過多次試驗反復比選,CO2氣體保護焊采用Supercored71H藥芯焊絲,CO2氣體純度達到99.8%以上,埋弧焊采用H08Mn2E焊絲+SJ101q焊劑的組合。
3.2.2焊縫清理
焊接前需對接口的鈍邊、坡口進行銑制,控制好對接間隙,采用砂輪機對焊縫及其周邊100mm以內的鐵銹、油污、夾渣、夾碳等進行清理。
3.2.3焊前準備
焊接前需對焊縫兩側150mm區域內試件金屬進行預熱,用紅外測溫儀進行測控,預熱溫度在100―150℃;埋弧焊接時需對SJ101q燒結型焊劑進行烘干,烘干溫度350℃,保溫2小時;將初始焊接電流、電壓、焊接速度等參數輸入相應的焊接設備,空載運行焊接軌道,檢查運行過程的準確性,在焊縫兩側增加80mm的引弧、熄弧板,便于焊接參數的調節和穩定;根據不同的構件形式制作適合的防護棚,采用簡易加熱設備使其內部升溫,將焊后保溫材料就近放置,提高后續操作的連續性,同時做好焊接前其他準備。
3.2.4焊接作業及過程控制
焊接過程中必須嚴格控制好焊接參數,因焊接層數的不同焊接參數也有相應的變化;車間內CO2氣體保護焊焊接電流為220―260A,焊接電壓為29―31V,焊接速度為15m/h,層間溫度為140―150℃;埋弧焊接時焊接電流580―620A,焊接電壓為28―30V,焊接速度為22m/h,層間溫度為140―170℃;焊接過程中用寬300mm 厚100mm的保溫棉對焊縫進行保溫,在焊縫兩側100mm處始終安置100mm寬的陶瓷電加熱片,功率7kw,加熱的恒溫為120℃,以降低焊縫的冷卻速度。車間外CO2氣體保護焊焊接電流為220―260A,焊接電壓為29―31V,焊接速度為15m/h,層間溫度為140―150;埋弧焊接時焊接電流580―620A,焊接電壓為28―30V,焊接速度為22m/h,層間溫度為140―160℃。車間外低溫焊接作業時,焊接過程中用陶瓷加熱片持續對母材進行加熱,利用保溫棉在焊接過程中及焊后對焊縫進行覆蓋保溫;利用紅外測溫儀對焊縫周邊100mm內鋼材溫度進行適時監控;同時做好焊道校對、背面清根、焊接參數調節及焊渣清理工作。
車間內CO2保護焊焊接記錄
焊前坡口簡圖 焊接熔敷簡圖
圖1
圖2
試件編號 DG2 焊接方法 藥芯焊絲CO2氣保焊
焊接位置 平位焊接 焊接設備 KR II 500
環境溫度 -15 ℃ 焊接材料 Supercord 71H(Φ1.2)
環境濕度 30% 焊前預熱 140―150℃
焊道 道間溫度(℃) 電流(A) 電壓(V) 焊速(m/h) CO2氣流量(L/min)
1 ―― 220 29 15 15―20
2 140 240 30 15 15―20
3 140 240 30 15 15―20
4 150 250 30 15 15―20
5 150 260 31 15 15―20
6 150 260 31 15 15―20
備注:焊前打磨坡口及清除周圍油污;清除層間夾渣,夾碳;背面進行氣刨清根及打磨坡口。
車間內埋弧焊焊接記錄
焊前坡口簡圖 焊接熔敷簡圖
圖1
圖2
試件編號 DG1 焊接方法 埋弧電弧焊
焊接位置 平位焊接 焊接設備 MZ-1250
環境溫度 -15 ℃ 焊接材料 H08Mn2E(φ4)+SJ101q
環境濕度 30% 焊前預熱 140―150℃
焊道 道間溫度(℃) 電流(A) 電壓(V) 焊速(m/h) CO2氣流量(L/min)
1 ― 580 28 22 ―
2 140 600 29 22 ―
3 140 620 30 22 ―
4 150 580 28 22 ―
5 170 600 29 22 ―
6 160 600 30 22 ―
7 150 620 30 22 ―
備注:焊前打磨坡口及清除周圍油污;清除層間夾渣,夾碳;背面進行氣刨清根及打磨坡口;焊劑經過350℃烘干,保溫2小時。
車間外CO2保護焊焊接記錄
焊前坡口簡圖 焊接熔敷簡圖
圖1
圖2
試件編號 DG3 焊接方法 藥芯焊絲CO2氣保焊
焊接位置 平位焊接 焊接設備 KR II 500
環境溫度 -15 ℃ 焊接材料 Supercord 71H(Φ1.2)
環境濕度 30% 焊前預熱 140―150℃
焊道 道間溫度(℃) 電流(A) 電壓(V) 焊速(m/h) CO2氣流量(L/min)
1 ―― 220 29 15 15―20
2 140 240 30 15 15―20
3 140 250 30 15 15―20
4 150 260 30 15 15―20
5 150 260 31 15 15―20
6 150 260 31 15 15―20
備注:焊前打磨坡口及清除周圍油污;清除層間夾渣,夾碳;背面進行氣刨清根及打磨坡口。
車間外埋弧焊焊接記錄
焊前坡口簡圖 焊接熔敷簡圖
圖1
圖2
試件編號 DG4 焊接方法 埋弧電弧焊
焊接位置 平位焊接 焊接設備 MZ-1250
環境溫度 -15 ℃ 焊接材料 H08Mn2E(φ4)+SJ101q
環境濕度 30% 焊前預熱 140―150℃
焊道 道間溫度(℃) 電流(A) 電壓(V) 焊速(m/h) CO2氣流量(L/min)
1 ― 580 28 22 ―
2 140 600 29 22 ―
3~7 140 600 30 22 ―
4 150 580 28 22 ―
5 140 600 29 22 ―
6 150 600 30 22 ―
7 160 620 30 22 ―
備注:焊前打磨坡口及清除周圍油污;清除層間夾渣,夾碳;背面進行氣刨清根及打磨坡口;焊劑經過350℃烘干,保溫2小時。
3.2.5焊后保護
車間內焊接完成后利用上述方法使焊縫緩慢冷卻至150℃左右時,為保證工序間的銜接,提高生產效率,可將構件轉移至保溫棚內繼續保溫,以防止焊縫冷裂紋及冷脆現象的出現,保溫棚采用電加熱等設備進行供熱,溫度保持在12℃左右,待焊縫金屬降至棚內溫度后,方可轉入下道工序;車間外焊縫根據現場實際設置局部保溫棚,使棚內的溫度達到規范要求的環境溫度,在保溫棚內利用保溫棉持續覆蓋保溫至棚內溫度(15℃)后方可移走保溫棚進行下道工序。
5成果驗證
在-15℃低環境溫度下,我們對Q370qE鋼板按上述的焊接方法、焊接參數、保溫加熱措施進行車間內外CO2氣保焊和埋弧焊試板制備,對產品試板分別進行拉伸、彎曲、沖擊及接頭硬度試驗,均符合規范要求,數據如下:
車間內CO2氣保焊力學性能試驗結果
試驗項目 試驗結果 評定標準 結果評定
拉伸試驗 性能指標 ReL(Mpa) Rm(Mpa) A() ReL≥355Mpa
Rm≥510Mpa
A≥20% 合格
接頭拉伸 405 545 ―
焊縫拉伸 440 512 21.0
沖擊試驗 -40℃Akv(J) -40℃Akv
≥41J 合格
焊縫金屬 熱影響區(線外1mm)
124:92:132 135:109:144
側彎試驗 d=3a α=180°完好 接頭完好 合格
接頭硬度(HV10) 焊縫 熱影響區 母材 最高硬度 HV10≤350 合格
185 179 176 185
車間內埋弧焊力學性能試驗結果
試驗項目 試驗結果 評定標準 結果評定
拉伸試驗 性能指標 ReL(Mpa) Rm(Mpa) A() ReL≥355Mpa
Rm≥510Mpa
A≥20% 合格
接頭拉伸 405 545 ―
焊縫拉伸 470 570 20.0
沖擊試驗 -40℃Akv(J) -40℃Akv
≥41J 合格
焊縫金屬 熱影響區(線外1mm)
89:102:95 96:156:105
側彎試驗 d=3a α=180°完好 接頭完好 合格
接頭硬度(HV10) 焊縫 熱影響區 母材 最高硬度 HV10≤350 合格
180 175 165 180
車間外CO2氣保焊力學性能試驗結果
試驗項目 試驗結果 評定標準 結果評定
拉伸試驗 性能指標 ReL(Mpa) Rm(Mpa) A() ReL≥355Mpa
Rm≥510Mpa
A≥20% 合格
接頭拉伸 430 540 ―
焊縫拉伸 445 510 21.0
沖擊試驗 -40℃Akv(J) -40℃Akv
≥41J 合格
焊縫金屬 熱影響區(線外1mm)
120:95:136 133:101:145
側彎試驗 d=3a α=180°完好 接頭完好 合格
接頭硬度(HV10) 焊縫 熱影響區 母材 最高硬度 HV10≤350 合格
170 168 180 180
車間外埋弧焊力學性能試驗結果
試驗項目 試驗結果 評定標準 結果評定
拉伸試驗 性能指標 ReL(Mpa) Rm(Mpa) A() ReL≥355Mpa
Rm≥510Mpa
A≥20% 合格
接頭拉伸 407 540 ―
焊縫拉伸 475 578 20.0
沖擊試驗 -40℃Akv(J) -40℃Akv
≥41J 合格
焊縫金屬 熱影響區(線外1mm)
90:112:97 98:146:115
側彎試驗 d=3a α=180°完好 接頭完好 合格
接頭硬度(HV10) 焊縫 熱影響區 母材 最高硬度 HV10≤350 合格
185 170 170 185
6結語
此施工技術適用于低碳鋼、低合金結構鋼和高強度橋梁用結構鋼在溫度為5℃至-15℃環境中的焊接作業,可應用于門式鋼架、鋼桁架、鋼網架、鋼箱梁、鋼桁梁、鋼管拱等輕重結構的冬季施焊作業中,通過對車間內外CO2氣體保護焊、埋弧焊分別對焊材的選配、焊前預熱、焊后保溫、焊接參數等進行闡述,施工工藝簡單,安全性高,經濟實用性強,具有一定的參考價值。
7參考文獻
1)GB-T 714-2000 《橋梁用結構鋼》
2)TB 10212-2009 《鐵路鋼橋制造規范》
3)GB-T 2654-2008《焊接接頭硬度試驗方法》
4)GB-T 2653-2008《焊接接頭彎曲試驗方法》
5)GB-T 2652-2008《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法》
6)GB-T 2651-2008《焊接接頭拉伸試驗方法》
7)GB-T 2650-2008《焊接接頭沖擊試驗方法》
關鍵詞:鋼管混凝土;配合比;泵送;施工質量控制
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
一、施工方法對比
目前常見的鋼管混凝土施工方法有頂升法、高拋自密實法及人工振搗法。頂升法是利用泵送的壓力將混凝土由底到頂注入鋼管,由混凝土自重及泵送壓力使混凝土達到密實的狀態,施工效率高,質量可靠,適用于小直徑、澆筑高度不大的鋼管混凝土;高拋自密實法是通過一定的拋落高度,充分利用混凝土墜落時的動能及混凝土自身的優異性能達到振實的效果,工作效率相對頂升法較低,但高于人工振搗法,且在近距離拋落時雖無法滿足高拋需要,但輔助振搗,可以保證混凝土質量,適用于節點處無隔板的垂直管;人工振搗法是利用人工和振搗器械對混凝土實施振搗,以達到密實的效果,適用范圍廣,尤其適用于復雜節點,鋼管直徑較大且具備通風條件時,可進入鋼管內振搗,否則,只有通過機械式的振動棒伸入鋼管內部方能實現對混凝土的振搗。通常根據工程實際,采用自密實微膨脹混凝土,并綜合采用以上三種方法,達到工程效果。
二、鋼管混凝土施工
1、施工準備
進行混凝土配合比優化設計,按照施工方案的要求對混凝土配合比進行試配設計是施工準備的第一個步驟,項目部試驗室多次試配試拌,最后確定選用的外加劑為南京JM-Ⅱ高效減水劑和南京JM-HF膨脹劑,用此減水劑和膨脹劑配合施工方案中確定的其它材料,要能基本滿足施工方案提出的要求。用此配合比試拌制做的試塊的7天強度均已超過45.0Mpa,28天強度全部超過52Mpa,可以確定此配合比混凝土已可保證其C45的設計強度等級。故最終決定的配合比數據為(C45,每立方米混凝土用量(單位:kg)):水泥:砂:碎石:水:南京JM-Ⅱ減水劑:南京JM-HF膨脹劑:=436:738:1106:170:3.052:21.8(kg/m3)。(材料說明:航天牌P.O42.5水泥,細度模數2.7的白河砂,5-20mm連續級配的蒲山碎石,南京JM-Ⅱ減水劑,南京JM-HF膨脹劑。)
2、施工現場準備
為了保證混凝土泵送施工的順利進行,施工現場必須做好充分的準備,準備的內容大致有以下幾個方面:
2.1泵送管道的安裝
在施工方案確定的位置焊接泵送管道,為了減小泵送壓力,泵送管與拱形鋼管側壁必須成45度角進行焊接,焊接前應事先在鋼管側壁選定的開口位置進行開口,開口處事先應畫好形狀與尺寸,保證與泵送管焊接時尺寸相符、密封良好。
2.2泵送管道上閥門的設置
本方案確定使用閥板式閥門,閥板洞口的尺寸應不小于泵送管道的內徑,以避免增加泵送壓力。加工閥板時兩面應平整并涂以黃油以保證閥門處的密封。
2.3排氣口的設置
排氣口的位置位于拱頂正上方,直徑85mm,在排氣口處焊接一直徑85mm的鋼管(狀如煙囪),在排出浮漿層后可保證排氣口處混凝土的密實度。
2.4混凝土泵的準備
為了防止混凝土泵在施工時出現機械故障,監里單位和施工單位研究決定準備了3臺能力相同的混凝土泵,其中一臺為備用泵,以應付意外情況的發生。
2.5攪拌站生產準備
攪拌站除了提前備齊所有的生產原材料外,攪拌設備也提前做了檢查。考慮到連續泵送,應備足混凝土運輸車,確保泵送時是連續泵送。試驗室人員應對生產過程進行全程監控,并派人到施工現場全程監控并隨時反饋現場情況。
3、混凝土的施工
在確認完成了以上所有的施工準備后,開始進行最后的混凝土泵送施工工作。在混凝土泵灌前要先壓入清水清洗鋼管,潤澤內壁,然后先泵入水泥漿,再連續泵入混凝土,減少了泵送過程混凝土與管壁之間的摩擦力,生產進行得非常順利,混凝土從攪拌站運出到入泵(時間約25分鐘)坍落度幾乎沒有損失,剛開始泵送壓強顯示只有4MPa左右,泵送過程非常輕松,現場施工員對兩臺混凝土泵的泵送量進行監控,以確保兩臺混凝土泵的泵送速度大致一樣,大約1小時5分鐘后拱頂的排氣孔“煙囪”開始冒出水泥漿,此時泵送壓強是6.0Mpa左右,泵送并不吃力,可見在施工方案中對泵送壓強的計算是基本符合實際情況的。在排氣口冒出正常的混凝土后(觀察混凝土中石子的含量),可得知混凝土拌合物已正常,從準備到施工完畢用了1.5小時,整個施工過程進行得非常順利。
三、質量控制要點
在鋼管混凝土拱橋中,鋼管拱肋起著至關重要的作用,它的質量可靠與否,決定著橋梁施工的成敗,作為監理工程師,在施工監理中,從以下幾個方面做好質量控制工作:
1、鋼管的質量及拱肋制作準備工作
1.1鋼管的質量控制
嚴格控制鋼管母材質量。對母材要按批抽樣進行物理、化學及焊接試驗,符合要求者方可同意在工程中使用
嚴抓焊接工藝。鋼結構中,焊接連接是主要連接方式,必須保證拱管質量。對上崗操作人員進行培訓和考核,焊工必須具備壓力容器結構焊接的資格,焊接施焊部位與考試合格證項目相符。所有焊縫必須進行外觀檢查,不得有裂紋、未熔合、夾渣及未填滿弧坑等缺陷,檢驗結果符合《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041-2000)要求。
嚴把鋼管驗收質量關。對鋼管進行拱肋加工前,應先進行驗收。驗收時應具備下述資料:鋼材的質量證明書及抽樣檢驗報告、焊接質量證明書和烘焙記錄、涂料材料質量證明書、焊接工藝評定報告、焊縫質量外觀檢測報告、內部探傷報告、鋼管構件加工施工圖、鋼管構件幾何尺寸檢驗報、按工藝檢驗所發現的缺陷及處理方法記錄、鋼管構件出廠產品合格證和質量證明書。
1.2鋼管拱肋制作準備工作控制
鋼管拱肋制作準備工作控制包含工藝裝備設計、編制鋼管結構制作工藝技術文件以及制定焊接工藝和焊接質量管理細則三部分控制。
藝裝備設計:鋼管拱肋加工制作前,根據結構設計及安裝的要求,結合鋼管結構特點,完成放樣和試裝平臺、專用胎型、樣板等工藝裝備設計,以保證質量、縮短工期、降低成本為原則,達到結構簡單、安全可靠、機動靈活、一胎多用和精度易控制的效果。
鋼管結構制作工藝:鋼管拱肋加工制作前,根據設計圖紙的要求及制作條件繪制詳圖,編制制作工藝,確定工廠制作與現場制作的內容。
制定詳細的焊接工藝及焊接質量管理細則:內容主要包括焊接方法的確定、焊接材料的使用及焊接工藝參數和焊接順序的確定。
1.3鋼管拱肋的制作質量控制
經監理工程師檢驗合格的卷制鋼管和購置鋼管以及其他材料,方可進入工裝現場。鋼管進行拱肋加工前,必須進行除銹處理。對管內填充混凝土的鋼管,管內可進行簡單除銹,管外進行除銹與防護。
鋼管拱肋的拼裝之前必須進行嚴格的放樣,在組拼中為減少空中對焊精確對位的工作量和工作難度,預拼成形的安裝節段作對接口的地面預接和必要的技術處理,在吊裝中根據起吊能力及拱肋剛度盡量增大吊裝拱節長度,減少吊裝次數。安裝時鋼管對接環縫要求采用自動焊、全熔透,焊縫質量嚴格進行拍片檢測。
嚴格按照《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80-2004)的要求對鋼管混凝土拱橋鋼管骨架進行質量驗收。
結束語
目前,鋼管混凝土應用技術尚不夠完善,質量缺陷的檢測手段有限,檢測覆蓋范圍小,對缺陷的處理也比較困難,因此,必須加強鋼管混凝土的施工及質量的管理。
參考文獻
【關鍵詞】鍋爐制造 焊接質量控制 無損檢測
鍋爐長期運行在高溫、高壓等惡劣環境下,如果發生安全事故后果極其嚴重。目前,我國對鍋爐的需求量越來越大,鍋爐制造也就隨之越來越重要,技術上要不斷創新來滿足新的需求。鍋爐制造的安全也廣受關注,這關系到國家財產以及人民的安全。
雖然我國鍋爐生產單位很多,但是大多數單位的生產能力較低,很難形成規模化生產,產品質量、勞動生產率難以提高。應該嚴格控制鍋爐制造過程中涉及到的關鍵工序,防止不合格產品流入下道工序,杜絕不合格產品出廠,保證產品質量。
一、設計與生產方面
鍋爐產品的設計文件,需經國家質檢總局核準的鑒定機構進行鑒定。目前我國相關的標準制訂與修訂工作滯后產品發展的需要,老舊圖紙仍在使用。國家和行業在鍋爐設計方面資金投入極少。由于設計開發得不到資金支持,鍋爐生產單位技術力量薄弱,總是停留在過去的設計水平,使得鍋爐產品落后,鍋爐投入使用后,由于效率低,對資源造成了極大的浪費。
有的生產單位憑借經驗,不按圖紙制造,隨意性很大,制造的鍋爐存在較大安全隱患。設計文件變更時,車間仍按原設計文件進行制造,盡管無質量隱患,但降低了鍋爐效率和產品的安全性能。鍋爐制造過程中,如排污管座、水位表管座、壓力管座等材料代用情況非常多,有的材料多次代用使用。
對此,生產單位應該加強相關人員的培訓與管理,加強設計創新。設計與生產部門要加強溝通,確保鍋爐的生產嚴格按照設計要求,工藝流程和操作規則進行,保證工藝流程合理。鍋爐生產單位要設立專職檢驗人員,建立完善的專檢、互檢、自檢三者相互結合的制度,嚴格檢驗主要的生產工序,按相應法律法規要求設立檢查點、控制點和停止點,保障鍋爐的制造質量。
二、材料方面
按設計及標準要求,材質的選擇十分重要,要選擇防磨,遇高溫穩定和防腐等可焊的金屬材料。材料方面是鍋爐生產單位的薄弱環節。
材料入庫,擺放混亂;材料隨意入庫擺放,易造成材料誤用;材料標記移植不及時,甚至漏做標記移植,一旦用錯材料,將造成極為嚴重的后果,造成巨大的損失。
焊材庫管理不到位,焊材庫管理員身兼多職,有的焊材庫管理甚至沒有管理人員。焊工在未進行任何登記自己領取焊材,導致焊材領用回收失控,有的焊材領出一周后仍在車間內存放和使用。生產單位外協外購件控制不到位,有的甚至沒有產品合格證。
對此,應該嚴格按照材料入庫管理程序,對入廠材料要嚴格按照法規、標準進行檢驗。材料入庫要分待檢區、合格區、不合格區,并且嚴格執行標記移植。
對焊材庫要加強管理,由專人管理,責任到人,嚴格控制庫房溫濕度,嚴格執行焊材的保存、發放、領用、回收制度。對于外購外協件要做到逐件檢查,杜絕不合格產品進廠。
三、焊接質量控制
焊接問題比較復雜,對于焊接人員的技術要求十分高,焊接質量的好壞影響到鍋爐的的使用性,安全性和使用年限。如果焊接質量不好有缺陷,極易發生安全事故。焊接過程中經常存在以下問題:焊接人員無證操作,或者操作項目未覆蓋產品;焊接現場焊條、焊絲隨意存放,焊材領用后未放入保溫桶;焊接接口清理不到位;部分焊接項目缺少焊接工藝評定。
以上問題主要是人員管理方面造成的,首先生產單位管理人員要做到管理到位,加強檢查及時制止不規范的行為,采取有效的控制措施。焊接人員要嚴格按照焊接工藝卡和相關技術要求進行操作。
四、無損檢測方面
無損檢測在鍋爐制造中是保證質量的重要手段,鍋爐生產中常用射線和超聲波進行無損檢測,其主要目的是檢查焊縫內部和表面的缺陷。探傷評定是質量評定的重要手段,無損探傷的工作質量及其檢驗可靠性的控制主要包括對探傷人員操作技能的鑒定和探傷工藝的控制。在無損檢測方面主要存在以下問題:
無損檢測人員無證操作,或者檢測項目未覆蓋;檢測工作已經完成,但是整理底片和出具報告不及時或是嚴重滯后;檢測比例和探傷評定標準不符合要求。對于無損檢測問題,除了要求生產單位加強管理,檢驗人員應提高檢測質量的可靠性,如果發現問題及時處理采取相應的預防措施避免類次問題的再次發生。
五、結束語
我們在鍋爐的制造過程中應重視以上問題,對于鍋爐制造中以及使用中容易出現的問題,要及時總結并制定相應的預防措施,加強焊接、選材、防腐、防爆以相關人員的管理,應按照相關標準認真仔細地對每一項工序進行檢查,使鍋爐的質量得到有效保障。
參考文獻:
[1]王在峰.壓力容器無損檢測新技術的原理和應用機械管理開發,2011.
[2]李秀峰,白鶴峰.鍋爐制造企業的焊接管理工作[J].焊接技術.
關鍵詞:鋼管混凝土拱橋;拱肋;施工控制
Abstract: the article analyzes the construction of concrete filled steel tube arch bridge arch rib alignment effects of the main factors, and introduced the arch rib construction process the linear control method.
Keywords: concrete filled steel tube arch bridge; The arch rib; Construction control
中圖分類號:TU37文獻標識碼:A 文章編號:
1、前言
鋼管混凝土是將混凝土填充到鋼管內形成的一種組合結構,它使2種材料充分發揮了各自的特長,具有強度高、塑性和韌性好、耐疲勞、抗沖擊等優點。同時,由于在施工中鋼管既可作為勁性骨架,又可作為混凝土模板,因而施工非常方便、快捷,降低了工程造價,縮短了工期。由于其獨特的優點,鋼管混凝土拱橋被廣泛應用于公路、鐵路建設中。在鋼管混凝土拱橋的施工中,如何保證拱肋的施工精度是該橋型受力及穩定的重要環節。
2、影響拱肋線形的主要因素
拱肋的施工精度控制貫穿于該型橋施工的全過程,分析其施工的整個過程,拱肋線形主要受加工精度、安裝方法、溫度、風荷載等因素的影響,因此,拱肋的施工控制過程是一個復雜和系統的過程,也是鋼管混凝土拱橋施工的重點和難點。
3、拱肋線形控制
3.1拱肋的加工控制
在拱肋的加工過程中,桿件的溫度變形、焊接的收縮、劃線的粗細等均將導致加工的誤差,因此,應在開工前做充分的技術準備工作,如設計工裝、編制工藝等,對拱筒的筒體成型,運輸單元的組裝、焊接、涂裝等制定詳細的工藝要求和制作標準。
對于拱肋的加工質量,在工藝保證的同時,對拱肋的外型尺寸及焊接質量進行重點控制。
(1)公差控制拱肋加工過程中誤差以及測量誤差均將導致最終加工誤差。因此應參閱相關規范制定各工序的交驗公差。為確保竣工交驗公差,在每工序完工時,設計、施工、工廠3方根據竣工交驗公差及階段實際情況共同擬定過程公差控制數據及方法以控制拱肋的外型尺寸。
(2)焊接控制拱肋由于其結構特點,一般采用手工電弧焊接,焊縫等級高,焊接工作量大。因此,應成立專職的焊接工藝組,制定嚴格的焊接工藝,焊接完成后,按要求進行探傷檢測。
3.2拱肋的預拼裝控制
為檢驗拱段加工尺寸是否符合成橋拱軸精度要求,保證在現場的順利拼裝,在廠內對所有運輸單元應進行1∶1的預拼,如果場地不容許,也要進行1/2拱肋的分段預拼,通過預拼對不合適的部位進行修整,然后安裝定位銷、臨時連接座和卡具,并對符合要求的拱段進行編號。
設置預拼平臺
根據拱肋的預拼長度設置混凝土預拼平臺,平臺澆筑時安裝預埋件,用以安裝支承胎架,每個運輸單元用2個胎架,并在平臺上設置控制坐標點。
拱肋預拼裝
在平臺的胎架上,對拱肋進行預拼裝,接口調整好后安裝卡具固定,同時在拱肋管內組焊臨時連接座和定位插銷。對預拼好后的拱肋進行各項指標的檢驗,特別是各接口處上、下緣線的坐標值應符合工藝設計值,對不符合者,應進行校正。
確定拱肋吊桿孔位
依據預拼拱肋的實測值,并考慮焊接收縮、溫度變形等因素,在拱肋上開設吊桿孔。3.3拱肋的安裝控制
3.3.1 拱腳的安裝控制
拱腳是拱肋線形控制的基礎,拱腳的施工應注意其幾何尺寸位置及拱肋管的軸線尺寸、縱向仰角、橫向垂直度,以確保拱肋安裝的精度。另外,由于拱腳是與系桿梁、端橫梁部分的混凝土一起施工,因此,在澆筑混凝土前,應將拱腳進行固定,以防在混凝土施工中移位。在澆筑混凝土時,由于該處鋼筋密集,因此應制定詳細的澆筑工藝,確保該處的混凝土質量。
3.3.2拱肋的軸線控制
拱肋的施工方法多種多樣,常用的有支架施工、無支架施工、轉體施工等,在施工中,應根據不同的施工方法,制定相應的具體控制措施。特別是對測量定位、焊接等方面進行控制。
(1)根據橋位地形情況設置貫通的軸線控制點或布置一導線控制網,在拱肋安裝的全過程進行軸線測量、監控。
(2)拼裝前,應根據拱肋的不同拼裝方法,進行拱肋控制點的預拱度設置。如:有支架施工時,應根據加載后支架的變形,設置預拱度;牽索懸拼時,應根據各工況扣索的受力及變形設置預拱度。
(3)測量時,應重視溫差而引起的桿件長度變化和側向變形,應盡量選擇日出前或日落后溫差最小時,或對拱肋進行灑水降溫后,對其測量。
(4)拱肋安裝時宜設置豎向及橫向微調裝置進行精確對位,對位后應及時通過定位銷和臨時連接裝置進行連接,然后施焊。
(5)焊接時,應選擇合理的焊接工藝,嚴格控制焊接產生的側向變形。
(6)在拱肋拼裝過程中,應考慮風荷載的影響,已安裝的拱肋宜及時拉設纜風繩,防止拱肋的失穩,也防止風載對其軸線精度的影響。
3.3.3拱肋的合龍控制
合龍段的施工是拱肋拼裝的最后一個環節,也是拱肋線形控制的重點,因此應根據不同的施工方法制定相應的合龍方案,在施工中應注意以下幾點:
(1)主拱合龍段的加工長度,應留有適當預留切割量,以防在拼裝過程中,由于焊接收縮而引起的長度變化。
(2)合龍時,應按照設計要求的合龍溫度進行合龍,以防產生溫度應力。
(3)針對不同的施工方法,應采用不同的臨時鎖定措施。平轉或懸拼合龍時,宜采用抱箍或套管進行臨時鎖定;支架施工或豎轉合龍時,宜采用管內設錐形套管進行臨時鎖定。
4、拱肋的施工監控
4.1施工監測
在無支架拼裝拱肋過程中,拱肋和施工設施(如扣索)等共同受力并且施工中難以控制,因此,在進行軸線及標高跟蹤檢測的同時,宜對拱肋及臨時設施進行應力監控,為施工控制及時提供可靠的數據,并確保施工安全。
另外,拱肋合龍后,在體系轉換以及逐步加載過程中,對拱肋受力及變形全面控制,發現問題及時反饋,調整施工中各工作面的合理進度,處理意外的不均衡施工狀態。
對拱肋的施工監測主要內容為:溫度監測、應力監測、位移(撓度、軸線)監測等。
(1)對各主拱肋拱腳進行變位監測,以確定拱座基礎是否有位移。
(2)對各主拱肋各控制截面( L/8,L/4,L/2)及勁性骨架接頭進行線形和位移監測,以便掌握拱肋的真實位移情況。
(3)對主拱肋拱腳,L/8,L/4,3L/8、拱頂截面的鋼管以及施工受力設施(如扣索)的應力進行監測。
(4)對主拱肋鋼管、管內混凝土進行溫度監測,以獲得與線形及位移相對應的大氣溫度,以及主拱肋箱體溫度,為控制的理論分析提供可靠的溫度值。
4.2施工控制
控制的實施通常是根據實測控制變量的值與理論分析得出的各施工階段理想目標值的差異,采用一定的方式對結構進行調整。與梁橋的施工監控相比,鋼管拱橋施工監控中的預報次要得多,因為它不存在控制立模標高的問題,所起的作用主要是校核實測值與預測值的吻合程度,通過對造成實測值與理想目標值的差異的原因分析,采用合理的調整方案,使最終目標得以實現。
5、拱肋的施工精度要求
目前,由于還無鋼管拱橋的施工規范,拱肋的施工精度一般都按設計文件的要求或參照公路橋涵設計和施工規范、鋼結構工程施工及驗收規范、《鐵路鋼橋制造規則》及《鋼管混凝土結構設計與施工規程》等之規定進行精度控制。
6、結語
鋼管混凝土拱橋是一種受力合理的橋梁,但也是一種施工精度要求很高的結構。如何對拱肋施工過程的每一步進行控制,確保拱肋的線形,是該型橋梁施工的關鍵和難點,也是保證鋼管拱橋安全受力的先決條件,因此,我們在施工過程中需給予高度重視。
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⑶、《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-2000
關鍵詞:電站;壓力容器;現狀;發展
中圖分類號:TH49文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2012)05-0093-02
電站壓力容器屬特種設備,有專門的法規進行管理,如美國、日本,都制定了自己的法規,從設計、制造、安裝方面都有規可循,同時對在役電站壓力容器實行定期檢驗,這主要是由在役電站壓力容器的工作特點決定的。
1發展現狀和常見問題
電站壓力容器常處于高溫、高壓或二者皆有狀態,如果一旦發生爆炸,后果不堪設想。在我國鍋爐壓力容器的管理有國家技術監督局,而電力系統比較特殊,全國主要均是自己管,全局來講,省局由安監處管理,各廠均設壓力容器專責人員。依據《電力工業鍋爐壓力容器監察規程》進行管理,按照《電力工業鍋爐壓力容器檢驗規程》進行檢驗。檢驗分為;制造質量檢驗、安裝質量檢驗、和在役定期檢驗。
根據《特種設備安全監察條例》、《壓力容器安全技術監察規程》及DL612-1996《電力工業鍋爐壓力容器監察規程》的要求,火力發電廠壓力容器必須進行定期檢驗。在DL647-2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規程》中把壓力容器定期檢驗分為外部檢驗、內外部檢驗和超壓水壓試驗;而TSGR7001-2004《壓力容器定期檢驗規則》中把壓力容器檢驗分為年度檢查和定期檢驗,其中定期檢驗包括全面檢驗和耐壓試驗。
目前,制造質量檢驗和安裝質量檢驗基本是由施工單位完成,一部分制造質量檢驗由鍋檢中心完成,在役電站壓力容器的定期檢驗。在役壓力容器檢驗分為:外部檢驗、內部檢驗、超水壓試驗。外部檢驗每年至少檢查一次,主要由各電廠完成。內外部檢驗結合機組大修進行, 間隔為;安全等級為1~2級的,每2個大修間隔進行一次;安全等級為3~4 級的,結合每次大修進行一次,主要由鍋檢中心完成。超水壓試驗每3個大修間隔進行一次,且每10年至少進行一次,由各電廠完成。每次內外部檢驗完成后,都將給每臺壓力容器評定一個安全等級并有下次檢驗周期。安全等級共分為5級,1級表示鍋爐壓力容器處于最佳安全狀態,2級表示鍋爐壓力容器處于良好狀態,3級表示鍋爐壓力容器安全狀況一般,4級表示鍋爐壓力容器處于限制條件下監督運行狀態,5級表示鍋爐壓力容器停止使用或報廢。
1.1壓力容器用鋼
在火電和核電站中,壓力容器所使用的鋼材都是安全保證的基礎。以核電為例,目前,世界上運行和在建的核電站多是壓水堆,其核島中主要壓力容器(包括反應堆壓力容器、蒸發器和穩壓器)殼體所用材料基本上統一為大厚度的Mn-Mo-Ni系調質鋼(如美國ASME規范中的SA533B 1或SA533B 2級鋼,法國RCC-M標準中16MND5、18MND5等)。
2005年3月, 寶鋼股份公司5 m 厚板軋機投產,為寶鋼產品由薄板向厚板方向發展提供了硬件保證;軋制最大板寬可達到5 m,成為國內當時首臺投產的板幅最寬厚板產線;同年7月, 配套的熱處理產線投產,加速了寶鋼熱處理厚板鋼種(鍋爐、容器、電力(尤其是核電)等用厚鋼板)試制和批量生產。
①核電站容器用鋼。寶鋼已開發包括20HR、SA516Gr70、16MnHR、SA738B、SA533B(16MNDS、18MNDS)以及12CZrMolR等鋼板,分別用于國內二代加、第三代和第四代核電站容器和堆內構件的建造。
②火電工程結構用鋼。寶鋼開發和生產了電站鍋爐用碳鋼和低合金鋼、Cr-MO鋼為主要的結構耐熱鋼,工業試制成功了厚度135 mm鍋爐汽包用13 MnNIMoR鋼板。
1.2焊接工藝常見問題
電站壓力容器運行期間受高溫、高壓、高低溫疲勞載荷作用,安全性能要求極高,歷來是壓力容器制造中的重點與難點。一般說來,裂紋是造成壓力容器失效的重要因素之一,是設備失效的重要隱患。
對于不銹鋼材料與低合金高強鋼材料異種金屬焊接,主要會產生如下缺點:焊縫材料受到母材低合金鋼高強鋼的稀釋,成分和組織會有很大差異;脆性過渡層產生;C的擴散遷移;焊接應力大;焊后熱處理溫度處于不銹鋼敏化區間,易受敏化等;殘余應力。
針對以上問題,對結構、焊材、焊接過程、檢驗工藝等方面進行嚴格控制,可以有效緩解和解決所列問題。
1.3安全附件常見問題
由于安全附件的某些性能只有在運行狀態下才能判斷,因此,對安全附件的檢驗是壓力容器年度檢查的重要組成部分。火力發電廠壓力容器的安全附件主要有壓力表、安全閥、液位計及溫度表等。
①壓力表。壓力表是壓力容器最基本的壓力測量工具, 應該充分認識到它的重要性, 在壓力容器上安裝就地壓力表,并且定期進行就地壓力表與遠傳壓力測量裝置的核對。經常發現的問題有:無校驗標志,或超過有效期;無鉛封或鉛封損壞;無最高工作壓力紅線;量程或精度不能滿足要求;表盤直徑太小,不便于觀察;表盤玻璃破裂,刻度模糊不清,或太臟;進水;指針松動、扭曲、斷裂;外殼腐蝕;讀數和壓力測量裝置讀數不一致;介質為水蒸氣的壓力表引出管上沒有存水彎管;壓力表與容器之間無截止閥;安裝不合理;沒有采用國際單位MPa表。
②安全閥。安全閥常見問題有:選型錯誤;沒有進行校驗,無校驗標志,或超過有效期;校驗時整定壓力錯誤;鉛封損壞或不全;泄漏;安裝方向錯誤,沒有鉛直安裝;沒有手柄,沒有定期進行放汽試驗;無銘牌,或不清楚;排氣管沒有引到安全的地方。
③液位計。液位計常見問題有:沒有定期檢修;指示模糊不清;選型錯誤;就地液位計和遠傳的讀數不一致;玻璃板(管)有裂紋、破碎;水位指示錯誤;沒有標注高低限位紅線或標記;排水管堵死,或沒有放水閥門;排水管未接到安全的地方;安裝位置不合理,不便于觀察。
④溫度表。溫度表常見問題:沒有校驗,無校驗標志,或超過校驗期;玻璃破損,或模糊不清,或損壞;選型錯誤;量程選擇錯誤;沒有標注最高工作溫度紅線;安裝不合理,不便于觀察。
1.4電站壓力容器安全評定技術
針對電站壓力容器,使用合理的評定技術對其進行缺陷安全性評定,主要步驟如下:選擇缺陷評定標準,掌握評定的方法根據相關試驗標準測試母材及焊縫拉伸性能和斷裂韌性參數使用數值模擬的方法對含缺陷的電站壓力容器進行應力參量分析,得出缺陷所在部位的應力分布狀況編制缺陷安全評定專家系統,并對缺陷進行安全評定,得出相應的結論。開展電站含缺陷壓力容器安全評定工作,確定壓力容器能否安全使用,對電廠的安全運行具有重要意義。
2技術發展
①表面無損監測。壓力容器在制造時為保證焊接質量進行無損探傷時,均是采用射線探傷檢查為主,而且壓力容器上所有的字對接焊縫必須要做射線探傷。然而對在用壓力容器而言,無損探傷只是懷疑抽查,針對較多的部位是字對接縫。為了能使抽查體現在用壓力容器的現狀,以準確評價其安全可靠性,在復查中應以采用超聲波探傷為主較為合適。這是因為超聲波探傷對危害性很大的裂紋、未焊透等缺陷的檢出具有較高的靈敏度,而射線探傷有時對某些裂紋、未焊透會造成漏檢。
②超聲仿真技術。超聲仿真研究可提高對最基本的超聲波回波產生機理以及超聲波成像的理解且更為經濟。建立數學模型后,可以方便地改變各種參數進行研究,以設計或優化超聲檢查工藝。與實驗相比,超聲仿真技術具有如下優點可提高對最基本的超聲波回波產生機理以及超聲波成像的理解,數值模擬更為經濟。建立數學模型后,可以方便地改變各種參數進行研究,以設計或優化超聲檢查工藝。
③信息化管理。電站鍋爐壓力容器安全管理工作是一個涉及全過程、全方位的系統管理工程,其特點是管理面廣、過程漫長、相關的資料數據繁多。隨著計算機的廣泛應用,電站鍋爐壓力容器安全監督管理系統越來越多的被得到應用。電站鍋爐壓力容器安全監督管理的信息可以提升電力鍋爐壓力容器安全監督水平,具有現實的普遍適用性和長效性,以及廣闊的推廣應用前景。有助于實現全過程規范化、科學化、現代化管理。相對于傳統鍋監技術檔數據的管理,改變了不規范,難以做到連續記載和積累,以及紙載資料使用不方便、利用效率低等問題;大大提高了檔案資料的使用效率。同時網絡化的信息共享給垂直一體化監督管理帶來了極大的方便。
3結語
電站壓力容器用鋼的多樣化和國產化,對電站壓力容器的安全性提供了強大的保障。電站壓力容器在焊接工藝、安全附件、安全評定技術等方面存在若干問題和解決方法,同時介紹了正在應用推廣的新技術包括表面無損監測、超聲仿真技術、信息化管理等新手段新方法,這些新方法都有效提高了電站壓力容器的工作效率,加強了安全保障。
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