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浅谈浅谈浅谈浅谈海工项目焊接质量控制海工项目焊接质量控制海工项目焊接质量控制海工项目焊接质量控制海工事业部海工项目管理专题系列培训之启东中远海工质量部焊接室 吴凤民海工产品的结构、材料及焊接特性1焊接接头的形成2焊接质量控制的意义3 目目 录录焊接质量控制要素4焊接质量控制实施方法52海工事业部培训(共57页）海工产品的结构、材料及焊接特性13海工事业部培训(共57页）u人类对能源需求的日益增加，促使石油和天然气的勘探和开发从陆上逐步转向海陆并举，从浅海逐步转向深海。随着海洋钢结构向着深水海域的迈进，因其承受飓风，浪溅，暗流等冲击，加之低温和海水的腐蚀，致使海工结构的服役条件日趋恶劣。与船体结构相比，海洋钢结构及其材料和焊接有如下特点：结构的可移动性差：常常在某一固定海域连续工作在5年以上。吃水深度从几十米到几百米。在复杂恶劣的气候环境下，为使结构更加牢固安全，需要超高强度，耐更低温度的材料，同时对材料厚度的要求也越来越高。对母材材料，焊接材料及焊接接头的CTOD试验要求。对材料的Z向性能，以及应变时效要求。对特殊区域，临界区域及TKY结构的疲劳节点焊接及打磨要求。因为焊接在海洋钢结构建造中的重要作用（以结构及管系建造为例，据统计其中焊接所占工时比例高达40%，焊接材料消耗占结构及管系的重量比例高达2-2.5%），对焊接质量的控制尤为重要。海工产品的结构、材料及焊接特性海工产品的结构、材料及焊接特性4海工事业部培训(共57页）焊接接头的形成25海工事业部培训(共57页）焊接接头的形成包括了加热、熔化、结晶各个阶段，相当于一次冶金过程。但这种冶金过程不同于炼钢炼铁的冶金过程。它的主要特点是：溶池温度高、冶金时间短、容池体积小、冷却速度快,形成各个方向凝固速度不同的柱状铸态组织,杂质集中在焊缝中心,如果焊接操作不按规程进行，很容易出现种种缺陷。影响焊接接头质量的因素很多，如果能有效进行控制，消除不利因素，就可以提高焊接质量。焊接接头的形成焊接接头的形成 焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图6海工事业部培训(共57页）焊接质量控制的意义37海工事业部培训(共57页）为获得一个合格的焊接接头,往往要经过坡口制备,接头组对,点焊定位,焊前预热,正式施焊,无损检测,焊后热处理等工序。如果经过无损检测发现内部缺陷，则上述过程就要重复进行,现场施工组织的难度增大,这样就要浪费大量人力、物力及时间;而因超次返修而不得不割口、换板甚至分段报废造成的损失更大。对焊接过程进行有效控制可使焊接质量显著提高,减少因焊接缺陷而造成的成本增加,有效的保障项目建造周期,树立良好的海工企业市场形象。焊接质量控制的意义焊接质量控制的意义8海工事业部培训(共57页）焊接质量控制要素49海工事业部培训(共57页）焊接工艺规程（焊接工艺规程（WPSWPS）的执行）的执行WPS中的工艺参数是经过焊接工艺评定试验(WPQT)得出的，并通过各项试验验证了其正确性。因此,WPS中的焊接工艺数据在施焊时必须严格遵守，不得随意改变。因为不按焊接工艺数据施焊,即使在常规的无损检验中没有发现缺陷,其焊缝及热影响区的金相组织与力学性能也可能会与工艺评定结果有所不同,对于这种缺陷，采用常规无损检验无法查出,更具有破坏性和危险性。因此,严格执行WPS是得到合格的焊接接头,保证焊接接头使用性能的关键。焊接质量控制要素焊接质量控制要素10海工事业部培训(共57页）焊工资格的有效性焊工资格的有效性所有参与施焊的焊工都应经过培训，并经过船级社考试取得相应资格,并在有效期内。在实际焊接中要确定焊工所施焊的工件材质及位置是否与所持有的资格项目一致，不能出现没有资格的焊工施焊的情况。对于在实际施焊中合格率不高的焊工，应取消其资格并再次对其进行培训考试,考试合格后才能允许其上岗操作.对于违反工艺纪律并屡教不改者,应停止其施焊并做出驱逐处理.有些海工项目的业主，要求进入其项目施工的所有焊工，必须经过入场考试，考试合格者被登记注册，才能承担该项目的焊接施工,这对于项目建造质量管理很有好处,值得建造单位借鉴。焊接质量控制要素焊接质量控制要素11海工事业部培训(共57页）焊接材料管理焊接材料管理采用合格的焊接材料才可能焊出合格的焊接接头,因此对施焊用的焊接材料进行控制是十分必要的。规范焊接材料的储存、烘焙、发放、使用及回收处理，确保焊接质量，降低焊接成本，保护环境。因此承建方应编制焊接材料控制程序，负责对该程序进行宣贯和解释，并监督其执行。焊接质量控制要素焊接质量控制要素12海工事业部培训(共57页）焊接相关的设备焊接相关的设备在焊接施工中电流和电压是极为重要的参数，因此电焊机必须能准确显示焊接电流。对焊机的控制要点就在于焊机显示电流与实际电流的偏差不超标，焊机的电流、电压显示仪表需经过检定合格才能使用，并保证焊机处于良好的工作状态中。对于焊条及焊剂的烘焙设备和恒温箱，以及现场的保温筒应保证其经过检定合格并在有效期内。现场的热处理设备,电阻点焊设备,热电偶及测温设备等,其仪器和仪表均应经过检定合格，并在有效期内。尤其是热电偶的热敏元件，因其在热处理及焊接预热工作中的重要作用，必须经过严格的检定。焊接质量控制要素焊接质量控制要素13海工事业部培训(共57页）施焊环境要求施焊环境要求当环境温度过低时,会使焊缝溶池金属冷却过快,冷却后得到条块状M组织,使焊接接头的综合机械性能变差。因此,国内外的船级社根据材料的材质,板厚,碳当量及结构拘束度的不同,规定了焊接时允许的最低环境温度,如对于355级别的材料,DNV标准规定,当环境温度低于5时,应将焊件预热到50以上。不同于IACS No.47 TABLE 6.12(修造船规范)中的规定。环境湿度过大,空气中的水分就有可能进入熔池,形成氢气孔等缺陷，并提高材料的韧脆转变温度。一般要求环境相对湿度不大于90。当风速过大会使焊条电弧焊,气体保护焊的保护效果减弱,使空气中的有害气体侵入熔池中,从而影响焊缝质量。一般规定焊条电弧焊时风速不大于8m/s(5级,小树摇摆,浪高2m),气体保护焊的风速不大于2m/s(2级,感觉有风,浪高0.2m)。在下雨和下雪的露天环境中不允许施焊。焊接质量控制要素焊接质量控制要素14海工事业部培训(共57页）焊接前准备焊接前准备 所有与待焊接结构相关的车间管理人员，项目管理人员，质量部QC人员及焊接工艺人员等必须做好如下工作，并对相关的施工队管理人员，焊工（包括定位焊工）、碳刨工及其队长或带班进行技术交底。熟悉相关的标准、规范及图纸熟悉相关的标准、规范及图纸从中了解即将焊接及检验的是什么结构？何时何地进行焊接及检验？如何进行焊接及检验？例如，用于海工项目的屈服强度在355及其以上的高强钢对于焊接线能量输入的要求严些,有些结构焊后尺寸精度要求高些,此时就需要责任人员进行重点的监控。焊接质量控制要素焊接质量控制要素15海工事业部培训(共57页）熟悉所选用的焊接工艺规程等批准的程序文件熟悉所选用的焊接工艺规程等批准的程序文件 焊接方法 施焊技术 填充金属类型 焊接位置要求 确认拟采用的WPS是否适合待焊接接头？为此，有时 甚 至需要查看支持WPS的焊接工艺评定记录(PQR)。确认焊工的资质及其有效性确认焊工的资质及其有效性清楚焊接停检点等检验节点，并准备好相关的记录表清楚焊接停检点等检验节点，并准备好相关的记录表格（焊接记录表格格（焊接记录表格/无损检测记录表格等，表格应清晰、无损检测记录表格等，表格应清晰、易懂）及必要的检验工具易懂）及必要的检验工具焊接质量控制要素焊接质量控制要素16海工事业部培训(共57页）了解与焊接相关设备的性能并检查其运行状况，包括但不限了解与焊接相关设备的性能并检查其运行状况，包括但不限于于 以下方面：以下方面：焊接电源 送丝机构 电源缆线及焊钳 焊剂/焊条的存储设备（包括焊条筒的检验）和烘焙设备,及电加热设备(需要时)气体保护软管及气瓶压力(表)等 确认母材无质量等问题确认母材无质量等问题 按照EEMUA 158 第4.5.1条（a）款要求，材料供货状态的改变是对该材料重新进行焊接工艺评定的重要变数。Ceq0.03%确认焊材牌号的选择正确无误（根据确认焊材牌号的选择正确无误（根据AWS D1.1AWS D1.1要求，要求，FCAWFCAW 焊丝牌号改变是补加的焊接变数；焊丝牌号改变是补加的焊接变数；DNV-OS-C401DNV-OS-C401要求，当要求，当温度低于温度低于-20-20且材料有冲击要求时，焊材牌号改变是重新且材料有冲击要求时，焊材牌号改变是重新评定的重要条件；在评定的重要条件；在N389 TopsideN389 Topside项目管系的焊接中，按照项目管系的焊接中，按照欧标欧标EN ISO15614-1 EN ISO15614-1 第第8.4.58.4.5条的要求，焊材制造厂家的变条的要求，焊材制造厂家的变化也被列为补加重要变数）。化也被列为补加重要变数）。焊接质量控制要素焊接质量控制要素17海工事业部培训(共57页）焊接前坡口检验焊接前坡口检验 坡口的角度 坡口面有无内凹或外凸（将影响焊接）坡口深度（对深熔焊PP而言）钝边尺寸（将影响单面焊双面成型焊接方法的焊透性）焊接前接头装配检验焊接前接头装配检验 装配焊接顺序是否合理（将影响焊件的焊后尺寸）根部装配间隙 角偏差 接头错边 特定条件下，待焊接构件的预置变形措施焊接质量控制要素焊接质量控制要素18海工事业部培训(共57页）定位装置及定位焊接检验定位装置及定位焊接检验 用于焊接件定位的工装卡具（包括剪刀撑等焊接定位装置）是否适合该焊接件的定位？是否能够在焊接过程中 保证该定位尺寸不变？是否符合安全要求（如，码板要 求双面包角焊接）？坡口内的定位焊接强度是否足够？例如，对于大拘束结 构厚板的定位焊接，其定位的长度通常不小于100mm，定位焊接的厚度不小于构件焊接总厚度的1/3或15mm(取较小值)。熔入永久焊缝的定位焊缝，焊接时应采用与正式施焊相同的WPS中的打底焊接方法及其焊接规范，焊缝的两端部应呈阶梯状排布，并打磨成羽状，并在正式施焊之前对其进行MPI。定位焊缝容易成为缺陷源,因此应确保定位焊缝无缺陷。对于有缺陷的定位焊缝应在形成最终焊缝之前去除，并 重新定位焊接。定位焊前的预热温度与拟采用的定位焊前的预热温度与拟采用的WPSWPS中的要求相同。中的要求相同。焊接质量控制要素焊接质量控制要素19海工事业部培训(共57页）接头焊接前清理接头焊接前清理 焊接前应认真检查待焊接区域及其附近25mm范围内的 清洁情况。接头及其附近区域污垢的存在可能导致产生焊接气孔,裂纹及未熔合等缺陷。接头清理尚应包括如下内容A.湿度B.油脂C.油漆，铁锈，毛刺，分层，镀锌等焊接质量控制要素焊接质量控制要素20海工事业部培训(共57页）接头焊接前预热（当有预热要求时）接头焊接前预热（当有预热要求时）当待焊接接头有预热要求时，应对预热情况进行检查 检查预热温度时，既要限制最低预热温度，又要限制最 高预热温度，并保证整个加热区内预热温度的温差最大 不超过55.预热温度的测量包括，但不限于如下方法A.测温笔(temperature indicating crayons/tempilstick)B.接触式测温仪(surface thermometers)C.热电偶（thermocouples）D.远红外测温仪(Far infrared thermometer)注：远红外测温仪测温结果受待测量表面光反射影响较 大,在测量距离上同样有局限性。焊接质量控制要素焊接质量控制要素21海工事业部培训(共57页）焊接过程控制焊接过程控制 检查各种焊接变数是否符合检查各种焊接变数是否符合WPSWPS要求，检验项目应该包括要求，检验项目应该包括以下内容：以下内容：焊接方法焊接材料是否正确，是否按要求使用层间温度是否符合要求焊道质量检查焊道质量检查 任何焊道表面的不连续或气孔等缺陷可以及时的被发现并及时处理，包括对局部不平整的加焊，以此改善下一焊道的焊接条件。根部焊道应该重点检查。尤其对于大厚板的T型接头部位，因其自由度少而处于高拘束状态，当根部焊道过薄过宽时，或其表面曲率过大时，焊缝金属在冷却到预热温度时，可能会因为承受不住结构的拉应力而开裂。焊接质量控制要素焊接质量控制要素22海工事业部培训(共57页）层间清理层间清理仔细进行层间清理可避免产生夹渣和层间未熔合，尤其在进行根部焊接时，最初几道焊道的清理非常重要。经常用于层间清理的工具如下：A.手凿或风铲B.电动或风动打磨片（区别：安全角度/气保护效果角度）C.手动或电动钢丝刷 注意：注意：采用电动或风动的铲削或打磨工具进行根部或最初几道焊道的打磨时，切记不要用力过猛，以避免可能对根部的破坏，力道过大时可能导致根部焊道产生微裂纹。此外，过分的打磨所带来的焊道表面变形，有时会掩盖住焊道表面存在的缺陷。焊接质量控制要素焊接质量控制要素23海工事业部培训(共57页）检查层间温度检查层间温度 将焊接层间温度有效的控制在WPS允许的范围之内。金属在焊接热循环的作用下,热影响区的组织分布是不均匀的。熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化，是整个焊接接头的薄弱地带。对于含碳高、合金元素较多、淬硬倾向较大的钢种，还出现淬火组织马氏体,降低塑性和韧性,因而易于产生裂纹。试验证明，在低合金高强钢及超高强钢焊接时，采用小线能量焊接，并将层间温度控制在200以下可以有效的降低焊接热影响区的晶粒粗化倾向。控制焊道的排布及焊接顺序控制焊道的排布及焊接顺序焊道的排布及焊接顺序不合理可能导致焊接件变形过大或产生更大的焊接应力。先纵后环/先短后长/指向自由端折返焊接技术是一种减小焊接变形的有效方法。焊接质量控制要素焊接质量控制要素24海工事业部培训(共57页）碳弧气刨清根要求碳弧气刨清根要求碳弧气刨应使用专用的碳弧气刨设备。不允许使用电焊机的电源进行碳弧气刨，以免损伤焊接设备。为保证碳刨连续进行,碳棒燃烧速度要与送入速度相同,否则容易形成碳刨中断或者夹碳，影响焊接质量。刨槽不易过深，以刚好露出根部金属为标准。碳刨时选择合适的碳刨角度：为了保证碳刨质量，采用碳刨开设坡口时，碳棒后倾角度一般不超过70.开设的坡口角度应适于后续的焊接。碳刨后应打磨去除HAZ及渗碳层。碳刨注意事项：碳刨注意事项：A.碳刨之前确认碳刨现场无爆炸物、可燃物等危险物品B.碳刨作业时，碳刨方向不得对着人或物C.切忌碳刨过深造成正面焊缝金属剩余过薄，在结构的拉应力作 用下，剩余的焊缝金属被拉裂。焊接质量控制要素焊接质量控制要素25海工事业部培训(共57页）u焊后检验焊后检验完工焊缝的外观检验 焊缝的外观检验应包括自检、互检和专检及向船东船检报检四个阶段。其中自检工作尤其重要。自检和互检应由施焊的焊工进行,管理人员应培养焊工养成自检和互检的习惯。焊接结束后应立即进行自检，发现问题及时处理，以避免因二次加热，甚至重新搭设脚手架而带来不必要的经济损失。专检应由QC人员按照图纸，标准和规范的要求执行。检验项目应至少包括以下内容：清理完工焊缝表面。所有临时附件采用割枪或碳刨去除时应留根至少3mm，然后采 用打磨方法修磨至与母材平齐，并对打磨后的部位进行MPI。-EEMUA 158标准中及有些海工项目规格书中均有规定。焊缝附近应做好标识,包括施焊完成日期及焊工证号等。焊接质量控制要素焊接质量控制要素26海工事业部培训(共57页）完工焊缝的外观检验（完工焊缝的外观检验（ContCont）焊缝金属应与母材圆滑过渡,焊趾处不允许存在明显的咬边或焊瘤.咬边长度应10%焊缝总长,且深度0.5mm(规格书中常有规定).焊缝不允许存在表面气孔和表面裂纹。焊缝外观应规则。角焊缝的焊脚应等长，焊缝外观轮廓只允许轻微的外凸。焊缝宽度和余高等是否符合WPS及相关标准规范要求 角焊缝的焊脚/焊喉尺寸是否符合相关标准规范要求 疲劳节点的打磨是否符合相关标准规范要求（疲劳节点的打磨应该在焊接工程师的指导下进行）。测量因焊接收缩而带来的变形尺寸是否符合要求。焊接质量控制要素焊接质量控制要素27海工事业部培训(共57页）监控焊后热处理（当有焊后热处理要求时）加热区温差过大产生的热应力可能导致构件焊缝金属在薄弱带产生微裂纹;恒温温度过高可能会破坏母材材料的原始状态,使母材的综合机械性能变差（QT或TMCP状态供货的材料）;恒温温度过低,则焊缝不能按照预期目标消除焊接应力或降低硬度。热处理需检验的项目如下：热处理工艺程序（PWHT Procedure）热处理操作规程（PWHT Operate Specification）热电偶的连接（Placement of Probe）加热带的布置（Attachment of Heating Pad）保温棉的布置（Attachment of Insulation）PWHT设备的操作（Operation of PWHT Equipment）热处理纪录曲线（Chart Documentation）硬度试验记录(需要时)（Hardness Test Record）焊接质量控制要素焊接质量控制要素28海工事业部培训(共57页）无损检测（无损检测（NDTNDT）焊后的各种检验对于保证焊接质量是有意义的，如果上 述各要素得到有效控制，焊接质量应该是满意的，焊后 检验的各种手段仅仅是验证而已，如果上述各要素没有 很好的控制，则焊后检验是焊接质量的最后保证。焊后 检验还有另一层意义，那就是通过焊后检验查明缺陷类 型、分析出影响焊接质量的因素是“技术性”还是“工 艺性”的,即是由于焊工水平问题而导致焊接质量不高,还是焊接工艺本身的不完善、不合理而导致了焊接质量 不高，从而为提高焊接质量提供了有利的证据。常用的 无损检测方法有：磁粉检测MPI，渗透检测PT，射线检 测RT，超声波检测UT焊接质量控制要素焊接质量控制要素29海工事业部培训(共57页）u焊接返修 对于焊接超标缺陷，一般采用与原始焊接工艺相同的焊 接方法进行返修（除SAW），返修焊接的质量控制要 求与上文的要求相同。焊接返修应注意的事项如下：缺陷产生的原因分析 缺陷类型及大小位置的确定及是否被清除的判定。防止产生新的焊接缺陷或接头性能下降的措施。制定焊接返修方案。确保缺陷清除干净。用碳弧气刨清理缺陷时应防止渗 碳、渗铜，气刨后要用砂轮打磨刨槽，去除渗碳层。选择持证的、技术好的焊工进行返修焊接。按照WPS或返修方案要求提高预热温度50，且不低于 100，这有利于防止裂纹的产生（焊接拘束增大）。焊接质量控制要素焊接质量控制要素30海工事业部培训(共57页）u焊接返修（焊接返修（ContCont）所有焊接返修部位都应按原要求经外观检查及无损检测 合格。焊缝返修工作应在焊后热处理和水压试验前完成（当要 求热处理和/或水压试验时）。否则，返修焊接后仍需进 行焊后热处理和/或水压试验。同一部位的焊接返修次数不应超过二次。超过二次以上 的返修(称超次返修)需经船检和船东的同意,并制定详尽 的返修方案,通常船检和/或船东要求制作产品焊接试件。应及时做好返修过程中的各项记录。焊接质量控制要素焊接质量控制要素31海工事业部培训(共57页）u堆焊长肉 海工结构总装合拢时，或TKY节点装配焊接时,经常由于 下料、焊接收缩或装配累积误差而产生大的装配间隙,如 果其间隙在标准规定的范围之内，则可以通过堆焊长肉 进行焊接。各个标准中对于堆焊长肉间隙的限定如下(如 果超出范围，就必须进行最小300mm宽嵌板焊接了）：ABS rules 2-4-1/3.1中规定，船检可以接受的长肉范围 为：坡口每侧长肉厚度不得超过接头处母材厚度的0.5倍 或不得超过12.5mm（取两者中较小值）。如果船检在 构件堆焊长肉前被告之不宜进行双侧堆焊，则其根据现 场情况，有权同意仅从单侧长肉至整个构件厚度。其长 肉后得到的间隙只需在所采用的WPS间隙范围之内即可.规范中未要求对长肉进行评定，因此采用的WPS可以与 后续焊接的WPS相同。ABS Rules强调事前沟通。焊接质量控制要素焊接质量控制要素32海工事业部培训(共57页）DNV-OS-C401,Amended October 2010 Ch.2 Sec.1/A201中规定，当坡口焊缝组对间隙大于10mm时，可以考虑采用经过焊接工艺评定的大间隙焊接或采用堆焊焊接，工艺评定试验中所采用的间隙应为生产中最大的间隙。上述情况适用于当长肉结束后的后续焊接的必要变数与长肉焊接必要变数不同的情况。当长肉焊接与后续焊接的必要变数相同时,坡口两侧可以各自长肉8mm厚度达到正式焊接时的要求而不必进行焊接工艺评定试验.举例来说,如果采用的某个WPS允许的最大间隙为5mm,则当装配间隙为21mm时，当采用此WPS进行堆焊焊接时，不需要再进行额外的工艺评定试验。焊接质量控制要素焊接质量控制要素33海工事业部培训(共57页）对于海工产品的船体结构部分,在堆焊长肉要求上,DNV和ABS在相关标准中都直接引用了IACS规范。IACS 在No.47 Table 9.4至Table9.8中，对堆焊的间隙要求进行了规定，现归纳为5种情况：无坡口对接无坡口对接(G(G为装配间隙为装配间隙,下同下同)当 2mm(SAW)或5mmG10mm 时倒 45角,并堆焊；当 G 10mm 时,背面加垫板堆焊,去除垫板,反面刨槽,封底焊;或采用嵌入板修整,最小宽度300mm。焊接质量控制要素焊接质量控制要素34海工事业部培训(共57页）对接接头坡口焊缝对接接头坡口焊缝 当 2mm(SAW)或5mmG1.5t(最大 25mm)时,在坡口一侧或 两侧堆焊至最大间隙为0.5t,如需要,背部可使用垫板。使用的垫 板在焊后应去除,然后在焊缝背面刨槽并实施封底焊。当 G25mm 或1.5t(取小者)时,采用嵌入板方式修 整,嵌入板最 小宽度300mm。T T型接头填角焊缝型接头填角焊缝 当3mmG5mm时，焊脚加大至规范要求焊脚+(G-2);当 5mmG16mm或1.5t(取小者)时,腹板上开 3045坡口,单 面堆焊(必要时可带垫板),然后打磨并焊接。G16mm 或 G1.5t 时,采用嵌入板方式修整,嵌入板最小宽度 300mm.焊接质量控制要素焊接质量控制要素35海工事业部培训(共57页）T T型接头单侧坡口焊缝型接头单侧坡口焊缝 当 3mmG16mm时,堆焊,必要时可使用垫板。如使用 垫板,焊后应去除。堆焊后反面刨槽并封底焊.G16mm 时,采用嵌入板方式修整,嵌入板最小宽度300mm。T T型接头双侧坡口焊缝型接头双侧坡口焊缝 当 5mmG16mm时,使用陶瓷或其他认可材料的垫板 进行堆焊,焊后去除垫板,反面刨槽并封底焊.G16mm 时,采用嵌入板方式修整,嵌入板最小宽度300mm。当现场结构需要焊接长肉时,焊接工程师应根据现场结构 的具体情况,编制详细的堆焊长肉操作规程,并对QC及现 场施工人员进行技术交底,QC负责监控堆焊长肉的实施。焊接质量控制要素焊接质量控制要素36海工事业部培训(共57页）焊接质量控制实施方法537海工事业部培训(共57页）u为了有效的实现海工项目焊接质量控制,公司质量部门的焊接工程师以及技术部门的相关人员,应配合生产部门的工艺组,针对特定的项目制定现场焊接指导卡(SWIS)以方便现场查询和执行，并可以将此SWIS作为项目焊接前技术交底使用;针对特定的特殊结构制定行之有效的焊接方案或作业指导书;认真做好焊接的追溯记录;定期对项目进行焊接审查(Welding Audit);技术部门优化焊接结构的设计。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法38海工事业部培训(共57页）现场焊接指导卡(SWIS)此卡可视为将某一项目的所有WPS整合到一起的一个通用工艺卡,其主要内容包括但不限于如下几个方面：参考标准焊工职责A焊工在焊前应确保随身携带了完成此焊接工作需要的所有必备的工具,并确认接头已经清洁，工作场所已做好防护措施;按照主管人员安排的预热方法进行预热并确认预热温度已经达到工作要求;查看随身携带的SWIS以确定使用的WPS及焊接材料准确无误;确认所用的焊接设备处于良好的工作状态,发现任何问题应及时汇报主管人员以尽快纠正。B所有焊接应尽可能采用双面焊接,清根可采用碳弧气刨配合打磨方法以出白，也可以只采用打磨方法出白。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法39海工事业部培训(共57页）装配及定位焊接（见焊接前准备）附图预热要求（见焊接前准备）附图/附表层间温度要求（见焊接过程控制）对焊接中断的要求(WPS中应有此要求)A.除层间清渣，接头打磨，移位或换焊条/焊丝外，焊接接头应尽可能连续焊接完成。B.当有电加热装置维持接头预热温度时，只要根部及其后第一层焊道焊接完成，则其焊接中断时间不限，在重新预热并开始焊接前应对焊缝进行MPI。C.对于无法采用可维持温度的预热方式,或没有预热要求的接头,只有焊接厚度达到总焊接厚度的1/3或15mm（取较小值）时，才允许中断焊接。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法40海工事业部培训(共57页）D.因为有前面的要求，所以焊接前计划的制定就显得尤为重要。E.如果在计划执行中，遇到了这种情况：接头排在即将交接班或即将用餐时间开始，则主管人员必须决定：或者推迟开始焊接时间，或者由当班焊工加班焊接，然后手把手的交给下一班焊工进行焊接。F.只进行了根部焊接的焊件是绝不允许中断焊接放置的。G.对于大型构件或在很高的拘束状态下的待焊接接头，打底焊后应紧接着进行后续焊道的焊接（间隔通常不得超过10分钟，称为热焊道），热焊道可以每段300mm长且由多名焊工对称的同时焊接完成。热焊道焊接厚度要求达到总焊接厚度的1/3或15mm（取较小值）。H.复杂结构的焊接次序应由焊接工程师根据现场实际情况制定。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法41海工事业部培训(共57页）对于完工焊缝的要求（见焊后检验）焊接返修（见焊接返修）SMAW焊接参数要求及注意事项（从WPS中摘录）FCAW焊接参数要求及注意事项（从WPS中摘录）SAW焊接参数要求及注意事项（从WPS中摘录）堆焊长肉要求（见堆焊长肉）焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法42海工事业部培训(共57页）焊接方案焊接方案对于一些特定的特殊结构，常常需要焊接后保证其装配尺寸精度，这时就需要制定行之有效的焊接方案，如推进器结构的焊接；导向结构与围井焊接；GM4000和OCTABUOY的Deck Box大合拢焊接及其拖拉装置的焊接；导缆器结构焊接；吊机COLUMN 与 TOWER及TUB 与 COLLAR焊接；风车安装船的桩腿合拢焊接等。对于T型接头结构焊接时，由于其大拘束，焊接及加热保温位置受限，三向散热等特点，其裂纹的产生几率远大于对接接头。如：发动机底座焊接；GM4000拉筋的内部十字支撑焊接;吊点和拖拉点的焊接;以至于测深、测速口小法兰与舱底板的焊接以及桩腿拉筋的焊接等，为防止其产生冷裂纹等焊接缺陷，需要在焊接前制定详尽的焊接方案，以此将可能的风险降低，不做事后诸葛亮。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法43海工事业部培训(共57页）作业指导书作业指导书对于一些特殊要求的材料或焊接方法，需要将经验进行总结，形成如作业指导书等文件，然后去指导现场的焊接操作。这些材料包括低温钢管/耐热钢管/奥氏体不锈钢管/DSS和SDSS/Cunifer/Copper/Al-Brass,甚至将来可能的invar,Al alloy,钛Ti和锆Zr合金等。焊接方法除常规的GTAW/SMAW/FCAW外,还应注意到钎焊焊接。钎焊当用于食品级要求的管系焊接时，与一般的钎焊要求是有区别的。虽然这些焊接方法大家都很熟悉，其实换了标准后，其要求可能会有很大的不同，我们制定的程序应该满足相关标准要求，并应将这些要求告知操作者。上面提到invar,Al alloy,钛Ti和锆Zr合金等，其实距离我们并不遥远，我们即将要做的Dana的项目中就可能有Ti或Zr合金，而我们未来就有可能进军LNG市场。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法44海工事业部培训(共57页）焊接追溯记录焊接追溯记录产品在焊接工艺过程中对每条焊缝的焊接工艺记录都应做到有案可查,确保产品的焊接过程符合设计要求。焊接质量的可追溯不但是产品质量的重要保证,而且为产品焊接缺陷的分析、焊接工艺的改进提供重要依据和手段。焊接质量追溯记录包括以下内容（举例如下页）：焊材复验记录,焊材库温湿度记录,焊材烘焙记录,焊材发放和回收记录,焊接工艺评定试验记录,施焊记录,焊缝外观检验记录,焊缝无损检测记录,焊工焊绩记录,热处理曲线及温控记录,分段焊缝追踪表&无损探伤图等。除各种表格记录外,现场管理人员包括QC人员及焊接工程师,应养成拍照记录的良好习惯,拍照记录对于那些隐蔽工程尤其重要（这一点应向老外学习）。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法45海工事业部培训(共57页）焊接追溯记录（以焊接追溯记录（以SEVAN 650 3#SEVAN 650 3#桩腿焊接为例）桩腿焊接为例）焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法46海工事业部培训(共57页）焊接审查焊接审查(Welding Audit)(Welding Audit)产品Audit方法的内涵是:建造方按照用户的眼光和要求对经过检验合格的产品进行质量检查和评价,将检查出的质量缺陷落实责任,分析缺陷产生的原因,并采取整改措施来消除缺陷,逐步提高产品的质量。通常,Audit方法对检查出来的缺陷用扣分的形式来表示,根据缺陷的等级程度确定扣分的多少,扣分越多则说明用户的满意度越低。Audit的特点:及时、直观的反映产品或服务的缺陷;全面、客观地掌握产品质量状况,从而促进产品质量的改进。我们在此是借用了Audit这种新兴的质量检测方法,站在第三方的立场上,定期的对项目的焊接质量进行全面审核,并向责任方公布检查结果,督促责任方对发现的问题进行整改，以此来逐步改进产品的焊接质量。焊接审查应真实全面的反应项目的焊接质量状况,不要流于形式。后附对SEVAN650项目焊接审核的样表：焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法47海工事业部培训(共57页）焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法Welding Audit（Cont）48海工事业部培训(共57页）焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法Welding Audit（Cont）49海工事业部培训(共57页）焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法Welding Audit（End）50海工事业部培训(共57页）材料及焊接结构设计 设计焊接件时，不仅要考虑到焊件的使用性能,还要考虑到焊件结构的工艺性能,使焊接生产简便,焊接质量优良,同时降低焊接成本。在满足焊接结构使用性能的前提下，应尽量选用焊接性能良好的材料。一般情况下，选择碳当量0.43的材料。在选用两种不同材料进行焊接时,应注意其焊接性差异。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法51海工事业部培训(共57页）接头形式设计对接接头应力分布均匀,接头质量容易保证,节省材料,是使用最多的接头形式，重要的受力焊缝应优先选用。搭接接头受力时产生附加弯矩，且金属消耗量较大，一般应避免采用。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法52海工事业部培训(共57页）合理布置焊缝焊缝的位置应便于操作焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法53海工事业部培训(共57页）焊缝应避开应力最大和应力集中的部位焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法54海工事业部培训(共57页）焊缝布置应尽可能分散 焊缝的交叉和密集使焊接接头部位严重过热,组织恶化,综合力学性能下降,而且容易产生变形和焊接裂纹。焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法55海工事业部培训(共57页）焊缝位置应尽可能对称以减小焊接变形焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法56海工事业部培训(共57页）焊缝位置应远离加工表面焊接质量控制实施方法焊接质量控制实施方法57海工事业部培训(共57页）谢谢您的支持！谢谢您的支持！谢谢您的支持！谢谢您的支持！(Thanks for your support!)Thanks for your support!)海工事业部2012年11月
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