石油化工钢结构焊缝的质量控制研究

姜悦

摘 要：近几年，我国石油化工业建设中对于钢结构质量的关注越来越多，要想进一步落实经济发展目标，实现产业的可持续发展，就要积极建构系统化的质量管理机制，确保管控措施和管理要求之间的协同性，也为钢结构连接效果的升级奠定坚实基础。文章对石油化工钢结构焊缝裂缝问题进行了简要分析，并集中阐释了石油化工钢结构焊缝质量控制措施，旨在为企业提供更加有价值的质量管理建议，以供参考。

关键词：石油化工；钢结构；焊缝；问题；质量管理

中图分类号：TE9 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0080-02

在石油化工常规化工作体系中，金属是重要的工程结构材料，使用频率和管控价值都较高，结构本身具有耐腐蚀性以及耐高温的优势。在众多金属材料中，钢结构是一种较为新型的结构，应用范围也较为广泛，但是，在焊接操作中，会出现焊接缺陷，使得整个钢结构的安全性和稳定性受到影响。

1 石油化工钢结构焊缝裂缝问题

造成钢结构焊缝裂缝的原因较多，其中，冷裂纹、热裂纹、层状裂纹以及再热裂纹等较为常见，会对钢结构的安全性和稳定性造成严重的影响，需要技术人员结合实际问题进行系统化整合，确保质量符合实际标准。

1.1 石油化工钢结构焊缝裂缝之冷裂纹

冷裂缝会导致钢结构的焊缝出现大面积裂缝，而形成冷裂纹的原因主要涉及钢材料淬硬组织以及钢结构焊接接头含氢量等，并且，焊接接头拘束能力不强也可能导致钢结构焊缝出现裂纹。究其原因，焊接接头是钢结构焊缝中较为常见的结构，若是处在较快的冷却环境中，就自然会形成淬硬组织，而组织内部会出现空位及晶格缺陷，且数量较多，若再加上外界应力作用，则会导致其出现大面积的聚集和位移变化，最后形成了较多的冷裂缝结构。另外，若是钢结构材料中氢含量出现超标问题，就会导致钢结构焊缝出现冷裂纹，影响其整体实效性和稳定性。

1.2 石油化工钢结构焊缝裂缝之热裂纹

在石油化工钢结构焊缝的原因分析过程中，热裂纹较为常见，而其产生的原因主要是由于焊接熔池结晶过程出现了严重的偏析问题，导致整体析出结构和参数不符合实际要求。也就是说，低熔点的共晶结构和杂质结构会在焊接熔池結晶的过程中展现出液态间层形式，大面积偏析现象出现就会对其发展和应用结构造成影响。因此，在焊接熔池凝固后，整体结构的焊缝强度逐渐降低，焊接应力若是扩大，则会出现状态间层和刚凝固的固态金属彼此分离拉开的状态，随即就会产生钢结构裂纹。除此之外，导致固态金属分离拉开的原因也是由于母材晶界上存在低熔点的共晶和杂质，会对整个焊接过程造成影响，甚至导致焊接拉应力迅速增大，从而产生了裂缝结构[1]。

1.3 石油化工钢结构焊缝裂缝之层状裂纹

在石油化工钢结构处理过程中，造成焊缝裂缝的原因中，层状裂纹也较为常见，层状撕裂主要存在于钢结构的基材中，表面呈现的是纤维状，内部则存在阶梯状纵向面结构。也就是说，在整个钢结构中，层状撕裂状态会常常出现在焊脚的位置，基本都集中在整个钢结构系统的热影响区之外。另外，若是钢板材质较厚，则更加容易出现层状撕裂问题，直接影响焊接应力，也会加重焊接变形问题的发生几率。

1.4 石油化工钢结构焊缝裂缝之再热裂纹

在对钢结构予以全面分析时，再热裂纹也是较为常见的影响因素。一般而言，再热裂纹的产生原因中结构内部物质因素占主导。焊接人员在对钢结构焊接裂纹进行二次加热的过程中，若是其内部存在碳化物超标亦或是饱和状态，都会出现析出问题，直接影响钢结构晶体的内部情况。而在加热结束后，应力出现松弛，使得钢结构的应变能力大大超过了晶界塑性自身的极限范围，导致焊接多余应力产生了堆积，且都集中在钢结构的二次焊缝结构上，也就直接导致钢结构焊缝出现裂缝。基于此，再热裂纹是应力瞬时堆积导致的，需要焊接人员对其给予高度关注，并且积极落实更加系统化的管控和处理机制，为石油化工钢结构质量升级奠定坚实基础[2]。

2 石油化工钢结构焊缝质量控制措施

为了进一步保证石油化工钢结构应用效果的全面优化，要针对具体问题建立具有实效性的管控措施，积极践行完整的处理机制，尤其是对钢结构焊缝裂纹的处理，要从根源出发，保证质量控制效果的最优化[3]。

2.1 钢结构冷裂纹质量控制机制

在冷裂纹处理过程中，焊接人员要对影响因素进行整合，建立针对性的处理和控制措施，保证质量控制效果和应用机制符合实际焊接要求，从石油化工钢结构质量要求出发，确保质量控制措施贴合实际需求，进一步优化钢结构质量，从而充分发挥钢结构的实际应用价值。在应用相关策略，要对冷裂纹焊缝缺陷展开深度分析，也就是说，要保证处理效果和质量控制机制贴合实际。焊接人员在对钢结构进行焊接操作之前，要结合环境和钢结构自身的性质，对其进行有效的预热操作，预热时间和预热部位都要符合标准，严格按照焊接规范要求展开预热操作，保证预热效果的同时，为下一步操作提供保障，实现全过程质量控制。预热操作能引导氢分子及时逸出，减少其出现大量堆积的问题。另外，焊接人员在实际焊接操作过程中，要尽量采用碱性性质比较好的焊条材料，这不仅仅能有效对焊缝中氧的扩散量进行整合，也能进一步提高质量控制效果，从而避免冷裂纹的出现，优化防治体系的运行水平[4]。

2.2 钢结构热裂纹质量控制机制

由于热裂纹较为常见，因此，在处理过程中，焊接人员要从源头控制焊接操作的质量，按照标准化操作流程有序开展质量管控工作，确保应用体系和控制效果的最优化。要想从根本上提高热裂纹质量控制效果，就要积极落实有效的材料处理机制，尤其是对母材和焊接材料中的有害杂质展开深度分析和集中整合，保证处理效果和质量控制水平符合标准，焊接人员要落实精细化管理机制，对其中具体参数的含量予以高度关注，尤其要对材料中存在的磷元素含量以及硫元素含量展开集中控制，有效规定了标准参数[5]。究其原因，主要是因为若是钢结构中含有较高数值的杂质元素，会对整个钢结构焊接性能造成恶劣的影响，甚至会导致质量变差。另外，也要对材料中的碳元素进行有效控制，保持在合理的元素数值范围内，有效减少钢结构热裂纹的敏感性，从而提高质量控制水平。需要注意的是，在对钢结构材质进行判定的过程中，若是存在碱性焊条，则能有效减少焊缝中杂质的含量，为质量优化提供良好的反应环境，并且确保结晶偏析程度有所变化。除此之外，焊接人员在具体操作过程中，也要结合实际情况进行统筹分析，确保及时对焊缝形状系数展开多元化调研和分析，按照标准化流程以及规范对其进行全面调整，结合焊接顺序展开具体操作，且要系统化分析现场的实际情况，从而建立健全动态化焊接工艺，为钢结构整体质量优化奠定坚实基础[6]。endprint

2.3 钢结构再热裂纹质量控制机制

除了要对冷裂纹、热裂纹进行综合处理外，焊接人员也要高度关注再热裂纹的质量控制机制，确保管理效果的最优化。要想提要质量控制水平，就要对构件应力予以全面控制，从而一定程度上改善钢结构材料热粗晶区的塑性情况。构件预热温度升高时进行钢结构的焊接，而在焊接结束后要对构件进行冷却，保证其满足设计要求，只有选择性能符合要求的焊接材料，才能一定程度上保证焊接质量符合标准。并且，在实际焊接操作过程中，焊接人员要集中强化对于温度的控制效果，有效对构件予以综合的退火处理，确保钢结构的整体状态和应用环境的稳定性，且能一定程度上提高钢结构焊缝的高温岩性[7]。需要注意的是，对于特殊材质的钢结构材料而言，要想提高质量控制效果，就要积极落实更加有效的热处理机制，避免材料出现问题，也能有效管理材料，保证其再加热后敏感区域不会受到破坏，优化试验操作的同时，从根本上提高质量控制效果，避免再热裂纹裂缝出现。相关焊接人员也要按照标准化需求对焊条质量进行约束，减少热处理中存在的应力松弛问题，提高结构应用的效果和整体水平，为石油化工钢结构质量优化提供保障。

3 结束语

总而言之，在石油化工钢结构焊缝质量控制体系中，要对实际问题进行整合，提高控制机制和质量管理措施，确保强度分析符合标准，焊接人员要在规范操作行为的基础上，及时解决相关问题，优化质量的同时，保证处理效果符合标准，为石油化工钢结构制备的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]周张义，李芾，安琪，等.钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新进展[J].中国铁道科学，2014，30（04）：69-75.

[2]刘书麟.焊接工艺对液压支架钢结构焊缝性能的影响[J].电焊机，2014，44（12）：111-114.

[3]肖立權，寇玉全，马海滨，等.大钝边焊接工艺在海洋石油钢结构中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2014，33（21）：61-61.

[4]杜涛，崔士起，张秀芹，等.钢结构焊缝超声波探伤结果影响因素的介绍[J].四川建筑科学研究，2015，33（04）：110-112.

[5]李传金.浅谈石油化工钢结构焊缝的质量控制[J].石化技术，

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[6]刘紫阳.基于APDL语言T型接头双侧同步焊有限元建模及在钢结构变形预测中应用研究[D].重庆交通大学，2015.

[7]王玉利，田质棚.钢结构T形接头对接焊缝超声波检测方法选择[J].无损检测，2014，26（05）：270-272.endprint