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[摘 要]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。
[关键词]石油化工;钢结构;焊缝;质量控制
中图分类号:S434 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0252-01
1 钢结构焊缝连接特点
钢结构的连接方法主要有焊接、铆钉连接和螺栓连接三种方式,螺栓及铆钉连接根据设计及使用要求,均具有各自的特点,焊缝作为钢结构中最常见及凸显重要的链接方式,主要具有以下特点:不削弱构件面积,节约钢材;构造简单,加工方便;连接密闭性好,刚度大;易采用自动化作业,生产效率高等。但焊缝在施焊过程中,会因焊接材料、作业人员、作业环境、工况及工艺不同,造成焊缝焊接质量缺陷,影响质量,给结构安全带来不利影响。因此,现场施工时,要充分认识焊缝连接时常见的质量缺陷和原因,并制定相应的防治措施予以克服,从而确保和提高焊缝施工质量。
2 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。
2.1 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。
2.2 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结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。
2.3 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。
2.4 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。
3 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。
3.1 冷裂纹的防治措施
对于冷裂纹这种焊缝缺陷,焊接人员在对钢结构进行焊接之前,应该对其进行预热,并严格按照相关焊接规范要求进行操作,促使氢分子可以及时逸出。其次,焊接人员要尽量采用碱性较好的焊条,这样能够对焊缝中氧的扩散量进行有效的控制。
3.2 热裂纹的防治措施
想要对热裂纹裂缝问题进行有效的防治,就必须对母材以及焊接彩中的有害杂质进行控制,特备是要限制材料中磷与硫的含量。这是因为如果钢结构中碳的含量越高,其焊接性能就会变得越差。因此,焊接人员需要将焊缝中的碳含量控制在合理范围内,以此来减弱热裂纹的敏感性。并且,碱性的焊条能够减少焊缝中的杂质含量,使其结晶偏析程度发生改变。再者,焊接人员还要及时对焊缝形状系数进行调整,按照规范的焊接顺序进行操作,根据现场实际情况,选择合适的焊接工艺促使。
3.3 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。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。
结束语
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,應用范围也较为广泛,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。
参考文献
[1] 肖小彬.提高建筑钢结构焊缝质量的认识与思考[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2017,16(04):9-13.
[2] 贾福兴.大型场馆建筑钢结构焊缝质量的控制[A]..装配式钢结构建筑技术研究及应用[C].:,2017:5.
[3] 林强.钢结构焊缝无损探伤质量检测技术研究[J].江西建材,2017(08):260-261.
[关键词]石油化工;钢结构;焊缝;质量控制
中图分类号:S434 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0252-01
1 钢结构焊缝连接特点
钢结构的连接方法主要有焊接、铆钉连接和螺栓连接三种方式,螺栓及铆钉连接根据设计及使用要求,均具有各自的特点,焊缝作为钢结构中最常见及凸显重要的链接方式,主要具有以下特点:不削弱构件面积,节约钢材;构造简单,加工方便;连接密闭性好,刚度大;易采用自动化作业,生产效率高等。但焊缝在施焊过程中,会因焊接材料、作业人员、作业环境、工况及工艺不同,造成焊缝焊接质量缺陷,影响质量,给结构安全带来不利影响。因此,现场施工时,要充分认识焊缝连接时常见的质量缺陷和原因,并制定相应的防治措施予以克服,从而确保和提高焊缝施工质量。
2 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。
2.1 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。
2.2 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结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。
2.3 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。
2.4 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。
3 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。
3.1 冷裂纹的防治措施
对于冷裂纹这种焊缝缺陷,焊接人员在对钢结构进行焊接之前,应该对其进行预热,并严格按照相关焊接规范要求进行操作,促使氢分子可以及时逸出。其次,焊接人员要尽量采用碱性较好的焊条,这样能够对焊缝中氧的扩散量进行有效的控制。
3.2 热裂纹的防治措施
想要对热裂纹裂缝问题进行有效的防治,就必须对母材以及焊接彩中的有害杂质进行控制,特备是要限制材料中磷与硫的含量。这是因为如果钢结构中碳的含量越高,其焊接性能就会变得越差。因此,焊接人员需要将焊缝中的碳含量控制在合理范围内,以此来减弱热裂纹的敏感性。并且,碱性的焊条能够减少焊缝中的杂质含量,使其结晶偏析程度发生改变。再者,焊接人员还要及时对焊缝形状系数进行调整,按照规范的焊接顺序进行操作,根据现场实际情况,选择合适的焊接工艺促使。
3.3 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。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。
结束语
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,應用范围也较为广泛,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。
参考文献
[1] 肖小彬.提高建筑钢结构焊缝质量的认识与思考[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2017,16(04):9-13.
[2] 贾福兴.大型场馆建筑钢结构焊缝质量的控制[A]..装配式钢结构建筑技术研究及应用[C].:,2017:5.
[3] 林强.钢结构焊缝无损探伤质量检测技术研究[J].江西建材,2017(08):260-261.