海洋平台建造中焊接材料的管理及使用

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（海洋石油工程股份有限公司，天津300461）

0 前言

海洋被誉为“蓝色国土”，是巨大的资源宝库，海洋油气产量占世界总产量的比例不断增加。在国际油价持续低迷的大环境下，全球海洋油气资源开发前景依然广阔。随着海上油气资源开发的研发和投资力度的不断加大，作为开采海洋油气资源工具、实施海洋战略基础的海洋平台，其深水化、大型化、复杂化趋势显著，加之服役环境恶劣，其对焊接的要求也更为严苛，而加强焊材管理是保证海洋平台结构焊接质量的基础。

1 海洋平台建造中焊接材料的管理

海洋平台陆地建造工程项目中，严格管理焊接材料的采购、验收、储存及保管是项目质量控制的重要关卡，是保证焊接材料以良好状态进入项目施工现场的关键。焊接材料管理水平的高低直接决定海洋平台建造焊接质量能否达到设计要求。

1.1 焊接材料的采购及验收[1-2]

焊接材料采购及验收入库前，除需确认焊接材料制造厂的质量保证体系是否完整、焊接材料的包装和标识等外，应根据国家标准、验收标准以及公司制定的焊接材料管理程序检查或复验焊接材料的性能。具体要求如下：

（1）焊材制造厂的质量保证体系。

焊接材料制造厂具有完整的质量保证体系是制造优质产品的重要保证，通过质量保证大纲的运转来保证产品符合标准要求。

焊接材料的采购中需确认焊材制造厂的质量保证大纲与己方具体要求一致。如在分销商购进散装焊接材料或使用新标签重新包装的情况下，需确认分销商的控制体系是否能保证对原制造厂相关记录的可追溯性。

焊接材料的验收中必须严格按BS EN 10204-2004 Metallic products-Types of inspection documents（金属产品—检验文件的类型）4.1 Inspection certificate 3.1“type 3.1”（检验证明书 3.1）进行证书验收，产品说明书、合格证以及质量保证书等供货文件齐全。

（2）焊接材料的包装和标识。

所有焊接材料应具有能够防止常规条件下运输、储存时损坏的合理包装。单位包装件表面必须有清晰的标识，至少包含：a.标准（GB或AWS）和分类级别；b.供应商的名称和焊材名称；c.标准尺寸和规格；d.批号，控制号或炉号，生产线（如适用）；e.产地，生产日期，有效期。

（3）焊接材料试验及复验。

根据AWS A5.01-2013 Welding Consumables-Procurement of Filler Metals and Fluxes（填充金属导购准则）对采购的焊接材料抽取样品进行必要的试验，以检验焊接材料的焊接工艺性、力学性能、化学成分及耐腐蚀性等性能满足要求。

进入施工现场的焊接材料必须按相关标准或订货协议进行复验，复验合格后加贴合格标记、注明批号，办理入库手续。常用的焊接材料应每年复验一次（焊接工艺评定试验可以代替复验），需要复验的焊接材料严禁直接发放给施工部门使用。焊接材料的复验结果必须由指定部门存档，以备检查。

1.2 焊接材料的储存及保管

验收合格的焊材进入一级库，库管员将每种类型的焊条、焊丝和焊剂根据其品种、牌号、规格及验号（年号-进场批号，同一批进厂的焊材，只要牌号、批号、规格、产地其中一项不同，材料库管员都要分别给定不同验号）进行入库登记，并有序堆放。

仓库内应保持干燥、清洁、通风，要有温度及湿度记录仪。仓库内相对湿度不得大于60%，温度不得低于5℃。库管员要每天对湿度、温度进行记录存档。库管员应对焊材进行周期性检查，焊条每季度检查一次，焊丝、焊剂则每半年检查一次，如果有质量问题及时上报焊接工程师，以便处理。

严禁焊材直接堆放在地面上，必须使用木板或者木架垫高，应距离地面和墙壁0.3 m以上，使上下左右空气流通。

焊材的密封包装应随用随开，避免焊接材料的机械损伤。焊条的存放时间不宜过长，遵循先入库先使用原则。

2 海洋平台建造中焊接材料的使用

各施工场地及施工船舶上设置二级库，各二级库的容量、环境条件、人员配置和管理水平应满足各场地和船舶的施工要求以及一级库的各项要求。同时，建立良好的发放、领用、烘焙及回收制度。

2.1 焊接材料用量的计算[3-4]

焊接材料消耗定额的计算是做好生产准备工作，保证项目如期完成的重要保证。目前计算焊材用量主要有两种方式：一种是根据经验公式，粗略计算焊层面积来计算焊材用量；另一种是直接查找经验表获得焊材质量。

在海洋平台建造中选用焊接材料的总体原则是立足国内产品，对于特殊材料、特殊要求的工程及考虑焊接效率等因素，国内没有相适应的产品时，选用国外焊接材料。焊接材料的种类主要有焊条电弧焊的焊条、气体保护焊的实心/药芯焊丝、氩弧焊的焊丝、埋弧焊的焊丝及焊剂。其用量计算大致相同，是以焊缝熔敷金属质量或焊剂的消耗量加上焊接过程中无法避免的损耗。计算公式为

式中 Cx为焊接材料消耗定额；Pf为每米焊缝熔敷质量，由焊缝熔敷金属横截面面积乘以熔敷金属的密度得出；Kh为定额计算系数，可查询焊接手册；Lh为焊件焊缝长度。

2.2 焊接材料的烘焙及领取

（1）焊接材料的烘焙[5]。

海洋平台建造中焊材使用单位按需提前8 h填写焊材烘干通知单，库管员按预约烘干焊材并对焊材烘干情况进行记录存档。所有焊条及焊剂（包括新打开包装的焊剂）必须按焊材生产厂家推荐的烘干温度及AWS D1.1-2010 Structural Welding code Steel section 5.3的要求进行烘干。海洋平台项目中常用的符合ANSI/AWS A5.1和ANSI/AWS A5.5要求的低氢焊条进行烘干，如表1所示。

表1 低氢焊条烘干和保温

焊条在烘干箱内应按照牌号、规格分别摆放，并按层整齐码放。为使加热均匀，湿气易排出，最大码放层数为4层；烘干好的焊条从烘箱取出后，在使用前根据牌号和尺寸彼此远离，有序地放置在120℃保温箱内进行保温。

海洋平台建造中常用焊剂需按如表2所示的要求进行烘干。

表2 焊剂烘干和保温

（2）焊接材料的领取。

所有焊接材料的领取必须填写焊材发放记录，该记录应完整保存在相应的焊接材料仓库内，以备定期检查。

a.烘焙焊条的领取。焊工领用焊条时需佩戴焊工证，凭库管部门印发的焊材领用卡，依据施工料单进行领取。同时，根据焊材领用卡存根，如数退回未用完的焊条头。若无焊条头或存根一律不准领取焊条。首次领取焊条的焊工（无焊条头）需持有施工证明方可领取。

b.焊丝的领取。焊工领用焊丝时需佩戴焊工证，凭库管部门印发的焊材领用卡、焊丝包装盒及焊丝滚轴领取。首次领取或者增加焊丝数量的需持有施工证明方可领取。不同项目需依据施工料单分别领取焊丝，严禁混用。焊丝滚轴如数退回，如无焊丝滚轴或存根一律不准领取。

c.焊剂的领取。施工单位凭库管部门印发的焊材领用卡，依据施工料单自行领取。

2.3 海洋平台建造施工现场的焊接材料管理

焊工须按正式批准的焊接工艺规程正确使用焊材并杜绝浪费，碳钢、低合金钢焊条剩余长度不得超过50mm；不锈钢焊条剩余长度不超过100mm；在不影响正常送丝的情况下，要用完每盘CO2药芯焊丝、自保护药芯焊丝、埋弧焊焊丝；氩弧焊丝剩余长度不得超过100 mm。每一个班次的焊接工作结束后，焊工或者焊接操作者应归还剩余的焊材至仓库。对于不同焊接材料的其他管理条款如下所述。

（1）焊条。

a.焊条应放置在焊条保温筒内，焊条保温筒的温度应不低于75℃，一次焊材发放量不得超过4 h的使用量。不同类型的焊条可以放置在同一保温桶中，但是必须保证有正确的方法使之隔离区分。

b.保温筒内未使用完的焊条超过4 h应放至烘箱内重新烘干。库管员将剩余焊条根数填入焊材发放记录中。

c.回收的剩余焊条需放在指定地点以便识别烘干次数。重复烘干的焊条应优先发放，再次烘干次数不应超过一次。

（2）焊丝。

a.药芯焊丝要注意防潮以获得满意的性能和焊接效果。如果长时间暴露于大气中，焊丝内的药芯会吸潮，从而提高焊丝水分含量。所有的实心焊丝在使用前都必须认真检查表面是否遭受腐蚀，确认后才允许发放至施工现场。

b.焊工及焊接操作者应将未使用的焊丝存放于干燥的场所，未存放于干燥场所，并且未被下个班次使用的药芯焊丝不允许第二天继续使用。

c.焊接作业时，焊丝送丝机应盖好遮盖板以防雨天焊丝被雨淋湿。焊工在雨后应检查焊丝，严禁使用生锈焊丝。

d.埋弧焊焊丝应避免放置在大气或者潮湿环境以免其性能受到影响。使用前检查其表面是否生锈或有其他污染。同时，在每一施工班次结束后进行遮盖。焊丝和焊剂的匹配应符合最新版本ANSI/AWS A5.17（埋弧焊碳钢焊丝和焊剂规范）的要求。

（3）焊剂。

a.埋弧焊用焊剂应纯净、干燥，严禁被污物/碎片或者其他外来杂质污染。所有购买的焊剂包装完好，包装破损的焊剂应退回给供货商或丢弃，或者按表2要求烘干后才可以使用。

b.焊剂烘干后，在发放和使用时应存放在密闭的保温桶中。如果焊剂在保温桶中时间超过4 h，则需要放入烘箱再次烘干。

c.焊接过程中通过真空吸附回收装置或手工收集立即回收的焊剂，采用空隙约3 mm的筛子去除渣壳、碎粉或其他外来异物的焊剂可以再次使用，但至少应与50%的新焊剂混合在一起使用。

d.每天焊接作业结束后要清空埋弧焊机上所有的焊剂给料盒（漏斗），第二天工作时要置换上焊剂干燥箱中新的焊剂。

3 结论

海洋平台结构的焊接质量是整个工程的生命线，而焊接材料的采购、验收、储存保管以及使用的有效管理在项目的焊接质量控制及成本控制中起着十分重要的作用。针对海洋平台建造特点总结了项目中焊接材料的管理及使用，以期为类似项目的焊接材料管理工作提供指导和借鉴。

[1]BS EN10204 Metallic products-Types of inspection documents[S].2004.

[2]AWS A5.01 Welding Consumables-Procurement of Filler Metals and Fluxes[S].2013.

[3]王成文.焊接材料手册及工程应用案例[M].山西：山西科学技术出版社，2004.

[4]虞明星，李淑民，宋峥嵘，等.海洋平台导管架建造焊材消耗定额统计[J].焊接工艺，2011，40（6）：48-50.

[5]AWS D1.1/D1.1M Structural welding code-steel[S].2010.