钢管焊后热处理作业降本增效的生产方法

周怀杰

摘 要：本文论述大型钢结构建造生产任务中，厚壁钢管的焊道需要大量焊后热处理工作，市面购置的保温被不能满足热处理高温工艺标准，采用自制保温被的方法，解决了生产中遇到的问题，较好的满足生产需求，起到降本增效和节约成本的良好作用，本文论述了焊后热处理保温被的制作及应用方法。

关键词：解决难题;提高环保;节约成本

一、生产问题调研

渤海中部某油田建设项目海上采油导管架和海上采油平台的钢结构生产中，大直径、厚壁钢管的焊道需要大量的焊后热处理工作。鉴于公司现有的保温被不能满足要求，采用了自制保温被的方法解决不足的问题，可以起到降本增效和节约成本的作用。

热处理工艺温度标准要求高一般最高温度可以达到600-650°左右，高温温度需要恒温保持2小时以上，该项目具有3000多米的焊缝热处理工作。按照每一根管平均做12个小时的热处理工作，大量的热处理工作就需要使用很多保温被进行保温。

为保障该项目产品热处理的生产质量，公司在自有保温被数量不足的情况下，决定通过以采用购置成品保温被的方式，實施完成处理工作。

前期，公司通过对多家供应商的投标评比，分别选择了两个绩优厂家，要求供应商各提供一套成品保温被进行测评，通过各项试验指标来评定保温被的质量是否可以满足生产需求。经过现场试验，两个厂家提供的成品保温被的阻燃面料，都不能长时间的耐高温，不能满足大厚壁钢管的热处理工作。试验现场仅仅使用热处理2道焊口评估，成品保温被的面料就被烤糊使用寿命较短。当保温被面料被烧糊后，里面的纤维填充物四处飘飞，对环境保护、文明施工以及员工健康防护产生较大影响，不能满足项目热处理工艺需求。而且该成品价格较为昂贵，每张费用在1000元以上，特别是加热环缝焊口较长，每张长度在9米左右，费用则高达2000元左右。根据预算整个项目的2500米焊道需要热处理，需要使用大量的保温棉，粗略计算整个项目需要产生20多万元的费用。

二、问题发生原因及分析

工艺要求工件热处理温度在低于315°时，加热设备可以自由加热，加热速率不大于5600除以金属最大厚度所得的数值，最大不超过220°C＼hr，最高温度在600-650°。由于加热工艺要求温度较高，保温被材料在长时间作业的情况下不能长时间承受高温，造成烧糊不能满足热处理工艺要求起不到保温作用。

购置的成品保温毯，在使用过程中由于保温被外层被烫坏，里面的保温棉比较容易飞出来，在回收热电偶和保温毯时，保温棉四处乱飞，每工作完成一道焊口后，地面上落了一层保温棉，对现场的文明施工是一个极大的影响因素。

购置的成品保温毯，在使用过程中由于保温被外层被烫坏后，不能起到保温的作用，有些地方都露出了热电偶，造成热处理温度升温不均匀，破损处由于受室外风的影响，造成加热温度不能上升到设置温度，不能起到热处理的作用;保温毯损坏不能完全包裹热电偶，存在触电和烫伤的安全隐患。

三、制定解决问题工艺方案

现场工人以“技术创新、降本增效”为目标结合实际生产，针对以上问题制定有效解决方案。

技术方案：使用宽度1000mm无尘石棉布作为面料，放置地面铺平整，选用80mm厚度的保温棉作为填充物均匀铺平，两侧向内反折60mm将保温棉包严，在双层无尘石棉布接口处用铜丝缝制连接，制造成为棉被形状。

1.将宽度1000mm的无尘石棉布作为卷装面料置于地面，沿着一个方向展开铺平，根据钢管纵缝或环缝的长度尺寸，裁剪出两块长方形布块，裁剪时注意两端长度保持相同避免裁斜的情况，按照同一尺寸分别裁剪出2块相同的布块。

2.将无尘石棉布在平整的地面上铺平，在无尘石棉布上按照80mm厚度，用保温棉作为填充材料，将填充物均匀的在石棉布上铺平填满，在填充过程中注意局部发生会填充厚度不一的情况，一定要确保填充的厚度均匀、相同。

3.将保温棉填充材料铺平填满后，上面再盖一层保温布，然后用无尘石棉布将保温棉包严，分别在宽度和长度4个方向，分别向内内反折60mm左右全部将保温棉裹严。

4.在双层无尘石棉布接口处，使用用铜丝缝制连接，缝制尺寸在长度方向每间隔50mm左右做一个缝制连接点，使用铜丝将其缝制在一起，整个长度方向的缝制点要均匀布置。

5.在双层无尘石棉布接口处，使用用铜丝缝制连接，缝制尺寸在宽度方向每间隔300mm左右做一个缝制连接点，使用铜丝将其缝制在一起，整个长度方向的缝制点要均匀布置。

6.分别根据工件的纵缝和环缝长度制出合适尺寸的保温被，在缝制后会发生缝制松紧不一样的情况，此时两人各拉住长度一端进行抖动，将受力不均匀的地方卸力使其均匀受力平整。

四、创新方法的作业过程

1、钢管纵缝热处理的使用方法：将焊完后的钢管置于胎架上面，焊道内纵缝表面朝上，首先使用钢丝风刷清除表面的焊接飞溅和焊道两侧的铁锈等异物清理，确保表面清洁光滑，便于实施焊后热处理工艺。两人将纵缝保温毯抬进钢管纵缝的中间，两人相互配合将保温毯均匀的铺在内纵缝的表面，保温毯全部铺平后使用磁铁架固定法，将保温毯牢固的固定在焊缝表面，检查保温毯是否和焊缝表面密切贴合，确认保温毯完全牢固而紧密的与焊缝贴合后，将热电偶按照工艺要求插进保温毯内，启动热处理加热器即可进行热处理工作。

2、钢管环缝热处理的使用方法：钢管环缝在转胎上面焊接完成后，关闭转胎的转速控制开关盒，焊道内环缝使用钢丝风刷清除表面的焊接飞溅和焊道两侧的铁锈等异物清理，确保表面清洁光滑便于实施焊后热处理工艺。两人将环缝保温毯抬进钢管环缝处，两人相互配合将保温毯均匀的铺在内环缝缝的表面，保温毯全部铺平后使用磁铁和环缝固定支架，将保温毯牢固的固定在焊缝表面，检查保温毯是否和焊缝表面密切贴合，应用支点固定法活捆绑固定法将其固定牢固，确认保温毯完全牢固而紧密的与焊缝贴合后，将热电偶按照工艺要求插进保温毯内。为了保证加热温度均匀而稳定升降，在内环保温毯布置完后，钢管的外面也要按照内焊缝布置的流程进行外表面保温。环缝两面保温完成后，就可以启动热处理加热器，可以进行环缝的热处理工作。

五、重点技术作业指导

钢管热处理属于高温升温和降温的处理过程，具有施工作业时间长的特点（一般每一根管需要12个小时左右的时间），由于受生产条件限制室外作业的情况比较多，因此每一项施工作业前都要考虑天气因素，如果预报有大风、大雨的天气，不建议实施热处理施工作业，避免在施工过程中发生大雨，致使加热过程中的钢管温度骤降，造成钢管存在热裂纹或导致工件报废的质量隐患。在大风天气的情况下一般不建议做热处理工作，因为加热过程中需要均匀保持温度稳定上升、保温和下降幅度，大风天气则会带来温度忽冷忽热，造成焊道热处理温度不均匀，不能达到有效消除氢和消除应力等方面的作用，还有可能发生裂纹的质量隐患。

六、应用效果与推广建议

在使用过程中，首先将自制的保温毯均匀覆盖在焊缝表面，应用支点固定法活捆绑固定法将其固定牢固，使保温毯的表面紧贴钢管表面。将加热器热电偶按照热处理工艺要求，合理排布将其插进保温毯内，布置完后连接加热器设置加热温度即可进行热处理工作。这种自制的保温毯重量较轻，保温棉被包裹的比较严不易飞出，施工后的现场比较干净更加有益于提高文明施工作业和环境保护。

自制的焊后热处理保温被具有以下几个方面的优点：①制作成本低、易于取材、便于制作、使用范围广;在制作取材方面大部分都是来自利库余料再利用，在材料采购方面节约很多时间和成本费用。②使用自制保温毯，现场没有施工完后的剩余料和杂物，在环保目标方面起到了极大提高了环境保护的作用;③由于填充物无规则的飞出是影响文明施工和职业健康的因素，现场通过创新的方法消除了此项问题，良好的提高文明施工以及员工健康防护作用;④能够按照项目程序文件要求进行施工作业，该项创新良好的满足热处理施工工艺要求;⑤可以宽泛的应用在钢管纵、环缝焊后热处理保温中，还可以重复使用在多个项目中再应用，也不会累加发生任何费用，起到了良好的降本增效作用。

七、结束语

钢管热处理保温被的制作及使用方法，通过渤海中部某项目的油田建设，在3000多米的焊缝热处理工作中得到良好应用，起到了节省大笔费用的效果，为今后的项目生产积累了宝贵的技术经验。