焊接安全防护探讨论文范文

焊接安全防护探讨论文范文第1篇

关键词：船舶质量;安全;可靠

引言

船舶焊接质量的提高，需要相关企业相关技术人员不断提高自身技术水平与设计合理性，提高船舶制造质量，作为我国经济建设发展的重要产业，船舶制造业经济水平的提高，在很大程度上影响国家经济建设，因此需要相关企业以及管理者结合实际情况，合理进行规划和涉及，如此才能够实现技术上的突破。

1、增强船舶生产与设计的衔接

通常情况下，在进行船舶焊接时，主要是延用传统结构进行强度设计，一般实际焊接过程中焊缝与母材有三种常见的强度配合关系。分别是，强度匹配式、高强或超强匹配式以及低配式。其划分标准主要是依据焊缝强度与母材强度的比较。为保证船舶焊接的安全可靠性，至少要选择强度匹配或超强匹配，也就是焊缝强度等于或超过母材强度，坚持以“等强”为设计标准。而在实际生产设计时，常用的焊接材料以熔敷金属确定强度，但熔敷金属强度却并不是实际焊缝强度。熔敷金属强度与焊缝金属强度存在一定的差异，尤其在焊接为低合金高强度钢用材料时，其焊缝金属的强度远远高于熔敷金属的强度。由此可见，实际焊接中的“等强”往往是“超强”的作用。但对于超强匹配的安全可靠性，至今仍存在质疑的声音，理论依据和实践证明都存在不足，因此在进行船舶设计时需要密切结合船舶企业等施工单位的相关试验、研究结果，保证焊接接头设计的合理性、焊接材料选择的准确性。

对船舶结构的性能进行评价还需参考焊接的韧性。对于低强匹配的接头更容易改善其抗脆性能。因此在抗脆性能的比较时，超强匹配并不具备优势，而在一定条件下低匹配具备更好的抗断裂性。因此，在进行焊接接头的强度设计时，可采用等强或超强匹配对应低强度的钢种，进而利用等强或低强匹配对应高强度钢种，进而保证接头具有较强的抗裂性。对于提升焊缝韧性指标可从以下几方面入手：第一，在提升焊接强度的同时提神焊接的韧性;第二，即使焊缝强度级别不同，但仍需具备相同的冲击吸收功，不同的试验条件需要不同的温度条件，条件越苛刻温度应越低。第三，在冲击吸收功、试验温度条件要求相同时，仍需采用落锤、爆炸等对焊缝接头进行认可试验。

2、增进船舶焊接材料、焊接设备配套的研发

近些年我国造船技术、造船行业都在不断的升级换代，但使用的焊接材料、设备等基础配套设施却不能满足实际需求，因此在诸多大型高附加值船舶的修建中，不能提供配套的焊丝、焊剂;在多电极高速大电流船体的构建中缺乏金属粉芯焊丝及配套焊接设备进行平面分段纵骨角焊缝;在对超厚板焊接底道焊抗根部进行焊接时缺乏专业的焊接材料、配套的液化石油气、液化天然气船的焊接设备;不能及时提供配套的海洋工程的专用焊接材、设备等。以上问题阻碍我国船舶行业的健康有序发展，对于此类问题需要制造商加强与焊接材料、焊接设备供应企业的联系，加强沟通，建立供需友好和谐的关系，推动互利双赢的发展。

3、严查严执船舶焊接工艺纪律

近年来，造船行业规模不断扩大，其生产任务也在不断的提升，因此为了满足利益需求，造船后期不得不缩短，并且增加了造船用地的紧张性。此外，为了追求工资效益，焊工工艺管理不当、缺乏充足的检验人员配备，使得焊接施工经常出现赶时间、赶进度、人海作业等突击性问题，种种现实情况导致船舶焊接施工的工艺纪律乱象丛生。混乱的施工纪律导致焊接接头精度不符合安装标准、焊接规范严重超标、增大焊接变形几率、难以保证美观外形、甚至常见接头焊接裂纹等。此类问题导致船舶总体质量难以保证运行的安全可靠性受到影响。由此可见，强化焊接施工检查力度的必要性，在焊接萌芽时期就对其施工缺陷进行纠正，可有效的避免焊接事故、运行隐患。不仅如此，在施工过程中更要严格执行焊接技术，严格监管，重视焊接工艺纪律，以法律法规严格要求焊接工艺的施展，對违法违规等现象进行及时处理，对相关责任人进行处罚。

4、提高船舶焊工的素质

当前从事船舶生产的工人大部分为农民工，因此其文化程度不高、专业技能不精、问题应对能力较弱，因此难以实现理想化的焊接工艺。对于此类问题，必须要改善生产劳动力，严格落实施工人员的选拔标准，实施培训考试、坚持持证上岗的原则。此外，注意对焊工人才的培养，强化并稳定本企业的焊工团队，激发焊工提升自身能力的自主意识，增强其对企业的归属感、信任感、使命感。

5、提升船舶焊接新工艺、新材料、新设备的相关技术标准

第一，使用新型材料，促进船舶制造的高效性、绿色性、可持续性;第二，实现自动化、智能化的焊接设施应用;第三，向高速化、高熔敷率化发展焊接工艺;第四，集成化、智能化、数字化管理焊接生产。

焊接材料向特种化、高效率化、绿色环保化发展。焊接设备向自动化、智能化、机器人化发展。焊接工艺的发展向高速化、高熔敷率化发展。焊接生产管理系统向集成化、智能化、数字化发展。

结束语

为了好的提升船舶的生产制造质量，本文从加强焊接工艺发展的角度出发，对船舶制造的安全可靠性提出了优化途径。对此，以“增强”、、“严查”、“提升”、“加强”为主完善性意见。在传统焊接技术的基础上，不断的应用新材料、使用新工艺、投入新设备，提升船舶焊接技术的质量。焊接技术，是船舶制造中重要的连接技术，对其进行创新与完善，由李玉提升船舶焊接质量，进而保证船舶的安全可靠。

参考文献：

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[2]张丽芬.有机热载体炉存在的问题及安全控制措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2012，20(05)： 12-14.

[3]程成，须文波，冷文浩.基于iSIGHT平台DOE方法的螺旋桨敞水性能优化设计[J].计算机工程与设计，2011，10(8)：158-159.

[4]何建军，戎雪坤，候振.汽轮机叶片1Cr13钢表面微弧修复的工艺研究[J].电力科学与技术学报，2013，14(01)：265-267.

焊接安全防护探讨论文范文第2篇

焊接钢管由于生产工艺简单, 设备投资少, 生产效率高, 壁厚均匀, 尺寸精度高, 表面质量好, 能定尺供货 (一般定尺6米) , 成本低于无缝钢管等优点, 在我国已广泛应用于汽水输送管道。我国从20世纪60年代就已开始研制用于中低压锅炉的焊接钢管, 90年代开始已由几家钢管厂小批量生产中低压电焊锅炉钢管, 用于锅炉厂制造锅炉, 2012年版的《锅炉安全技术监察规程》 (TSG G0001-2012) 也将焊接钢管纳入锅炉用钢管材料, 但对其钢材牌号、标准编号及适用范围做了限定, 规定材料牌号Q235B按GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》生产出厂适用工作压力小于等于1.6MPa且壁温 (计算壁温) 小于等于100℃时可用于锅炉热水管道。打破了原规程规定在锅炉范围的管道上不允许使用焊接钢管, 只能使用无缝钢管的规定。从此在安全技术规范层面改变了我国一直是无缝钢管一统锅炉行业的局面, 焊接钢管势必会更多的用到锅炉上面。

2 焊接开孔及检验技术要求

在锅炉、锅炉范围内管道和锅炉附属管道 (与锅炉同期安装的1000m范围内管道) 的制造、安装、改造和维修过程中, 不可避免地要开焊接管孔, 由于焊接钢管本身就有螺旋焊缝或直焊缝, 在实际工程应用中, 焊接开孔发生在螺旋焊缝或直焊缝上的几率大大增加。而有关标准和安全技术规范对焊接钢管开孔技术要求并未明确, 给相关设计、施工、检验单位造成了一定的困扰, 针对焊接钢管焊接开孔及检验技术要求笔者提出以下观点:

2.1 集中下降管的管孔不应当开在焊缝上。

集中下降管是重要的承压部件, 管孔直径较大, 开在焊缝上, 容易造成安全隐患, 并且在设计、工艺方面, 集中下降管避开焊缝布置是完全可行的, 因此集中下降管的管孔不得开在焊缝上。

2.2 其他焊接管孔亦应当避免开在焊缝及其热影响区上。

在承压部件上开孔, 致使筒体结构的连续性遭到破坏, 在孔边产生应力集中, 同时, 筒体上开孔也削弱了其承载能力。焊缝是受压元件的薄弱部位, 焊接钢管的焊缝亦是如此, 如在焊缝上开焊接管孔, 除了焊缝本身存在的残余应力外, 又新增了管接头的焊接附加应力, 与残余应力叠加, 不利于筒体的安全使用。由于焊缝热影响区金属晶粒变粗, 力学性能和塑性可能会低于母材, 焊接管孔也应避免开在焊缝热影响区上。

2.3 如果结构设计不能够避免, 必须在焊缝上开孔或开孔补强时, 应满足以下要求。

2.3.1 应在管孔周围60mm (如果管孔直径大于60mm, 则取孔径值) 范围内的焊缝经过射线或超声检测合格, 确认焊缝合格后, 方可进行开孔, 开孔后焊缝在管孔边缘上不存在夹渣等焊接缺陷。被补强板覆盖的焊缝应磨平。

2.3.2 焊接接头采用全焊透结构。

2.3.3 相邻筒节的焊缝中心线间距离 (外圆弧长) 至少为较厚钢板厚度的3倍, 并且不小于100mm。相邻两筒节的螺旋焊缝或直焊缝不能彼此相连, 因为焊接时要在相连处焊接起弧或收弧, 不易保证焊接质量。若对接处存在较大的尺寸偏差, 也将会形成应力集中, 不利于安全运行。

2.3.4 受压元件主要焊缝及其邻近区域应当避免焊接附件。如果不能够避免, 则焊接附件的焊缝可以穿过主要焊缝, 而不应当在主要焊缝及其邻近区域终止。主要受压部件的对接焊缝或拼接焊缝, 它的应力状况与受压部件的安全密切相关。主要焊缝焊后将形成焊接残余应力, 如在这些主要焊缝上再施焊其他零件, 将会产生应力叠加, 主焊缝的安全性可能会受到影响。如果焊接附件的焊缝终止于主要焊缝处, 由于焊接起弧或收弧处, 易产生焊接缺陷, 加之焊接应力重叠, 不利于保证焊接质量。

3 结语

钢管的焊接开孔及检验任何细小问题都可能诱发事故, 造成生命财产损失。随着技术发展, 焊接钢管质量不断提高, 今后锅炉行业使用会越来越多。因此, 对锅炉用焊接钢管焊接开孔及检验问题应引起足够的重视, 笔者提出是最基本的要求, 实际上各相关单位应有更加严格的技术要求。

摘要：随着焊接钢管技术质量的提高, 越来越多地用到锅炉行业, 2012年版的《锅炉安全技术监察规程》 (TSG G0001-2012) 也将Q235B焊接钢管纳入锅炉用钢管材料, 但相关国家标准、行业标准及安全技术规范未明确对焊接钢管焊接开孔及相关检验技术的要求, 本文依据有关标准和安全技术规范, 结合工程应用实际, 以安全为根本出发点, 提出了焊接钢管焊接开孔及有关检验技术要点, 可供相关设计、安装施工、检验检测等部门参考。

关键词：锅炉,焊接钢管,焊接开孔,检验技术

参考文献

[1] 郭元亮, 童有武, 鹿道智等.《锅炉安全技术监察规程》释义.北京:化学工业出版社, 2013.1

焊接安全防护探讨论文范文第3篇

(1) 修复层对零件疲劳强度的影响。

(2) 修复层与基体金属的结合强度。

(3) 修复层的耐磨性和耐腐蚀性。

上述3项指标中结合强度是评定修复层质量的首要指标。

1 合金件的修复

实例1:变速器齿轮由于齿面表层局部损坏, 堆焊后用手砂轮和油石进行修整, 无须进行复杂的热处理, 基本达到原机械性能。工艺和要求如下。

(1) 清除污物:用油洗或火焰将齿轮表面的油污处理干净。

(2) 焊条:选择山东“齐鲁”F e-Cr-C系列耐磨焊条中的DEZCr55.10高铬合金耐磨堆焊焊条, 焊层硬度达HRC55, 并有较高的冲击韧性, 焊条直径为3.2mm。

(3) 施焊:将齿轮预热至200℃~250℃, 电弧长度与焊条直径相当, 焊接电源110A~150A, 焊条与齿轮堆焊表面接近垂直, 焊后缓冷。

此外, 用锡铅合金作钎料, 火焰加热堆焊发动机曲轴止推片, 从而调整曲轴的轴向间隙, 也都是成功的;用上海“堆212”焊条修复五十铃CXZl87和三菱FV415型汽车中、后桥平衡悬架心轴。此钎料熔点低。结合强度不超过70MPa, 多用于受力不大的场合。

2 铸铁缸体的焊接

铸铁含碳量约在2.11%~6.69%之间, 是一种应用十分广泛的结构材料, 因为其并具有良好的铸造性和切削性, 生产工艺简单而且生产成本较低, 所以在工业中得到大量应用;根据它在凝固过程中石墨化程度的不同, 可分为灰口铸铁和白口铸铁。[1]而根据铸铁中的石墨形态大致可分为可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁等, 车辆发动机缸体一般为球墨铸铁制造。这种铸铁缸体有很高的强度、良好的铸造性和加工性能, 但韧性相对较差, 磕碰时极易出现裂纹, 有时在严寒下由于内部有水也极易冻裂。铸铁缸体裂纹的焊接工作对维修技师的技术水平要求是非常高的, 工艺也比较繁琐。一般的工序是将发动机拆下后拆卸, 放掉缸体室内积水, 进行开裂处清洁化准备, 按照需求开出V型槽。铸铁专用焊条需要在150℃的温度下烘烤约30分钟 (并不是焊条潮湿后才需要此道工序) 。在这过程中, 加热工作应该一直进行, 并且最好保持在一个恒定温度状态。将缸体待焊部位及周围区域使用氧一乙炔焊加热, 达到一定温度后才可以进行焊接。焊接完成后必须锤击四周来释放剩下的热量, 最后将缸体完全埋在炉灰中使其逐渐降温, 以避免焊接完成后出现裂纹, 所以这一过程非常复杂并且效率较低;而相对于手工电弧焊的焊药保护焊接, 二氧化碳保护焊是以惰性气体作为保护措施, 热影响更小, 熔池更为直观, 质量相对容易控制[2]。

3 铝合金的修理

有些车型的气缸盖、气缸体、气泵等用铝合金制造。使用中表面出现裂纹等, 可考虑用氢弧焊修复。

例如, 用氢弧焊修复492系列发动机缸体水套处裂纹, 外形美观, 变形质量小, 焊接质量高, 焊后不需加工, 效果好。

4 电瓶桩头的焊接

电瓶正负极桩头卡子经常会由于溶液的腐蚀, 与桩头形威为一个整体, 在拆卸时稍有不慎就会造成正负极桩头断裂, 这种情况比比皆是。一些有经验的维修技师, 往往会使用润滑油脂涂抹在此处避免腐蚀。电瓶桩头一般为铅锡台金制成, 铅的含量较高我们知道铅的质地较为柔软, 是一种银灰色重金属, 可焊接性能极差, 所以桩头一旦出现断裂时, 焊接将非常困难了。[3]我们通常对此类损坏的电瓶采取更换的方法, 但这样会造成不必要的浪费, 增加修理成本。由于热量较小, 采用常规烙铁焊接的方法, 所以很难焊接牢固。桩头通常为圆柱体, 笔者也曾试过用薄板金属做个合适的模具, 使用酒精灯或氧一乙炔焊的较小碳化焰作为热源, 并在桩头下部与电瓶的连接处用湿抹布对电瓶进行保护, 以免对电瓶损伤。先对桩头进行预热, 然后将模具套入桩头, 将断裂的金属熔化进做好的模具内, 但是这样所取得的焊接强度仍不能令人满意。对于这种断裂的桩头其实可以采取以下方法先将一块电量充足的电瓶放置在损坏电瓶的旁边, 使用两根搭铁线, 采取正极接正极、负极接负极的连接, 损坏的桩头不要先接, 找一节1号废电池想办法取出内部的碳棒, 将其夹在断裂桩头一侧搭铁线的夹钳上, 然后将模具套人桩头, 将断掉的部分放入, 使用老虎钳夹住带有碳棒的搭铁线夹钳。

5 其它零部件的修复

ZL系列装载机的举升大销孔, 由于种种原因常发生套磨损后, 损伤基础件的现象, 更换大杆是不现实的。选用结442焊条, 手工电弧焊对大销孔堆焊, 由于销孔的精度要求不高, 通过手工錾削使销孔复圆, 此工艺在生产中大量应用。

6 在焊接中要考虑的因素

(1) 重复精度零件和焊缝接头的重复精度是重要的因素。零件的重复精度的变化会明显放大焊缝接头的重复精度的变化。典型的焊缝接头重复精度可节约一半的焊丝。1.2的焊丝是自动焊接中心常用的焊丝, 焊接接头的重复精度要求是±0.584mm, 重复精度的变化要求自动焊接中心控制或改变焊接工艺来适应。适应性包括焊丝导嘴探测、焊缝跟踪、起弧或断弧缺陷或使用先进的夹具进行多步焊接。

(2) 焊缝接头设计自动焊接需要优先考虑的是焊缝设计。在零件设计 (或工艺设计) 阶段, 需要对焊缝接头进行评价, 目的是保证焊缝接头容易重复和容易焊接。例如, 搭接接头和角焊缝是较多的焊缝形式, 因为这样焊缝和熔滴易控制。外角焊较困难, 因为产生裂缝或零件产生滑动。开坡口的焊接较少考虑, 因为零件的定位、焊接量的变化和焊缝等不易控制。

(3) 零件设计取决于自动焊接中心和变位机的选型, 变位机决定零件相对于自动焊接中心的焊接位置。有些零件要求多轴运动的变位机以协调焊接;有些零件在焊接时则要求单轴的变位机来重复定位;还有零件不需配置变位机。

(4) 焊接机头连接焊接中心尽可能地考虑交替使用焊接机头进行焊接, 焊接臂上的焊接机头不一定能焊接所有的零件的所有位置。

摘要：焊接是零件表面修复技术的一种。本文辅以实例介绍了铸铁件的修复、合金件的修复和铝合金的修复。

关键词：焊接技术,修复,机械加工

参考文献

[1] 刘军.焊接技术分析[J].山西建筑, 2005 (1) :23～25.

[2] 王天贵.关于汽车修理若干问题的思考[J].科技信息, 2007 (6) :56.

[3] 张天仁.焊接技术初探[J].中国建筑市场, 2000 (6) :63.

焊接安全防护探讨论文范文第4篇

1 天然气管道焊接裂缝产生的原因

天然气的输送质量一直都是业内人士关心的问题, 关系到居民和运输人员的生命安全, 因此对输送管道的要求极高, 现在天然气管道普遍采用的是热轧无缝钢管、螺旋缝钢管和直缝钢管三种类型。其中无缝钢管在全球最为流行。我国则主要采用带有螺旋缝的金属管, 虽然符合国家标准, 但材料本身的可塑性、抗腐蚀性能及韧性较低, 如果制作不够精细, 焊接产生裂缝, 将会进一步降低输送管道的质量, 缩短使用寿命, 增加了输送成本的同时, 还将导致严重安全事故的发生。运输的时候, 管道频繁遭受颠簸和震动, 微小的缺陷都将导致裂缝的产生, 进而导致天然气发生泄漏等问题。

2 常见天然气管道焊接裂缝类型

2.1 冷裂缝

裂缝是焊接裂缝中危害性最大的一种, 由于材料具有延伸性, 焊道存在内应力, 裂纹会一直延伸扩展直至焊道破坏为止, 其主要发生在热影响区和熔合线处, 在施工现场, 一旦焊接人员应停止管道焊缝的焊接工作, 其焊接接头存在淬硬组织使其性能脆化、扩散时, 焊接缺陷处形成大量聚集的氢分子, 造成非常大的局部压力, 导致天然气管道焊接冷裂缝的产生。

2.2 热裂纹

热裂纹的产生原因主要是由于高温环境导致焊缝处的熔池在结晶的过程中出现偏析, 当焊接应力足够大时, 结晶就会被拉开, 形成裂缝。这种裂缝通常在焊缝的内部产生, 有时也出现在热影响区, 表现形式为根部裂纹、横向裂纹、纵向裂纹等。此外, 如果钢材中掺有杂质, 焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散偏聚, 引起氢脆, 降低金属在启裂位置的临界应力, 进一步导致裂缝的形成, 其危害性更大。

2.3 再热裂缝

再热裂纹是焊后焊件在一定温度范围内再次加热而产生的裂纹, 通常发生在熔合线附近的粗晶区中, 从焊趾部位开始, 延向细晶区停止, 它是经消除残余应力热处理或一定温度服役过程中产生的沿奥氏体晶间发展的裂纹。因此, 在材料选择上, 尽可能选择再热裂纹敏感性低的材料, 合理安排焊接顺序, 焊后及时后热, 可适当降低预热温度, 保证焊接的可行性。

2.4 层状撕裂缝

由于钢板内部存在分层夹杂物, 焊接时产生了垂直于轧制方向的应力, 将导致热影响区或稍远的地方形成呈阶梯状的裂缝, 因此, 在冶炼金属的过程中要严格控制夹杂物的数量及分布, 改善接头设计, 减小拘束应变。

3 控制天然气管道焊接裂缝产生的措施

3.1 科学选用焊条

严格遵循相关标准和规范, 做好焊前准备工作, 才能提高管道焊接质量, 减少焊接裂缝的产生。实践证明, 焊接打底焊道时采用纤维素型焊条, 焊接其他焊道及盖面焊道时采用碱性焊条, 可进一步天宫焊接接头质量, 减少焊缝中氢的混入。除此之外, 还要净化焊道, 将焊接处钢管内部表而的水分、淤泥、铁锈以及油污熔渣等杂质清除干净, 适当提高碱性低氢型焊条的烘干温度, 有效降低焊缝中氢的含量, 进一步减少裂缝的产生。管道焊缝焊接工作完成后, 还需要进行射线探伤, 根据相关标准, 重复烘干工作时, 焊条的烘干不能超过两次。

3.2 合理安排焊接顺序

按工艺规程规定的范围进行焊接时应选择“较大焊接线能量”, 以降低焊缝的冷却速度, 利于氢的扩散。对口间隙的大小直接影响到根焊内部成型焊接效率以及焊接材料的消耗等, 造成填充金属不易穿透和背部成型不良, 从而产生应力集中。为了有效避免焊接处变形, 减少焊接应力, 减少管道焊接裂缝的产生, 应合理安排焊接顺序。流水作业时, 可安排两名技术人员同时操作, 做好焊接的准备工作, 妥善处理好焊口上下部位的连接问题, 由管道的上焊口向下施焊, 管道直径一旦超过了711毫米, 同一焊道就需要三名焊接工人同时施工, 焊接顺序既要满足焊接对称性和平衡性要求, 控制好电流, 防止电流过大, 焊接的最后一层钢管时应注意对焊缝余高的控制。

3.3 补充控制措施

管道焊缝焊接工作完成后进行射线探伤时, 要以《石油天然气钢质管道无损检测) ) (SY/T4109~2013) 和《金属熔化焊焊接接头射线照相》 (GB/T3323~2005) 为标准, 宜采用连续焊焊接每条焊缝, 不得随意中断, 如因故中断时, 应根据工艺要求采用预热措施, 以防止产生裂缝。再进行焊接前, 确认无裂缝后力可按原工艺要求继续施焊, 因此, 对焊缝接头进行提前预热, 可保证管道焊接质量, 将预热火焰对准坡口的中心, 火焰不宜过大, 达到规定温度后开始正式焊接, 焊缝同一部位的焊补次数不宜超过两次, 一旦超过, 需经单位技术总负责人批准并采取可靠的技术措施。

4 结语

随着我国西气东输项目的实施, 天然气的运输成为了解决东部居民天然气需求的有效措施, 但天然气输送管道的焊接裂缝却严重影响着输送安全和质量, 影响因素之多, 进一步提高焊接裂缝的发生率, 因此必须采取有效的控制措施, 保证管道的焊接质量, 严格执行焊接工艺文件的规定, 加强焊接的检验和控制质量。

摘要：随着我国经济的发展和科学技术的不断进步, 天然气的开发规模也在不断扩大, 以满足人们日益增长的能源需求。作为天然气的运输通道, 天然气管道的完整是保证运输安全的首要前提, 但是管道开裂的现象时有发生, 焊接裂缝的产生严重影响着天然气的运输安全和质量。为了防止安全事故的发生, 有必要对天然气管道焊接裂缝产生的原因进行分析, 找出针对性的控制措施。

关键词：天然气管道,焊接裂缝,产生原因,控制

参考文献

[1] 谭广杰, 吕春雷, 窦洪铖.浅析长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].中国石油和化工标准与质量, 2013, 11:117.

[2] 唐强, 王涛, 喻美军, 兰曾强, 王付海.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].科技视界, 2015, 07:209+272.

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[4] 贾永亮, 李建民.天然气管道施工焊接技术的探讨[J].中国新技术新产品, 2009, 17:146.

[5] 宋元丽, 孙亮, 张秀荣, 翟春林.浅谈长输管道的焊接技术及发展[J].金属加工 (热加工) , 2009, 14:28~31.

焊接安全防护探讨论文范文第5篇

1 P122钢简介

P122钢是住友金属在德国X20Cr Mo V121 (HT91) 钢的基础上开发出的第3代新型铁素体耐热钢, 通过减Mo加W, 提高了高温强度, 也称“钨强化钢”。P122钢通过添加2%的W、0.07%Nb和1%Cu, 增强了固溶强化、弥散强化和析出强化的效果。

其综合性能的改进表现为:许用应力在590℃~650℃时与TP347H奥氏体钢相当;耐腐蚀性能明显高于9%Cr的铁素体钢;高温蠕变断裂强度比P91钢高25%~30%;加入Cu元素抑制了δ铁素体的形成, 使δ铁素体的含量不超过5%, 同时铬当量不大于9%, 使材料具有良好的韧性。P122钢经过了正火及回火处理, 其显微组织为δ铁素体和回火马氏体 (主要是Fe/Cr/Mo的碳化物及V/Nb的氮化物) 组成的双相结构, 是国内火力发电厂首次应用的一种新钢种。

2 P122钢焊接

P122钢除了固溶强化和沉淀强化外, 主要通过了微合金化、控制形变热处理及空冷获得了高密度位错和高度细化的晶粒, 从而在进一步强化的同时韧性显著提高。由于焊接过程的冷却速度、晶粒及组织的变化无法与钢材加工的精细程度相比, 致使焊缝的性能比母材差, 常温冲击韧性低, 焊接时突出的问题是焊缝和热影响区性能的劣化。

2.1 焊接工艺控制

2.1.1 预热措施

合适的预热温度对于减小焊缝冷裂纹, 特别是改善焊缝韧性和热影响区性能的劣化很重要。P122钢的氩弧焊预热温度和手工电弧焊预热温度分别为150℃~200℃和200℃~250℃。采用电加热预热。预热前用储能焊机仔细点焊热电偶并用手检验是否牢固, 并认真绑扎加热器和保温棉。 (1) 预热温度的测量。为了测温准确, 采用现场测温, 热电偶测定的温度只作为升温的依据。当温度升至设定温度时, 用远红外测温仪沿坡口的根部均匀测4点, 并做好记录。在氩弧焊打底前和打底后 (电焊前) 各实际测温1次, 均达到预热温度, 并恒温至少30min后方可焊接。 (2) 热电偶布置。热电偶数量不少于2个, 且对称分布于坡口两侧25mm~35mm处。加热器长度必须达到要求, 并空出焊缝部位。保温材料包扎时必须覆盖整个加热器, 并空出焊缝部位。水平管焊缝的保温材料应下部厚上部薄, 以使温度均匀。

2.1.2 充氩保护措施

为防止根层焊缝金属氧化, 氩弧焊打底及焊条填充第1层焊道时, 在管子内壁充氩气保护, 对口间隙用耐高温胶带粘贴。内充氩方法如下: (1) 以坡口中心为准, 对口前在每侧1000mm内贴3~4层可溶纸, 用耐高温胶带粘牢, 做成密封气室, 确保可溶纸粘牢。然后, 用耐高温胶带纸沿着管径由下往上把坡口间隙粘起来, 在接头处留下1个小孔以便排空气, 待密封气室内的空气排净后方可施焊。用打火机或小纸条点燃后检查排气孔, 如果火焰立即熄灭则表明空气排净, 可以进行施焊。 (2) 把充氩软管从焊缝坡口处塞入管道内进行充氩, 焊缝坡口除留的排气孔外都用耐高温胶带或者岩棉封严。初始充氩流量为10~20L/min, 施焊开始后, 应保持在8~10L/min。在氩弧焊打底过程中, 应经常检查气室中氩气的充满程度, 随时调节充氩流量。施焊临近结束时, 即氩弧焊封口时, 应减小氩气流量。

2.1.3 控制焊接线能量

如果焊接线能量大, 焊缝金属在高温 (1100℃以上) 停留时间长, 晶粒长大变脆, 会导致焊缝韧性降低, 焊接热影响区软化乃至产生Ⅳ型裂纹。因此, P122钢焊接时尽可能采用小线能量, 以减少碳化物的析出量和铁素体含量, 防止马氏体晶粒长大, 提高焊缝的冲击韧性。焊缝厚度和宽度是焊接线能量的直观体现, 焊接过程中对焊缝厚度和宽度进行测量, 严格控制厚度为2.5mm~2.8mm, 宽度为7mm~10mm, 使后一焊道对前一焊道产生“回火效应”。

2.1.4 提高焊接速度

由焊接线能量公式E=60IU/V (I、U、V分别为焊接电流、电压和焊接速度) 可以看出, 当I、U固定时, 提高焊接速度V, 可降低线能量。在保证焊缝熔合良好的情况下, 通过提高焊接速度, 减小熔池体积、降低熔池温度来减小一次结晶的晶粒尺寸。当焊速提高到15cm/min时, 实现1根φ3.2mm焊条施焊长度为165mm (厚度2mm、宽度8mm) 。

2.1.5 控制层间温度

过高的层间温度会使焊缝金属在高温下停留时间长, 晶粒长大变脆, 焊缝金属韧性降低。P122钢的层间温度为200℃~250℃, 焊接过程中用远红外测温仪测温并做记录。一旦超温立刻停焊, 等缓冷到250℃以下再进行焊接。如果温度低于200℃, 则用石棉布把焊缝包好, 等温度升到200℃以上再进行焊接。

2.1.6 层间清理

P122焊条的药皮薄、铁水粘, 焊接时层间打磨尤为重要。每焊完1层后都必须打磨至焊缝表面露出光泽。打磨不仅清除了焊渣、飞溅物, 更重要的是清除铁水凝固时浮在表层的氢、硫、磷等杂质以及细小的熔渣, 可以明显提高焊缝的内部质量。

2.2 严格控制热处理温度及恒温时间

P122钢焊缝的HB硬度为180~250时能保证焊缝的使用性能, 这对热处理提出了很高的要求。P122钢的后热处理恒温温度为740℃~755℃, 在均温过程中的最大温差不得超过40℃, 这些都是在设备的极限误差范围内, 稍有不慎将会导致硬度不合格。

2.2.1 合理布置热电偶和补偿导线

热电偶丝压焊牢固, 避免在安装加热器时碰落或移位。补偿导线单独设置成1路, 不得将2根导线直接拧在一起, 在使用和储存中, 加强保护, 不得有小曲率半径弯曲、绕卷, 不得受机械、加热、潮湿等环境损伤。

2.2.2 合理布置加热带和保温层

加热器和保温材料的覆盖宽度必须满足加热宽度要求。垂直管加热器的加热中心适当下移, 60%布置在焊缝的下部。保温材料厚度大于等于50mm, 根据温度梯度的分布及传导情况, 基本上为上部到下部逐渐加厚, 且包扎紧密、牢固。

2.2.3 环境控制措施

从焊接结束到焊后热处理升温之前, 焊缝不得受到冲击, 焊缝两侧150mm内不能接触油污、切削液、水等, 不得用记号笔在上面涂写。焊接接头的防潮、防雨措施必须有效。配备独立的备用电源, 当焊接或热处理过程中发生断电时, 立即启用备用电源。

3 结语

通过对焊接全过程进行完整的监督、控制, 使作业的每道工序符合要求, 从而获得了良好的质量。经测定, 焊缝外观、尺寸符合标准要求的优良范围, 成型美观;经超声波检验, 内部质量合格;焊缝HB硬度为195~235, 符合业主颁发的《P91、P92钢焊接质量检验导则》优良要求;经金相复膜试验, 金相组织为回火马氏体, 非常理想。

摘要：电厂主蒸汽管道焊接技术的焊接工艺要求远远比其它焊接工艺要求严格。必须采用合理的焊接工艺, 使用优秀的焊工, 选择环境良好的施工场地, 并且具有严格的施工管理和全方位的过程控制, 才能得到性能符合要求的焊接接头。

焊接安全防护探讨论文范文第6篇

摘要：为满足船舶交通服务系统（Vessl Traffic Services, VTS）人员培训和评估需求，提升VTS的监控和服务水平，构建一个VTS与船舶操纵联合模拟的综合模拟器. 该模拟器通过突破传统单一VTS或者船舶操纵模拟器的局限性，解决VTS雷达回波模拟，多源目标数据跟踪、融合和误差仿真，以及船舶操纵模拟器、教练员控制台子系统的关键技术；提出多层次数据通信模型,实现多VTS子系统与多船舶操纵子系统集成.该系统不仅可为VTS值班人员和引航员培训提供有效的途径，而且可为研究船舶交通管理新方法提供有效的分析决策平台.

关键词：船舶交通服务系统（VTS）； 船舶操纵； 船舶模拟器;航海教育与培训(MET)

Key techniques of integrated simulator construction based on

VTS and shiphandling simulation

WANG Shengzheng, ZHANG Yingying, HUANG Yugui, SHI Chaojian

(Merchant Marine College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 201306, China)

Key words： Vessel Traffic Services (VTS); shiphandling; ship simulator; Maritime Education and Training(MET)

收稿日期： 20130805修回日期： 20140224

基金项目： 国家自然科学基金（31100672）；上海市能力建设计划项目（12510501800）；上海海事大学校基金（20120058）

作者简介： 王胜正（1976—），男，湖南双峰人，副教授，博士，研究方向为海上交通信息工程及控制，（Email）szwang.smu@gmail.com0引言

船舶交通服务系统（Vessel Traffic Services， VTS)作为一种高科技的水上交通管理系统，正以其强大的功能和不可替代的优越性，逐步成为沿海港口保障船舶交通安全、提高船舶运输效率、保护水域环境的有效手段. 若要充分发挥VTS的作用，除了需要具有世界先进水平的软硬件装备之外，还需要VTS值班人员具有较高的应用水平和较熟练的操作技能. 因此，需要加强对VTS操作人员的培训，并对相关人员进行模拟器专项培训.［12］

通过VTS综合模拟器培训，不仅可以使VTS值班人员全面掌握VTS的操作方法，提高其分析海上复杂交通局面的能力，而且有利于提出正确合理的交通管理决策方法，有效地进行交通组织和服务，降低海上意外事故发生率，提高通航效率. 同时，通过该系统，VTS值班人员还可以了解更多与船舶操纵、船舶避碰有关的知识与技能，提高与引航员、船员相互协调的能力和事故应急处理能力，实施紧急情况下的联合行动等. 因此，2012年交通运输部海事局内部专门下发《关于推进VTS模拟器培训工作的通知》，以更好地加强值班人员培训，提升VTS监管和服务水平.

KONGSBERG［3］和TRANSAS［4］在航海模拟器基础上研制VTS单机模拟器系统，广泛用于VTS值班人员的基本操作培训.然而我国绝大部分VTS中心都缺乏VTS模拟器培训系统，这使得我国VTS值班人员依然停留在理论指导和经验交流上，缺乏模拟实操训练.因此，我国的VTS值班人员需要更长的时间适应岗位要求，主管部门也无法系统地对VTS值班人员进行培训和评估.

我国对VTS模拟器中的信息模拟、雷达跟踪技术模拟等也做过一些基础研究［58］（如引入船用雷达模拟器信源模拟方法仿真VTS中的船舶目标，并研究VTS的人机交互界面等［5］；研究VTS的目标跟踪方法，对VTS的目标跟踪效果进行仿真［7］），但缺少实际应用. 因此，本文根据IALA关于VTS值班人员素质要求［12］，针对我国VTS的现状，利用现有航海模拟器中的系统构架［911］、通信技术［12］、电子海图显示［13］、三维视景仿真［1415］等，构建基于VTS与船舶操纵模拟器的全功能综合模拟器，并针对其中的关键技术展开研究与探讨.

1VTS与船舶操纵综合模拟器构架

VTS与船舶操纵综合模拟器的主要用途是训练VTS值班人员的操作和指挥技能，同时提升VTS值班人员与引航员之间的沟通和协调指挥能力，参与培训的主体是VTS值班人员和引航员，指导培训的是教练员.

图1为整个系统的架构，包括教练员控制台、VTS值班台和船舶操纵模拟器等3个部分，参与人员包括教练员、VTS值班人员和引航员等. VTS值班台以著名的VTS ATLAS9760和HITT V3000为原型，完全仿真水上交通情景和操作方法，为VTS学员提供真实的训练环境，实现各种VTS功能.船舶操纵模拟器以真实船桥系统为平台，通过3D虚拟营造航行环境，为引航员和船员提供高度沉浸感的操纵环境，完成各种船舶航行操纵任务. 在教练员控制台中，教练员不仅负责编排训练科目，如选择训练港口水域或自定义编辑训练港口水域、初始化海上各种交通情景、设置水文气象环境等，而且负责引导整个训练过程，包括控制大量船舶的航行状态（位置、航速、航向等），并根据各种情景配合VTS学员，监控引航员与VTS学员的相互协调情况.

图1系统架构

为提高训练效率和效果，整个训练过程不仅需要多个VTS学员和引航员参与，还需要多个教练员同时参与引导训练，因而要求系统可以进行独立或组合训练.对于独立训练模式，每个教练员控制台进行独立的训练，各自分配或指定某些VTS值班台和/或船舶操纵模拟器（本船）加入练习，当一个教练员控制台已指定某些值班台和船舶操纵模拟器参与其训练，另一个教练员控制台则只能指定其他值班台和船舶操纵模拟器参与其训练，以便多组学员同时进行训练.对于组合训练模式，多个教练员对同一练习同时进行操作，每个教练员控制部分区域和船舶，同时实现对多个学员的训练，提高培训效率和训练效果.

另外，在设计该综合模拟器架构时，必须考虑不同平台子系统之间数据实时共享和集成问题，提出基于多层次、多类型数据通信模型的数据共享方法，实现多VTS值班台、多船舶操纵模拟器与多教练员控制台之间的无缝连接.

为实现该系统的各项功能，必须解决系统设计和实现过程中的一些关键技术，因此对VTS仿真系统中的雷达视频图像显示，多源目标数据跟踪、融合和误差仿真技术，船舶操纵模拟器，教练员控制台以及基于多层次、多类型数据通信模型的系统集成等关键技术进行研究.

2VTS与船舶操纵综合模拟器关键技术2.1真实感VTS雷达视频图像仿真技术

雷达视频数据处理子系统是VTS的核心部分，是获取目标信息的主要手段.一个港口的VTS通常由多个雷达基站组成，通过雷达数据处理子系统实现多个基站的数据融合后统一显示在VTS值班台显示器上.虽然VTS所用的雷达与一般的海雷达都是单脉冲X或S波段雷达，但是VTS所用的岸基雷达的天线口径更大，具有更高的距离分辨率、方位分辨率和更大的作用距离，而且在雷达视频显示过程中不采用圆周扫描方式，而是直接显示经过雷达视频处理子系统处理后的雷达视频和跟踪处理数据.

因此，为在VTS雷达系统仿真过程中更加真实地反映VTS值班台雷达视频显示效果，提出扇形带状纹理填充和融合算法仿真雷达视频图像.这不仅符合VTS雷达回波图像形成机理，而且可以实现大图2雷达回波图像

形成机理

范围、多基站雷达回波的实时模拟.

由雷达回波图像形成机理可知，雷达回波受到多方面影响，导致物标回波在屏幕上显示的并非是圆形光点，而是扇形带（见图2）.扇形带大小由雷达的性能参数决定，定义为rD≈θH，rB=C2τ+1Δf0.7（1）式中：θH为雷达水平波束宽度；Δf0.7为接收机通频带；τ为脉冲宽度；C=3.0×108m/s，为电磁波传播速度.

首先以电子海图数据为基础，提取各物标(陆地、岛屿、建筑物、岸线、浮标、灯桩等)的空间信息，结合陆地与岛屿的数据高程模型（Digital Elevation Model, DEM)生成三维曲面(其水平方向表示位置信息，竖直方向表示物标高度），然后对三维曲面进行归一化处理后映射到灰度图，最终形成雷达回波基础数据库.

从回波数据库检索该点灰度值.如果其灰度值大于0且大于当前扫描线上灰度的最大值，则把该点列入有效回波点.回波点大小由rB和rD决定.

为模拟真实雷达回波图像的随机性，不能简单图3非规则扇形带状

回波图像模板库

地采用规则扇形带状回波图像，否则绘制的回波图像过于规则.因此，建立非规则扇形带状回波图像模板库(见图3），以便在获取有效回波点后从回波图像模板库中随机选取回波图像模板仿真雷达图像.

2.2多源目标数据跟踪、融合和误差仿真技术

除雷达之外，船舶自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）、水文气象子系统、闭路电视（Closed Circuit TV, CCTV)和测向（Direction Finding, DF)仪也是VTS重要的辅助信息获取手段.随着近几年AIS的快速发展，雷达目标跟踪和AIS已经成为现有VTS的2种基本的目标跟踪监测手段.

在模拟系统中，VTS雷达目标检测分为人工和自动两种检测方法，其中人工目标检测通过鼠标录取完成，自动目标检测通过在设定边界范围内利用滑窗检测算法实现目标自动录取，并仿真αβ滤波器实现目标自动跟踪.这样，不仅可以仿真VTS的目标漏检、错检等状态，而且可以突破现有雷达模拟器普遍存在的通过人工干预导致目标跟踪丢失的局限性.

AIS信息的模拟有两种方式：一种方式是由教练员控制台编辑加入各种类型船舶数据，模拟AIS目标信息；另一种方式是系统接入港口AIS真实信息源，并存储到数据库服务器形成AIS数据基准库，模拟过程中通过教练员控制台编辑和控制AIS数据库.第二种方式可以很方便地实现AIS目标的自动建库，避免大量目标的繁琐编辑，而且可以更加真实地反映港口的交通状况.

VTS中，AIS数据与雷达目标多源数据融合及误差仿真也是非常重要的环节，因为在真实的VTS中不同数据采集终端空间、时间上的误差会导致其获取的船舶目标数据存在不同程度上的误差和错误.为仿真此现象，首先在雷达目标回波生成时加入随机扰动产生随机误差，然后在产生AIS目标信息源时通过模拟GPS定位误差产生AIS目标位置误差，最后在数据库中对同一目标模拟的不同信息源进行误差标记，自动计算不同信息源的误差距离，在设定阈值范围内则自动融合为同一目标，超过阈值范围则分离两个目标源，通过人工干预实现目标信息的融合.用同样的方法实现不同雷达基站之间的目标信息融合及误差仿真.从图4中可以清晰地观察到AIS目标跟踪与雷达目标回波跟踪的误差.

图4雷达与AIS目标融合及误差仿真

2.3船舶操纵模拟器

船舶操纵模拟器以真实船桥系统为平台，通过3D虚拟仿真为引航员或船员提供高沉浸感的操纵环境，完成各种船舶操纵功能.该模拟器基本功能与航海模拟器相同［9，11］，但是传统航海模拟器一般在练习科目中根据训练任务设置好本船和目标船的初始交通态势，训练过程的焦点集中在监控本船的各项任务，而VTS模拟器的任务是对港口水域所有船舶进行宏观监控并提供信息服务.由于船舶数量与船舶种类非常多，且船舶进港、出港、过境频繁，需要船舶操纵模拟器中3D虚拟仿真系统不断地自动更新船舶类型和数量，不能再像传统航海模拟器一样依靠人工添加和删除.因此，本文提出3D视景系统的动态目标自动更新方法.

在3D视景系统中每艘船都是3D模型，且VTS模拟器系统中船舶数量和种类都很多，因而数据量大，不能一次性全部载入，为避免降低系统性能，在图53D视景系统船舶

目标动态载入/出设计操纵模拟器时，必须使本船能根据当前周围交通状态实时载入相应的3D船舶模型.如图5所示，1号和2号目标进入指定的3D视景领域后自动载入，而3号和4号目标离开边界后自动载出，这样保持整个3D仿真系统数据平衡.

2.4教练员控制台

为实现多对多训练，教练员控制台除设置基本的训练科目、交通情景、监控运行状态之外，还必须具备VTS值班台和船舶操纵模拟器分组功能，即分组训练和联合训练.(1）分组训练：在教练员控制台首先选择分组训练模式，并且添加一个练习，然后添加VTS值班台和船舶操纵模拟器.如果想添加的VTS值班台和船舶操纵模拟器已被分配（系统提示已被占用），则选择其他VTS值班台和船舶操纵模拟器.（2）联合训练：在教练员控制台选择联合训练模式.如果已有教练员控制台建立了练习则自动进入练习，并且显示整个练习中添加的各种目标.每个教练员所观察到的目标都是相同的，每个教练员可以对目标属性进行修改，并且可以与每个学员进行通信.

2.5基于多层次、多类型数据通信模型的系统集成技术该系统架构复杂、数据传输量大，且部分数据需要实时传输，给系统集成和可靠性带来很多困难.为更好地实现不同子系统之间数据的传输和共享，根据系统特征和业务需求，把传输数据分为多种类型，传输速度分为多个层次，确保系统最优化运行.如图6所示，教练员控制台与VTS值班台、船舶操纵模拟器中的电子海图和雷达等子系统之间设计COM组件，利用数据库服务器进行数据交换；教练员控制台与船舶操纵模拟器的3D虚拟仿真系统之间的动态目标数据交换利用UDP数据广播通信；同时，为确保通信的正确性和可靠性，使用点对点TCP/IP实时通信.

图6多层次、多类型数据通信模型原理

3结束语

通过对上述关键技术的研究，实现我国首个VTS综合模拟器系统，并且在上海海事局进行推广使用.该系统近2年内已经承担1 500人次的VTS值班人员及引航员培训和考试任务，并且成功承担全国首次VTS值班人员技能大比武.

VTS综合模拟器关键技术问题的解决和系统的实现为提升我国VTS值班人员及引航员的技能素质和指挥能力提供了新的平台和途径，有利于进一步提高我国水上交通管理能力、保障水上交通安全、保障生命财产安全. VTS模拟器除了应用于VTS值班人员、引航员以及船员的培训之外，还适用于以下工作人员的学习培训，包括事故案例调查和分析人员，交通流预测和建模人员，港口、锚地、航道规划建设人员，定线制、锚地、航道、码头等附近水域水上交通管理要素的分析评估人员，各种不同天气下助航服务的分析评估及实施人员，应急搜救模拟处置人员等.因此，建设VTS值班人员训练、评估系统对提高VTS操作人员的技能水平具有十分重要的意义.

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(编辑贾裙平)

上海海事大学杂志总社《上海海事大学学报》等4种期刊

荣获首届上海市高校优秀/特色科技期刊奖

为了不断提高上海市高校科技期刊的学术影响力，激励高校期刊出版单位提高综合办刊质量，上海市高校科技期刊研究会于2014年3—4月组织首届上海市高校精品·优秀·特色·最佳进步科技期刊奖评选活动.上海海事大学杂志总社4种期刊获奖：《上海海事大学学报》《计算机辅助工程》获优秀科技期刊奖，《水运管理》《集装箱化》获特色科技期刊奖. 本次评奖中，全市共有10种期刊获精品科技期刊奖、13种期刊获优秀科技期刊奖、17种期刊获特色科技期刊奖、8种期刊获最佳进步科技期刊奖.第35卷 第2期2014年6月上海海事大学学报Journal of Shanghai Maritime UniversityVol.35No.2Jun. 2014

上海海事大学学报第35卷第2期周伟，等：基于Arena软件的LNG船舶通航组织仿真DOI：10.13340/j.jsmu.2014.02.002