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中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號1674-6708(2011)51-0095-01
焊接質量有好有壞,如何控制焊接過程安全可靠合理成為了解決問題的關鍵環節。從以往的焊接事故來看,很多事故的發生主要是由于焊接過程中沒有注意焊接方法以及焊接中的細微問題與缺陷。另外,過高的技術工藝并不能保證焊接工作萬為一失,由此看來,不能過分地追求焊接工藝的完美,還要注意焊接過程的合理性,建立起一套行之有效的質量控制體系對于焊接來說很有必要,質量控制體系的主要內容有:編制焊接工藝文件,焊接材料的管理、焊工培訓、焊接質量的檢測及評定等。
1編制焊接工藝文件
首先要編制焊接工藝文件,焊接工藝工件又包括很多內容,如焊接工藝的守則,產品焊接工藝規程以及應用焊接工藝規程等。焊接工藝的守則主要包括焊接過程質量控制程序以及焊接工藝評定報告,它的主要內容是將工程中用到的材料以及材料的典型焊接方法進行總括,是整個焊接工藝過程中具有指導意義的準則,它也是每個焊接工藝必須遵循的原則。產品焊接工藝規程主是包括焊接卡和技術交底,它對于具體的材料和焊接范圍的焊接技術規范,如焊接方法,焊接參數等,應用具體一些局限性,針對性也相對較強。應用焊接工藝規程主要包括作業指導書,對于特殊的焊接接頭的應用性較強,適應性相對更窄一些。從上面三個原則可以看出,產品焊接工藝規程和焊接工藝守則是焊接工藝文件是相對重要的環節,而應用焊接工藝規程則相對作用更弱一些。
2焊接材料的管理
除編制焊接工藝文件,焊接材料的管理在焊接質量控制中也十分重要。對于焊接材料的管理各個環節要規范合理,如不同類型及型號的焊條要分開存放并編寫好序號,這樣在使用時就可以很方便地存取,在施工完成后將未用完的焊條放回原來的位置,這也可以很清楚地知道焊接過程所用的材料的量,以便在施工過程中就能對材料的用量是否超過計劃材料的用量進行評估,如超過則進行及進地補充,從而使施工過程不會出現停止的狀況,另一方面也杜絕了焊接時出現用錯焊接材料的現象,而這對于整個焊接工藝來說是重要的失誤,嚴重時會來電廠帶來巨大的經濟損失,并且可修復性不高。焊接材料最好進行統一地購買,并且對材料的質量進行檢測并做好相關記錄,另外,存放焊接材料的地點要保持清潔,溫度也要適宜,存放地點沒有其它材料的侵蝕。焊接小組可以通過個人負責的方式對焊接材料進行領取,也可以采取統一的方式進行領取和返回。
3焊工培訓
在焊接施工之前,對焊工進行必要的培訓不僅可以有效地降低焊接施工中的錯誤率,也可以提高焊接的工藝水平。當然焊工要在取得相關資格證書的前提下從事電廠的焊接工作,在招收焊接人員時,也要對他們的焊接資格進行審查。對于焊工的培訓首先要進行技能的培訓,技術的培訓主要包括一些常見材料的焊接工藝,實際操作的演練,在演練中使每一位焊接員工的焊接水平都得到提高,這樣也是電廠焊接工程質量得到提高的前提之一,除技術的培訓之外,還要加強員工對于理論知識的理解,以從往的經驗來看,雖然很多員工的實際操作經驗豐富,但缺乏對于理論知識的理解,使得焊接水平長期沒有提高,也會犯一些習慣性的錯誤,為了解決這一問題,可以通過考試或者考核的形式讓焊工加深對理論知識的理解,如焊接的基本知識,原理以及實際操作規范等,對于不能達標的焊工可以進行再次培訓,總而言之,要深化焊工將理論與實際放在同等位置的意識,實踐證明,這是保證電廠焊接質量極其重要的措施,在以后的實踐中還要不斷地進行優化,使焊工對于理論知識的獲取有更多的方法,在效率上也能得到顯著地提高。
4焊接質量檢驗
在焊接施工完成后要對焊接工藝的質量進行檢測,首先焊工需要提交施工的相關情況,如焊接使用的材料,材料的型號及規格,最好能附上焊縫處的工藝圖,從而方便檢測人員的檢查。焊接檢測人員要對焊工的施工工藝的準確性進行分析,施工工藝無誤后按照焊工所提供的材料進行檢查驗收,對于焊接質量的審查也要遵循一定的審查規范,以保證審查的質量。除此之外,焊工也可以進行自行檢查,然后再以班的形式進行審查,最后到項目組的審查,這樣通過層層質量的掌控,從而使焊接過程嚴格按照施工流程,對于那些不合格的施工,首先要分析其中的原因,然后提出行之有效的解決辦法,在以后的施工中要避免類似的案例發生,如果在解決方案比較難以實現或者修復會影響到其它焊接處,那么必須對焊接的修復工作進行重新的評估,解決方案必須經過上級部門的批準后才能實施。焊接質量檢查的主要內容有:焊工資格的審查,焊縫質量的檢查、焊接材料的檢查等等。焊縫的大小、幾何形狀及相關參數是否符合要求,焊接材料是否齊全,以及施工時是否準備無誤等對于施工來說都至關重要。
5結論
在電廠焊接施工質量控制中,焊接工藝及流程是控制的關鍵環節,因此在施工時要遵循相關規范,加強對質量的檢測,從而使焊接的質量可以通過數據的形式直接顯示出來,對于焊接過程中存在的不足及時提出可行的解決方案,并做好記錄,從而在以后的施工中避免犯重復的錯誤,只有這樣,才能使電廠焊接施工的質量得到有效控制,進一步為我國提高我國焊接的施工水平。
1 影響長輸管道焊接的因素
在長輸管道焊接施工中,會有各種因素影響著管道焊接的質量,主要有以下幾個因素:
(1)氣候環境。溫度、濕度等環境條件會對焊接的質量產生一定的影響。
(2)流動性施工。在長輸管道的焊接施工中,工作地點會隨工程的進度不斷的發生變化,使得焊接質量難以保證。
(3)地形、地貌。長輸管道在鋪設施工過程中會遇到各種的地形、地貌,導致焊縫位置變化多端,會對焊接質量產生直接的影響。
(4)施工場地如果比較狹窄,也會使機械化的焊接工藝的適用性差,不能應用先進的焊接技術。
2 長輸管道的焊接工藝
焊接的方式主要可以分為手工焊、半自動焊和自動焊三個大類,下面分別闡述:
2.1 手工電弧焊工藝
手工電弧焊工藝根據焊接的方向和使用不同的焊條,可以分為四種:低氫焊條上、下向焊、高纖維素焊條下向焊和組合焊。高纖維素焊條下向焊是我國最普遍和常用的焊接方法,它電流大、焊接速度快(根焊速度達20-50cm/min)、利于野外作業、合格率高,適用于鋼級X60以下、口徑大于254毫米、厚度在7-16毫米的鋼管。低氫焊條下向焊采用低氫型焊條藥皮,含氫量小于5mL/100g,相比高纖維焊條焊縫有很好的低溫韌性和抗冷裂性,可以應用在低溫環境中和H2S含量比較高的腐蝕環境。低氫焊條上向焊主要應用在小管徑管道,它抗冷裂能力強,在接頭尺寸不規則的情況下焊接仍能有良好的焊接效果。組合不同的焊接方式來完成一道焊接工序,通常能達到不錯的效果,這樣的組合焊接方式稱為組合焊,如根焊用纖維素焊條下向焊,填充、蓋帽用上向焊等。
2.2 半自動焊工藝
半自動焊工藝主要包括藥芯焊絲自保護半自動焊接技術和CO2氣體保護半自動焊接方式。其中第一種工藝能適用于各種位置的焊接,藥芯在高溫下分解出的大量氣體能保護電弧和熔池,所以特別適合于室外有風條件下的作業。CO2氣體保護半自動焊接方式成本比較低、焊接效率和質量較高,可應用于全位置單面焊雙面成形的打底焊,但是缺點是現場需要有防風設施。
2.3 自動焊接工藝
自動焊的最大優勢在于對坡口的設計上,即在保證接頭性能和節省焊材的基礎上對坡口進行了最優化的設計。主要介紹兩種工藝:
2.3.1內焊機封底和外部自動焊機填充蓋面
內焊機是我國針對西氣東輸工程從國外引進的根焊專機,在管口周圍一般都有4-6個焊炬,對接之后可以同時進行焊接,大大提高了封底的速度,而且這樣封底之后成型很規則。但是設備非常復雜,在施工焊接過程中出現故障的概率很大,這就需要有足夠的配套裝置和專業的維修保護人員。同時,內焊機適用的管徑范圍小(只能在沙漠、戈壁發揮性能),因此這種工藝的推廣被限制。
2.3.2帶內襯墊對口器外部管道自動焊
這種工藝中,單、雙焊炬自動焊機都可以應用其中,這類工藝有很多優點:設備簡單易操作、故障率低、適用范圍廣等。在很多管道的施工上得到了應用,特別是海洋管道。
3 長輸管道的焊接質量的控制
焊接的質量應該從焊接人員、設備和檢驗儀器、材料、焊接環境、焊前和焊接檢驗檢測、焊縫返修等多個方面進行控制。
3.1 施工人員的控制
任何的施工工程,人都是施工的主體。對施工進行質量的控制,首先要做好對施工人員的控制,焊接的質量控制也不例外。當前的長輸管道的焊接工藝主要還是以手工為主,所以焊接人員的焊接水平和焊接技術就成為影響焊接質量的最重要的因素之一。所以必須對焊接人員進行崗前培訓,掌握專業知識和專業技能,通過基本知識和操作技能考核并取得質量技術監督部門的焊工合格證之后,才能在有效期內持證上崗作業。焊接的檢驗是焊接質量控制的最后一關,也是非常重要的一關,因此對檢驗人員也要做好嚴格的崗前培訓工作和技能培訓,這樣才能在質量檢驗中對焊接質量嚴格把關,保證施工質量。
3.2 設備和檢驗儀器的控制
要保證焊接管道用的各種工具的質量,如手弧焊機、氬弧焊機、自動焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等,設備的性能指數和參數達到標準,這樣才能保證設備的焊接能力和焊接質量。
溫度濕度儀、電流表、電壓表、風速儀、焊口檢驗尺等檢驗工具也要檢定合格并保證其檢驗的能力,保證在焊接質量出現問題時能及時、準確的檢驗出來。
3.3 焊接環境的控制
焊接工作時周圍的氣候環境是影響焊接質量的一個重要因素。下面的幾種自然環境下是不宜進行焊接的:有風天氣(氣體保護焊:風速大于2m/s;低氫型焊條電弧焊:風速大于5m/s;酸性焊條電弧焊,風速大于8m/s;藥芯自保護焊絲半自動焊,風速大于8m/s)情況下不能焊接;雨雪天氣;大氣濕度達到90%以上;環境溫度過低(低于焊接工藝規定的最低焊接溫度)。
3.4 材料的控制
長輸管道元件,如鋼管、焊材、管件等材料,應該于有長輸管道元件生產許可證的生產商處采購,管道元件的質量說明書等內容應該清晰、齊全,管道元件的質量要符合施工標準,這是保證焊接質量的重要環節。要堅決禁止不合格、偽劣的產品投入使用。
3.5 焊前和焊接檢驗檢測
要確保管口表面質量、坡口的表面和角度、對口間隙、組對間隙、錯邊量、坡口尺寸的誤差在合理的范圍內,并確定是否符合工藝文件的規定。每次焊接完成后,焊工應先自行檢測飛濺、熔渣等缺陷病并將之清除,然后交給檢驗員檢驗。檢驗員應該根據相關的檢測標準進行檢測,監督并檢查焊接工藝的施工情況,一旦發現問題應該及時處理,或者向上進行反饋。
4 結束語
目前的長輸管道焊接技術應用相當廣泛,除了西氣東輸管道,還有中俄輸油管道、西南成品油管道等都在實施過程中。長輸管道焊接的施工現場情況復雜,焊縫數量較多,各種不可預期因素都在影響著焊接的質量,這都對管道焊接技術提出了更高的要求。我們只有不斷地深入研究焊接技術,創新焊接方法,才能更好的保證長輸管道的焊接質量,從而保證其經濟利益和社會效益。
參考文獻
一、施工人員的控制
人是決定焊接質量第一位的要素。從事壓力管道受壓元件焊接的焊工;經規定的基本知識和操作技能考試合格后;取得質量技術監督部門頒發的焊工合格證;且在有效期內方能進行相應項目的焊接工作。嚴禁無證從事焊接作業。施工企業必須與焊工簽訂勞動合同。
管工要對管口組對質量負責;確保管口表面質量;坡口尺寸;對口間隙;錯邊量控制在規定的范圍內。《石油天然氣鋼制管道無損檢測》是等同采用API有關標準制定的;該標準第一次提出錯邊未焊透這一新的焊接缺陷概念;并將錯邊未焊透的長度單獨進行焊縫質量評級;而且規定出現錯邊未焊透的X光底片不能評為Ⅰ級片。此外錯邊未焊透缺陷的返修是較為困難的。
另外;質檢員要起到嚴格把關的作用。及時發現問題;及時給予糾正;及時反饋質量信息;防止不合格品發生。
焊接機組其他人員都必須圍繞保證焊接質量這個中心;盡心、盡責、盡力做好本崗位工作。
二、焊接設備和檢驗儀器工具
壓力管道焊接所需的自動焊機、手弧焊機、氬弧焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等;應具備保證焊接質量的過程能力。
所有指示、測量、檢驗所使用的儀器、儀表;檢驗工具;如電流表、電壓表、焊口檢驗尺、溫濕度儀、風速儀、紅外測溫儀等等;都應通過周期檢定合格;并在有效期內。
據實際經驗;焊機上電壓表、電流表所指示的數值與焊點附近的真實數值是有一定的差距的;主要原因是焊接把線有一定的電阻而造成電壓降。要比較準確地掌握焊接電流、電壓值;我們的做法是用鉗形電流表在焊點附近;對正在工作的焊接把線測量電流、電壓數值。這樣測量的數值是比較準確的。
三、材料與焊材的控制
對構成長輸管道的鋼管、焊材、管件、法蘭、閥門等壓力管道元件;應采購取得壓力管道元件制造許可證的廠家生產的產品;材料或焊材上的標記必須完整、清晰、牢固;質量證明書內容齊全、符合標準要求;質量證明書嚴禁用抄件;一般應為原件或復印后加蓋有經銷單位紅色檢驗印章和經辦人章的有效復印件;質量證明書上的品種、規格、批號等內容應與實物一致。
壓力管道元件(含業主提供的材料)和輔助材料如陰極保護、防腐補口補傷材料等都應經檢驗合格;由材料質控責任工程師驗證后;簽署準用意見。我們將材料驗證設置為“停點” ;旨在控制未經驗證的壓力管道元件;嚴禁緊急放行;經檢驗不合格的材料;嚴禁投入使用。
材料存放、保管、吊裝、運輸等應保證材料不受損傷。
焊材應有專設的庫房存放;配備控制溫度、濕度的設備和溫、濕度測量儀器、儀表;保證存放條件滿足工藝文件規定的要求。領用焊條應用焊條保溫桶;當班用不完的焊條應回收;回收焊材應按規定經烘干后才能用于管道的焊接。
四、焊接工藝文件的控制
焊接工藝評定、焊接施工措施方案或焊接作業指導書;是焊接施工必須嚴格遵守的“法律”文件。
在壓力管道安裝質保體系諸多控制點中;我們將焊接工藝評定設置為“停點”;不具備焊接工藝評定不得開焊。
焊接工藝評定的內容、數量要能覆蓋長輸管道線路、聯頭、返修、不同壁厚及爬坡管段等各種焊接工況。
焊接作業指導書依據焊接工藝評定來制定;焊接作業指導書中的焊接工藝參數應在焊接工藝評定規定的范圍內。
焊接作業指導書應由焊接技術人員向焊接施工班組交底;交底的內容包括:焊接工藝參數;工藝流程;質量要求;檢驗方法;焊接環境要求;施工安全要求等。
五、焊接環境控制
焊接環境直接影響焊接質量。當施焊環境出現下列任何一種情況;且無有效防護措施時;禁止施焊。
1.雨雪天氣;
2.大氣相對濕度大于90%;
3.低氫型焊條電弧焊;風速大于5m/s;
4.酸性焊條電弧焊;風速大于8m/s;
5.自保護藥芯焊絲半自動焊;風速大于8m/s;
6.氣體保護焊;風速大于2m/s;
7.環境溫度低于焊接工藝規程中規定的溫度。
六、焊前及焊接檢驗檢測控制
焊前焊接質檢員應檢查焊縫坡口表面狀況、坡口角度、鈍邊、組對間隙、錯邊量等數據應符合工藝文件規定。監督施焊的全過程;檢查焊接工藝的執行情況;發現問題及時處理或向有關人員反饋。每條焊縫焊完后;焊工應按要求將飛濺、熔渣及肉眼可見的缺陷等清除干凈;自檢合格后;按規定進行焊口標識并做好記錄;交焊接質檢員確認和專檢。焊接質檢員對焊工自檢合格后的焊縫進行外觀檢查。需要無損檢測的焊縫由焊接質檢員根據規定的探傷比例、施焊外觀質檢情況和焊接作業指導書的規定進行無損檢測委托;嚴禁焊前指定待探的焊口。
對焊接咬邊應予重視。焊接咬邊將造成應力集中;而成為疲勞裂紋源;使管道早期疲勞斷裂失效。目視法測量咬邊深度只能由檢驗者憑經驗來進行;對于內咬邊的深度;通過X射線透照的方法來進行測量。咬邊深度的測定;存在一定的誤差。鋼制管道焊縫咬邊;應盡可能進行補焊、修磨;使焊縫與母材圓滑過渡;消除咬邊對焊接接頭性能的不利影響。
七、焊縫返修控制
焊縫同一部位允許的返修次數應嚴格執行標準規范和設計的規定。返修由焊接工藝人員對需返修的缺陷;分析產生原因并編制返修工藝;返修工藝應經相關責任工程師審批。
中圖分類號:G712.4 文獻標識碼:A
對于焊接工藝教學質量的提升,要重視實踐教學的過程,在教學的過程轉變教學思維和思路,精心設計教學內容和實踐練習課程的同時,制定和完善學生的評價機制,調動學生教學質量參與度的同時,進一步提升學生了解和掌握這門技術的能力[1]。中職學校辦學和課程設計隨著時展和生源素質的變化,也要相應地采取靈活的辦法,從教學大綱、教材、課程、生源、教學條件等方面入手去調研和分析,設立適合本校專業特色和學生特點的教學課程。據此,本文從幾個方面闡述在中職學校焊接工藝教學過程中存在的問題,并對于如何提高中職學校焊接工藝教學質量提出相應解決對策。
1 協調處理教學大綱和教材內容與學生素質水平不適應的問題
教學大綱是指導教學計劃,實施教學的指導性文件[2]。教材是教學大綱的具體化,是對教學大綱的豐富和詮釋,規定了學習目標,學習內容和學習要求。對于中職學校的焊接工藝課程的教學大綱和教材,適用于具有初中文化水平的學生。但由于近些年來職業教育普及化,學生生源水平大幅下降,這就使得學生主體對教學大綱和教材適應能力,理解能力相對減弱,也增加了學生學習難度,直接影響中職學校焊接工藝的教學質量。
對于教學大綱和教材內容與學生能力條件匹配的問題,筆者想解決問題的關鍵在授課老師。
1.1教師要對 學生的學習興趣、知識水平、學習習慣、學習方法和智力水平等方面進行充分了解,可以通過多種方式進行深入了解,如摸底考試和課堂、課余的信息反饋;
1.2教師要吃 透教學大綱和教材內容,把握好初級焊工和中級焊工應該掌握的基本知識、內容和技術;
1.3是教學中 的關鍵點,教師要針對學生的實際情況,參照教學大綱,對教材進行適當刪減和增補。對于難以掌握的內容可以進行精簡、刪除,如埋弧自動焊機的工作原理、焊機的構造及焊劑等內容。對焊接專業課涉及的基礎知識,以及學生沒有掌握或遺忘的知識進行增補,如焊接應力與變形中涉及材料力學的一些物理基本概念:熱脹冷縮、彈性變形、塑性變形、內應力等。對掌握起來較難,但技術鑒定又必考的內容多進行重復和強化,如焊接安全知識、焊接裂紋的形成原因和防止方法,線能量和碳當量的計算等。
2 科學處理教學要求的統一性和學生素質發展個性化矛盾問題
國家教育部詳細制定了針對每一個專業學生應該掌握的知識,技能知識與能力水平,施行統一規定、材、統一考核,由于學生的基礎參差不齊,如何才能平衡大多數學生的統一性和個別學生差異性的發展要求,就成為目前中職學校教學質量提升的一個關鍵點。
教師作為教學工作的主導,在教師實踐中起著推動教學計劃有序進行重要任務,對于學生基礎參差不齊的現狀,教師只有因材施教,區別對待[3]。對于基礎薄弱的學生,教師可以針對性輔導和同學之間互助學習的方式,補習基礎知識,達到初級焊工的考核標準;對于基礎較好的學生,教師要予以鞭策和指導,要求其不僅要學習教材中較難的內容,同時還要增加他們的作業難度和作業量,指導其閱讀一些課外專業書籍。
3注重基礎課程與專業課程銜接協調
任何一本專業課程的學習都需要相關基礎課程的支撐和輔助,對焊接工藝這門課程也是如此,但在實際教學過程中發現,學生根本沒有掌握基礎知識,或是基礎課程開設的過于超前,或是學生對所學知識早已遺忘了[4]。此時教師講授專業知識,不但學生們很難接受,也使教學效果大打折扣,但是要系統補習基礎知識,在教學時間上又不容許。
對于這個問題,可以適當在課堂教學過程中幫助學生回憶和鞏固學過的基礎知識。筆者認為采取的步驟有3:
3.1指導學生 加強課前預習。對于課堂上將要涉及到的基礎知識要求學生在課前就要進行重溫。
3.2通過課堂 提問強化和鞏固學生掌握知識的情況。課堂進行提問,不僅檢查學生的課堂學習情況,同時也檢查學生對基礎知識的掌握的情況;
3.3針對提問 效果不理想的知識點或重要知識內容,在課堂上進行講解。
4 理論課程與實踐課程協調進行
中職學校培養的是中級技工,學生既要掌握一定的理論知識,同時也要掌握相應焊接技能。科學處理理論課程和實踐課程的關系是培養合格中級技術人才的關鍵[5]。
4.1在教學過 程中要確保理論課程與實踐課程的同步性。兩者同步進行,既有利于理論知識在實際過程中的鞏固和提升,也有利于學生運用理論知識正確指導實踐的進行,并用實踐檢驗理論知識,兩者相輔相成,可以發揮最大的學習效果,最大限度地提升教學質量。
4.2教師在講 授理論課程的同時,要深入到學生的實踐過程中去,幫助和鼓勵學生利用理論知識去指導實踐工作。及時指導和幫助學生解決實踐過程中遇到的問題,提高其分析和解決問題的能力。
5 提倡教師講授為主的學習模式
近些年來教學模式的革新理論在教學界廣泛普及。對中職學校焊接工藝的教學而言,關鍵在于需找一個可以提高教學質量的教學模式。中職學校的生源質量偏低,學生水平又存在參差不齊,學生本性貪玩,自律能力差,學習缺乏自主性,作風懶散。基于此,要想通過提高學生的自主性、主動性實現教學質量的提升幾乎不可能。所以針對中職學校的這種客觀條件,在焊接工藝的教學過程中,要重視和發揮教師的指導和推動作用,以教師的定位和視角,采取有效辦法如不憤不啟、不悱不發的心情及時提升學生學習的積極性和主動性。
6重視教師與學生的教學關系
教學活動不是教師的獨角戲,需要教師和學生的共同參與,師生相互配合,才能完成教學任務。由于中職學校的生源,大部分都是中考后的落第者,在行為上懶散,學習能力低,有些還是學習和思想上的“雙差生”。這些學生活潑好動,課堂上說話,打鬧屢次發生,這就給課堂秩序和紀律造成破壞,嚴重影響教學任務的進行和完成。
6.1教師在教學過程中要盡可能保持寬容
對學生的一些違反課堂紀律的行為要機智應對,借力打力,避免與學生發生沖突,在處理問題時保持冷靜,避免師生關系激化。
6.2教師要對學生的情況進行了解
和學生交原則性朋友。教師在教學過程中起主導作用,只有充分地了解和掌握了學生基本情況之后,才能化被動為主動,在遇到課堂違紀行為時,才能有策略、有方法地處理好師生之間的關系,既保證教學任務的有效完成,又可以提升問題學生的素質。
7 結語
中職學校的特殊性,在于其專業化的教育,其次還有其生源素質的自身問題,在實施教學的工作中,要充分合理地把握專業化教育與學生自身素質水平的協調和統一,處理好教學大綱、教材內容與學生素質水平、理論課程與實踐課程等問題矛盾,只有處理好了這些關系,才可以實現中職學校焊工技術教學質量提升,實現培養合格中級技工人才的目標。
參考文獻
[1] 郭敏.淺談如何提高中職學校教學質量[J].現代閱讀, 2012(8).
[2] 張麗品.如何提高《焊接工藝》課的教學質量[J].職業教育研究,2004(12).
[3] 王維.深化教學教育改革 提升中職教學質量[J].河南農業,2011(12).
壓力管道工程的安裝焊接是一個系統性的工作,涉及到施工人員、材料、施工流程、施工設備等諸多的因素,因此,保證壓力管道安裝焊接工程質量的一個重要前提就是質量的有效管理,文章將從影響質量問題相關因素著手,提出質量管理的措施,然后以質量管理為基礎,從安裝工藝流程、安裝施工準備、焊接具體質量保證技術措施等方面提出保證安裝焊接質量的控制方法,綜合性的保證了壓力管道安裝焊接工程的質量和安全,為壓力管道效能的正常發揮提供保障。
1 壓力管道安裝焊接質量管理
質量管理是質量保證技術措施有效實施的前提,在此筆者結合質量影響因素,主要從人員、材料、工藝流程等方面進行分析。
1.1 焊接人員的管理
焊工的技術水平是決定焊接質量的重要因素,操作技術不規范,將會使焊縫產生氣孔、夾渣、未溶合等焊接缺陷,甚至會引起焊接接頭性能的變化。所以,從事壓力管道受壓元件焊接的焊工應按“鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則”及本單位焊工考試管理制度的要求,經過規定的焊工基本知識和操作技能考試合格后,憑地(市)級安全監察機構頒發的“焊工合格證”在有效期內進行相應項目的焊接工作,不允許“超期”或“無證”上崗。
1.2 材料與焊材的管理
(1)對構成管道的鋼管、管件、法蘭等受壓元件材料,應采購經過壓力管道元件安全注冊的單位生產的材料。
(2)焊材的選購應采取擇優、定點選購的原則。
(3)材料與焊材上的標記必須完整、清晰、牢固,內容齊全。符合標準要求的質量證明書,一般應為原件或復印后加蓋有經銷單位檢驗公章和經辦人章的有效復印件。
(4)材料、焊材應按要求進行復驗、驗收,驗收或復驗合格后方可登記入庫。
(5)材料與焊材的發放和回收應建立完善的制度。
1.3 焊接工藝規程或工藝文件的編制
對于壓力管道的焊接用工藝文件,可分為通用工藝規程(守則)和專用焊接工藝規程或焊接工藝卡。通用焊接工藝規程是將常用的材料、結構、焊接方法以及典型零部件的焊接工藝匯編而成,它對焊接生產進行總的原則性指導,也是編制專用焊接工藝規程的依據;專用焊接工藝規程是根據圖紙要求和相應的施工驗收規范完成,作為相應焊接工藝評定進行編制,應按整個壓力管道工程中遇到的各種焊縫連接形式分別規定相應的坡口要求、焊接位置、焊接電流、焊接電壓、焊后熱處理、焊工資格、檢驗與無損檢測要求及對其中固定障礙焊的特別工藝措施,它由專業焊接工藝人員編制后,焊接與熱處理責任師審批。當焊接工藝需要變更時,必須由焊接工藝人員按變更的規定程序履行手續,并經焊接與熱處理責任師審查批準。
1.4 焊接設備的管理
焊接設備的各項性能是否穩定、可靠,是保證焊接質量的前提。應保證焊接設備的完好率在95%以上,主要關鍵設備必須完好。焊接設備做到專人操作、專人負責,專管率達到100%,實行定期的檢驗、維修、保養制度。焊接設備上的指示儀表,如電流表、電壓表、氣體流量計等應準確可靠,并在檢定周期內。焊接設備還應建立設備檔案,執行設備管理制度的各項規定。建立設備管理體制。
1.5 焊接過程的管理
焊接過程管理主要有以下幾個方面:焊工持證上崗、施焊環境控制、焊前準備、組對、焊接工藝執行情況以及焊接過程中、焊后焊縫質量的檢驗及焊縫返修控制等。
1.6 焊縫試件
相應施工與驗收規范或設計圖樣上有焊縫試件的要求時,管道施焊前必須焊接焊縫試件,合格后該焊工方可上崗施焊。焊縫試件中使用的母材與焊材應與工程上使用的相同。焊縫試件一般采用對接焊縫,具體要求由焊接與熱處理責任師根據圖樣要求、施工與驗收規范、焊接工藝評定報告和材料的可焊性制定。焊縫試件的焊接位置要包含現場作業中所有的焊接位置。焊縫試件的加工要求按照焊接工藝評定試件的要求進行,為防止試件焊后焊縫內凹,試件組對間隙必須按工藝要求執行。
1.7 焊縫返修
焊縫的返修次數不宜超過三次,一、二次返修由焊接工藝人員分析產生缺陷的原因并編制返修工藝,由焊接與熱處理責任師審批,三次及三次以上的焊縫返修由焊接與熱處理責任師會同有關人員認真分析原因,確定避免返修再次發生的措施后編制返修工藝,由總工程師審批。焊縫返修后應按返修工藝的要求進行焊接檢驗和無損檢測。要求焊后熱處理的管道焊縫一般應在熱處理前進行返修,如在熱處理后返修,補修后應做必要的熱處理。有抗晶間腐蝕要求的不銹鋼焊縫返修部位必須保證原有要求。焊縫返修次數、部位及返修情況應記入交工資料,返修的記錄報告等內容均匯入工程檔案。
2 壓力管道安裝焊接質量控制
2.1 焊接工藝流程
作業準備電弧焊接(平焊、立焊、橫焊、仰焊)焊縫檢查
2.2 焊接施工準備
(1)電焊條:其型號按設計要求選用,必須有質量證明書。按要求施焊前經過烘焙。嚴禁使用藥皮脫落、焊芯生銹的焊條。設計無規定時,焊接20# 鋼時宜選用E43 系列碳鋼結構焊條,按說明書的要求烘焙后,放入保溫桶內,隨用隨取。酸性焊條與堿性焊條不準混雜使用。
(2)引弧板:用坡口連接時需用弧板,弧板材質和坡口型式應與焊件相同。
(3)主要機具:電焊機(交、直流)、焊把線、焊鉗、面罩、小錘、焊條烘箱、焊條保溫桶、鋼絲刷、石棉條等。
2.3 焊接作業條件
(1)熟悉圖紙,做焊接工藝技術交底。
(2)施焊前應檢查焊工合格證有效期限,應證明焊工所能承擔的焊接工作。
(3)現場供電應符合焊接用電要求。
(4)環境溫度低于0℃,對預熱,后熱溫度應根據工藝試驗確定。
2.4 鋼結構電弧焊接
2.4.1 平焊
(1)選擇合格的焊接工藝,焊條直徑,焊接電流,焊接速度,焊接電弧長度等,通過焊接工藝試驗驗證。
(2)清理焊口:焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊縫周圍不得有油污、銹物。
(3)烘焙焊條應符合規定的溫度與時間,從烘箱中取出的焊條,放在焊條保溫桶內,隨用隨取。
(4)焊接電流:根據焊件厚度、焊接層次、焊條型號、直徑、焊工熟練程度等因素,選擇適宜的焊接電流。
(5)引弧:角焊縫起落弧點應在焊縫端部,宜大于10mm,不應隨便打弧,打火引弧后應立即將焊條從焊縫區拉開,使焊條與構件間保持2~4mm 間隙產生電弧。對接焊縫及時接和角接組合焊縫,在焊縫兩端設引弧板和引出板,必須在引弧板上引弧后再焊到焊縫區,中途接頭則應在焊縫接頭前方15~20mm 處打火引弧,將焊件預熱后再將焊條退回到焊縫起始處,把熔池填滿到要求的厚度后,方可向前施焊。
(6)焊接速度:要求等速焊接,保證焊縫厚度、寬度均勻一致,從面罩內看熔池中鐵水與熔渣保持等距離(2~3mm)為宜。
(7)焊接電弧長度:根據焊條型號不同而確定,一般要求電弧長度穩定不變,酸性焊條一般為3~4mm,堿性焊條一般為2~3mm 為宜。
(8)焊接角度:根據兩焊件的厚度確定,焊接角度有兩個方面,一是焊條與焊接前進方向的夾角為60~75°;二是焊條與焊接左右夾角有兩種情況,當焊件厚度相等時,焊條與焊件夾角均為45°;當焊件厚度不等時,焊條與較厚焊件一側夾角應大于焊條與較薄焊件一側夾角。
(9)收弧:每條焊縫焊到末尾,應將弧坑填滿后,往焊接方向相反的方向帶弧,使弧坑甩在焊道里邊,以防弧坑咬肉。焊接完畢,應采用氣割切除弧板,并修磨平整,不許用錘擊落。
(10)清渣:整條焊縫焊完后清除熔渣,經焊工自檢(包括外觀及焊縫尺寸等)確無問題后,方可轉移地點繼續焊接。
2.4.2 立焊
基本操作工藝過程與平焊相同,但應注意下述問題:
(1)在相同條件下,焊接電源比平焊電流小10%~15%。
(2)采用短弧焊接,弧長一般為2~3mm。
(3)焊條角度根據焊件厚度確定。兩焊件厚度相等,焊條與焊條左右方向夾角均為45°;兩焊件厚度不等時,焊條與較厚焊件一側的夾角應大于較薄一側的夾角。焊條應與垂直面形成60~80°角,使角弧略向上,吹向熔池中心。
(4)收弧:當焊到末尾,采用排弧法將弧坑填滿,把電弧移至熔池中央停弧。嚴禁使弧坑甩在一邊。為了防止咬肉,應壓低電弧變換焊條角度,使焊條與焊件垂直或由弧稍向下吹。
2.4.3 橫焊
基本與平焊相同,焊接電流比同條件平焊的電流小10%~15%,電弧長2~4mm。焊條的角度,橫焊時焊條應向下傾斜,其角度為70~80°,防止鐵水下墜。根據兩焊件的厚度不同,可適當調整焊條角度,焊條與焊接前進方向為70~90°。
2.4.4 仰焊
基本與立焊、橫焊相同,其焊條與焊件的夾角和焊件厚度有關,焊條與焊接方向成70~80°角,宜用小電流、短弧焊接。
2.4.5 冬期低溫焊接
在環境溫度低于0℃條件下進行電弧焊時,除遵守常溫焊接的有關規定外,應調整焊接工藝參數,使焊縫和熱影響區緩慢冷卻。風力超過4級,應采取擋風措施;焊后未冷卻的接頭,應避免碰到冰雪。鋼結構為防止焊接裂紋,應預熱、預熱以控制層間溫度。當工作地點溫度在0℃以下時,應進行工藝試驗,以確定適當的預熱,后熱溫度。
2.5 成品保護
(1)焊后不準撞砸接頭,不準往剛焊完的鋼材上澆水。低溫下應采取緩冷措施。
(2)不準隨意在焊縫外母材上引弧。
(3)各種構件校正好之后方可施焊,并不得隨意移動墊鐵和卡具,以防造成構件尺寸偏差。隱蔽部位的焊縫必須辦理完隱蔽驗收手續后,方可進行下道隱蔽工序。
(4)低溫焊接不準立即清渣,應等焊縫降溫后進行。
2.6 安裝焊接注意的質量問題
(1)尺寸超出允許偏差:對焊縫長度、寬度、厚度不足,中心線偏移,彎折等偏差,應嚴格控制焊接部位的相對位置尺寸,合格后方準焊接,焊接時精心操作。
(2)焊縫裂紋:為防止裂紋產生,應選擇適合的焊接工藝參數和施焊程序,避免用大電流,不要突然熄火,焊縫接頭應搭接10~15mm,焊接中不允許搬動、敲擊焊件。
(3)表面氣孔:焊條按規定的溫度和時間進行烘焙,焊接區域必須清理干凈,焊接過程中選擇適當的焊接電流,降低焊接速度,使熔池中的氣體完全逸出。
(4)焊縫夾渣:多層施焊應層層將焊渣清除干凈,操作中應運條正確,弧長適當。注意熔渣的流動方向。
3 結語
壓力管道安裝焊接對于壓力管理的重要性不言而喻,文章系統性的從質量管理和控制兩方面提出了保證壓力管道安裝焊接質量的措施,可為相關人員提供借鑒,而在具體工程實踐中,必須結合工程條件及狀況,采取綜合性的管理和技術措施,以保證壓力管道的安全穩定運行。
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0 引言:油氣田油氣大多采用管道運輸,這是一種既安全又經濟的輸送方式。為了提高運輸量,常用辦法就是提高輸送壓力、擴大管道的直徑。并且管道的連接完全依靠焊接工藝來完成,因此在要求管材質量的同時,最為關鍵的就是對焊接質量的控制。
1長輸管道的焊接工藝
1.1 傳統的長輸管道焊接技術工藝
在我國現階段還明顯存有許多傳統的焊接技術,比如焊條、電弧焊和氬弧焊。這些方法在現代當下對石油和天然氣的需要量增大的情況已經不能滿足生產了,那么傳統長輸管道焊接是怎樣的呢?
(1)我國長輸管道焊接工藝在二十世紀七、八十年代都普遍傳統主要以手工焊為主,一般是上向焊、下向纖維素焊條手工焊,由于這些方法為手工操作,因此效率低,耗時長,且焊接質量也受到了人工技能水平的制約。上向焊在當時抵抗惡劣環境的能力強;可實現大批量流水作業,效率高;采用多層焊接,焊接質量高。這一技術在很大程度上保證了管線焊接質量,但不足的是在焊接的中間過程需要換焊條,這個操作就會耽誤時間;工藝上頻繁起弧和熄弧,在起弧和熄弧點易產生未焊透、未熔合等缺陷;
(2)傳統管道焊接工藝常以手工焊為主,焊接人員利用焊具和焊條對管道接口處進行焊接,這種方法效率極慢而且產生的缺陷較多,速度慢,耗費人力,而且精度和質量均達不到現代化焊接設備的要求,手工焊就不易在現代實用了。
(3)在我國二十世紀初期也使用了碳極電弧焊和氣焊,同時代替了不少手工焊,電弧比較穩定,焊接質量進一步提高,使得手工的操作又上升了一個層次。但這種焊接工藝對焊接人員的焊接技術要去相對較高,焊接難度相對較大,所以操作不方便,效率也就不會提高。
(4)激光焊是為了管道在水下焊接的要求而創造的焊接工藝,這種激光焊能適應水下的水壓和水流而使焊接順利進行。但是在激光焊中要求焊件的裝配精度較高,并且要求光束在兩管道之間的位置不能有明顯偏移,所以對控制系統的要求較高。而且激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
1.2 傳統長輸管道焊接技術的弊端。
在傳統焊接工藝上存在了許多弊端,已經不能滿足當下對焊接技術的要求。其中有焊不透、未融合、帶有氣孔、夾渣等缺陷是常見的問題,此外有裂紋是最嚴重的缺陷。
1.2.1 管道焊接外部缺陷
外部缺陷可以用人們的肉眼看到管道之間有裂紋的痕跡或是管道縫之間沒有融合沒有焊透,管道之間有氣孔和咬邊等。
1.2.2 長輸管道內部缺陷
內部缺陷用肉眼是看不出來的,必須得通過x射線或A型超聲波來檢測,包括內部含有氣孔夾渣。是由于在焊接過程中氧化產生的氣體來不及排出管體而殘留在焊縫內部,所造成看不見的缺陷。
2. 施工人員的控制
人是決定焊接質量第一位的要素。從事壓力管道受壓元件焊接的焊工,經規定的基本知識和操作技能考試合格后,取得質量技術監督部門頒發的焊工合格證,且在有效期內方能進行相應項目的焊接工作。嚴禁無證從事焊接作業。施工企業必須與焊工簽訂勞動合同。
管工要對管口組對質量負責,確保管口表面質量,坡口尺寸,對口間隙,錯邊量控制在規定的范圍內。SY-T4109-2006《石油天然氣鋼制管道無損檢測》是等同采用API有關標準制定的,該標準第一次提出錯邊未焊透這一新的焊接缺陷概念,并將錯邊未焊透的長度單獨進行焊縫質量評級,而且規定出現錯邊未焊透的X光底片不能評為Ⅰ級片。此外錯邊未焊透缺陷的返修是較為困難的。
另外,質檢員要起到嚴格把關的作用。及時發現問題,及時給予糾正,及時反饋質量信息,防止不合格品發生。
焊接機組其他人員都必須圍繞保證焊接質量這個中心,盡心、盡責、盡力做好本崗位工作。
3. 焊接設備和檢驗儀器工具
壓力管道焊接所需的自動焊機、手弧焊機、氬弧焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等,應具備保證焊接質量的過程能力。
所有指示、測量、檢驗所使用的儀器、儀表,檢驗工具,如電流表、電壓表、焊口檢驗尺、溫濕度儀、風速儀、紅外測溫儀等等,都應通過周期檢定合格,并在有效期內。
據我們的經驗,焊機上電壓表、電流表所指示的數值與焊點附近的真實數值是有一定的差距的,主要原因是焊接把線有一定的電阻而造成電壓降。要比較準確地掌握焊接電流、電壓值,我們的做法是用鉗形電流表在焊點附近,對正在工作的焊接把線測量電流、電壓數值。這樣測量的數值是比較準確的。
4. 材料與焊材的控制
對構成長輸管道的鋼管、焊材、管件、法蘭、閥門等壓力管道元件,應采購取得壓力管道元件制造許可證的廠家生產的產品,材料或焊材上的標記必須完整、清晰、牢固,質量證明書內容齊全、符合標準要求,質量證明書嚴禁用抄件,一般應為原件或復印后加蓋有經銷單位紅色檢驗印章和經辦人章的有效復印件,質量證明書上的品種、規格、批號等內容應與實物一致。
壓力管道元件(含業主提供的材料)和輔助材料如陰極保護、防腐補口補傷材料等都應經檢驗合格,由材料質控責任工程師驗證后,簽署準用意見。我們將材料驗證設置為“停點” ,旨在控制未經驗證的壓力管道元件,嚴禁緊急放行;經檢驗不合格的材料,嚴禁投入使用。
材料存放、保管、吊裝、運輸等應保證材料不受損傷。
焊材應有專設的庫房存放,配備控制溫度、濕度的設備和溫、濕度測量儀器、儀表,保證存放條件滿足工藝文件規定的要求。領用焊條應用焊條保溫桶,當班用不完的焊條應回收,回收焊材應按規定經烘干后才能用于管道的焊接。
5. 焊接工藝文件的控制
焊接工藝評定、焊接施工措施方案或焊接作業指導書,是焊接施工必須嚴格遵守的“法律”文件。
在壓力管道安裝質保體系諸多控制點中,我們將焊接工藝評定設置為“停點”,不具備焊接工藝評定不得開焊。
焊接工藝評定的內容、數量要能覆蓋長輸管道線路、聯頭、返修、不同壁厚及爬坡管段等各種焊接工況。
焊接作業指導書依據焊接工藝評定來制定,焊接作業指導書中的焊接工藝參數應在焊接工藝評定規定的范圍內。
焊接作業指導書應由焊接技術人員向焊接施工班組交底,交底的內容包括:焊接工藝參數,工藝流程,質量要求,檢驗方法,焊接環境要求,施工安全要求等。
6. 焊接環境控制
焊接環境直接影響焊接質量。當施焊環境出現下列任何一種情況,且無有效防護措施時,禁止施焊。
(1)雨雪天氣;
(2)大氣相對濕度大于90%;
(3)低氫型焊條電弧焊,風速大于5m/s;
(4)酸性焊條電弧焊,風速大于8m/s;
(5)自保護藥芯焊絲半自動焊,風速大于8m/s;
(6)氣體保護焊,風速大于2m/s;
(7)環境溫度低于焊接工藝規程中規定的溫度。
7. 焊前及焊接檢驗檢測控制
焊前焊接質檢員應檢查焊縫坡口表面狀況、坡口角度、鈍邊、組對間隙、錯邊量等數據應符合工藝文件規定。監督施焊的全過程, 檢查焊接工藝的執行情況,發現問題及時處理或向有關人員反饋。每條焊縫焊完后,焊工應按要求將飛濺、熔渣及肉眼可見的缺陷等清除干凈,自檢合格后,按規定進行焊口標識并做好記錄,交焊接質檢員確認和專檢。焊接質檢員對焊工自檢合格后的焊縫進行外觀檢查。需要無損檢測的焊縫由焊接質檢員根據規定的探傷比例、施焊外觀質檢情況和焊接作業指導書的規定進行無損檢測委托,嚴禁焊前指定待探的焊口。
對焊接咬邊應予重視。焊接咬邊將造成應力集中,而成為疲勞裂紋源,使管道早期疲勞斷裂失效。目視法測量咬邊深度只能由檢驗者憑經驗來進行,對于內咬邊的深度,通過X射線透照的方法來進行測量。咬邊深度的測定,存在一定的誤差。鋼制管道焊縫咬邊,應盡可能進行補焊、修磨,使焊縫與母材圓滑過渡,消除咬邊對焊接接頭性能的不利影響。
8. 焊縫返修控制
焊縫同一部位允許的返修次數應嚴格執行標準規范和設計的規定。返修由焊接工藝人員對需返修的缺陷,分析產生原因并編制返修工藝, 返修工藝應經相關責任工程師審批。
焊縫返修后應按返修工藝的要求進行焊接檢驗和無損檢測。要求焊后熱處理的管道焊縫,一般應在熱處理前進行返修,如在熱處理后返修,補焊后應做必要的熱處理。
焊縫返修部位、返修次數、返修情況以及熱處理報告應記入返修記錄,并進入工程交工資料。
9. 結束語
長輸管道焊接的現場情況復雜、施焊環境惡劣、焊縫數量較多,影響焊接質量的因素很多,只要對這些影響因素進行有效的控制,就能保證長輸管道焊接質量滿足標準規范和設計圖紙的要求。我單位近十年來承建的長輸管道工程,焊縫探傷一次合格率均在96%以上。
參考文獻
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[2] 何小東.丁小軍.高鋼級油氣輸送管道環焊縫雙絲焊接技術的應用[J].鋼管,2007(3).
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1、前言
隨著焊接鋼管生產技術的發展,去除內外毛刺工藝的日趨成熟,焊管熱處理工藝的成功引用以及焊縫質量能夠得到更好的保證。我公司在生產鑲嵌型翅片管改變了傳統的無縫管生產工藝,采用焊接鋼管的生產工藝生產,充分發揮“以焊代無”、“焊無結合”的組合優勢。在降低成本、縮短生產周期、保證質量、滿足用戶需求等方面均取得了實效。
鑲嵌型翅片焊管的是公司焊接鋼管的主要產品,從2009年試產以來,一直得到了用戶的肯定和認可,并實現了批量生產。因用戶在外徑、表面質量、直度、焊縫質量等方面的高要求嚴標準,分廠必須在相應的工序采取一系列的措施改進工藝、加強質量控制。
鑲嵌型翅片焊管:產品牌號為A214,化學成分見下表1。
2、工藝
2.1、生產工藝:
鋼帶由焊管機組軋制、焊接、清除內焊筋、經精整工序后成焊接鋼管。焊接鋼管整體熱處理、矯直、零對零定尺切制后,經過高壓水試驗合格后成正品管入庫。
2.2、工藝流程:
熱軋縱剪鋼帶開卷對接雙面打磨成型焊接清除內外毛刺冷卻定徑八輥矯直飛鋸定尺檢驗熱處理矯直1次定尺切制壓風吹鋼管內徑高壓水試驗 酸洗防銹2次切除盲區定尺端口打磨檢驗六角打包稱重入庫。
3、工藝控制與分析
3.1、孔型設計
采用兩輥雙半徑擠壓輥生產,帶鋼的主要變形先從兩個邊緣開始,并逐步向內擴大,其彎曲半徑接近于成品管的公稱半徑;而帶鋼的中間部分先用較大的彎曲半徑,隨后逐架減小。鋼管在生產過程中變形均勻,成型比較穩定,邊緣質量較好,保證焊縫質量。
3.2、焊接工藝
采用感應饋電高頻焊接工藝,在距匯合點30-300毫米處繞管坯套上感應器,感應器采用曲面的空心水冷導體材料制成。當感應器通過高頻電流時,管坯上便感應出電流。由于集膚效應和鄰近效應,使電流能夠高度集中于管邊焊合面上,而管邊很快地加熱至焊接溫度(焊鋼時為1250-1430℃)在擠壓輥積壓下完成焊接。
焊接效果:①提高了設備利用率,減低了生產成本;②焊接過程穩定,焊接質量好,焊縫表面光滑;③對帶材接頭及表面質量要求不嚴,減輕了勞動強度;④由于無電極壓力,最適用于焊薄壁管;⑤節約接觸電極的消耗,節約了停機時間;⑥焊接調整容易、方便。
焊接工藝參數見表2。
3.3、除內毛刺工藝
采用刀除內毛刺裝置的型式,將刀架調整裝置安裝在現有的焊管成型機的平輥裝置的機架上,通過調節刀架調整裝置中的手輪可以調整去內毛刺裝置的高低,通過調節刀架調整裝置中的螺旋調整螺桿還可以調整去內毛刺裝置的角度,上述這些調整可以確保刀環位置與鋼管焊縫位置保持一致,調節去內毛刺刀頭中連接刀環座和座架的螺釘可以調整刀環的高低,從而控制內毛刺切削量的大小。
4、質量分析
4.1、焊縫質量
高頻電焊鋼管時,存在低溫焊接和過燒夾雜兩種特有的缺陷。通常,低溫焊接是沿焊接方向連續發生的,而過燒夾雜僅間歇地發生,其產生的機理:
⑴低溫焊接發生的原因:由于輸入熱量不足,焊接速度較快,兩邊緣端面沒有被加熱到足以熔化的狀態,因此,發生低溫焊接缺陷。低溫焊接實質上端面上形成的氧化物在擠壓過程中沒被擠壓出去,而殘留在焊縫中,形成低溫焊接缺陷。
⑵過燒夾雜發生的原因:兩端面在會合點接觸,全部電流流過會合點,因此會合點和焊接點間的電磁力突然消失。于是,熔融鋼液連同一些過燒氧化物(如FeO、MnO、SiO2等)回流到焊縫中,在擠壓輥作用下又沒全部擠出。因此,焊縫中存在過燒夾雜缺陷。
4.2、幾何尺寸控制
幾何尺寸偏差范圍如下表3:
5、問題、措施與效果
5.1、表面裂縫
⑴問題
用戶在使用過程中發現鋼管端部開裂和中間部開裂的缺陷存在,原因一:鋼管經熱處理后產生彎曲嚴重,需經矯直機矯直。我公司用108矯直機矯38.1×1.651焊管,屬于配置不當,矯直機咬入時壓力過大,會造成鋼管端部2-4公分開裂或變形。同時在盲區切除不夠造成端部切除不到位,使開裂管進入下道工序-高壓水檢測工序。原因二:由于熱軋帶鋼壁厚有偏差較大,會造成清除內毛刺時有時過深,矯直后焊縫凸起,高壓水檢測時不會開裂,但在用戶套管軋制時有可能開裂所致。
⑵措施
①經熱處理后產生彎曲的鋼管不再在108矯直機上矯直,安排在匹配的60矯直機上矯直,防止矯直機咬入時壓力過大,造成鋼管端部開裂或變形。
②增加零對零定尺管切制前鋼管兩端檢查,對發現開裂或變形的鋼管做好標記,要求切制人員切除缺陷。
③進行2次端部切制,高壓水檢測前切制1次定尺管進行高壓水檢測,高壓水檢測后切制1次水壓盲區,防止端部開裂管流入正品管內。
5.2產品防護
⑴問題
鋼管防銹方面用戶要求表面不能有氧化鐵皮存在,同時在包裝時對鋼管的兩端要求用木板保護,以免在吊裝和運輸過程中端部撞傷。
⑵措施
防銹方面:采用酸洗清洗中和鈍化的工藝流程進行操作。
端部保護方面:采用膠合木板對鋼管兩端進行木板包裝,并使木板伸出鋼管端面40毫米。
⑶效果
保證了鋼管在發貨后較長時間不會銹蝕,鋼管端面保護較好。用戶滿意度100%。
6、結論
⑴采用焊接工藝生產的鑲嵌型翅片焊管可以大規模批量生產,在成材率、生產成本控制、縮短生產周期、質量控制等方面比采用無縫工藝要更好。成本比無縫工藝生產低700元/噸以上。
⑵鋼管在無縫車間的精整各工序生產過程中周轉量較大,帶來了較多的問題,在生產工藝和技術上需進一步優化和改進。
【參 考 文 獻】
中圖分類號:TE973文獻標識碼: A
石油天然氣管道不僅路線長、覆蓋面廣,而且質量要求高,其管道的安裝尤其是焊接質量必須要得到充分的保障。根據眾多實踐經驗,影響管道焊接質量的因素較多,主要包括:焊接工作人員技能水平、管道材料質量、焊接工作方式、焊接材料質量等。如果想要確保焊接質量,必須要做好科學預案,科學高效地管理可能對焊接質量產生影響的各種因素。
1 石油天然氣管道的焊接工藝
焊接的方式主要可以分為手工焊、半自動焊和自動焊三個大類,下面分別闡述:
1.1 手工電弧焊工藝
手工電弧焊工藝根據焊接的方向和使用不同的焊條,可以分為四種:低氫焊條上、下向焊、高纖維素焊條下向焊和組合焊。高纖維素焊條下向焊是我國最普遍和常用的焊接方法,它電流大、焊接速度快(根焊速度達20-50cm/min)、利于野外作業、合格率高,適用于鋼級X60以下、口徑大于254毫米、厚度在7-16毫米的鋼管。低氫焊條下向焊采用低氫型焊條藥皮,含氫量小于5mL/100g,相比高纖維焊條焊縫有很好的低溫韌性和抗冷裂性,可以應用在低溫環境中和H2S含量比較高的腐蝕環境。低氫焊條上向焊主要應用在小管徑管道,它抗冷裂能力強,在接頭尺寸不規則的情況下焊接仍能有良好的焊接效果。組合不同的焊接方式來完成一道焊接工序,通常能達到不錯的效果,這樣的組合焊接方式稱為組合焊,如根焊用纖維素焊條下向焊,填充、蓋帽用上向焊等。
1.2 半自動焊工藝
半自動焊工藝主要包括藥芯焊絲自保護半自動焊接技術和CO2氣體保護半自動焊接方式。其中第一種工藝能適用于各種位置的焊接,藥芯在高溫下分解出的大量氣體能保護電弧和熔池,所以特別適合于室外有風條件下的作業。CO2氣體保護半自動焊接方式成本比較低、焊接效率和質量較高,可應用于全位置單面焊雙面成形的打底焊,但是缺點是現場需要有防風設施。
1.3 自動焊接工藝
自動焊的最大優勢在于對坡口的設計上,即在保證接頭性能和節省焊材的基礎上對坡口進行了最優化的設計。主要介紹兩種工藝:
1.3.1內焊機封底和外部自動焊機填充蓋面
內焊機是我國針對西氣東輸工程從國外引進的根焊專機,在管口周圍一般都有4-6個焊炬,對接之后可以同時進行焊接,大大提高了封底的速度,而且這樣封底之后成型很規則。但是設備非常復雜,在施工焊接過程中出現故障的概率很大,這就需要有足夠的配套裝置和專業的維修保護人員。同時,內焊機適用的管徑范圍小(只能在沙漠、戈壁發揮性能),因此這種工藝的推廣被限制。
1.3.2帶內襯墊對口器外部管道自動焊
這種工藝中,單、雙焊炬自動焊機都可以應用其中,這類工藝有很多優點:設備簡單易操作、故障率低、適用范圍廣等。在很多管道的施工上得到了應用,特別是海洋管道。
2 石油天然氣管道的焊接質量的控制
2.1 施工人員的控制
任何的施工工程,人都是施工的主體。對施工進行質量的控制,首先要做好對施工人員的控制,焊接的質量控制也不例外。當前的石油天然氣管道的焊接工藝主要還是以手工為主,所以焊接人員的焊接水平和焊接技術就成為影響焊接質量的最重要的因素之一。所以必須對焊接人員進行崗前培訓,掌握專業知識和專業技能,通過基本知識和操作技能考核并取得質量技術監督部門的焊工合格證之后,才能在有效期內持證上崗作業。焊接的檢驗是焊接質量控制的最后一關,也是非常重要的一關,因此對檢驗人員也要做好嚴格的崗前培訓工作和技能培訓,這樣才能在質量檢驗中對焊接質量嚴格把關,保證施工質量。
2.2 設備和檢驗儀器的控制
要保證焊接管道用的各種工具的質量,如手弧焊機、氬弧焊機、自動焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等,設備的性能指數和參數達到標準,這樣才能保證設備的焊接能力和焊接質量。
溫度濕度儀、電流表、電壓表、風速儀、焊口檢驗尺等檢驗工具也要檢定合格并保證其檢驗的能力,保證在焊接質量出現問題時能及時、準確的檢驗出來。
2.3 石油天然氣管道的焊接材料
原材料作為石油天然氣管道焊接的根本保障,包括閥門、法蘭、焊材、鋼管等元件,應選擇質量可靠、價格合理的供應廠家;注意焊材或原材料的標記清晰、完整,具有齊全的質量證明書,與施工標準保持一致;對于質量證明書,應避免使用抄件,以原件或者復印后加蓋經銷單位紅色印章為主,確保質量證明書中的規格、品種、批號等與實物相符。
對于施工中用到的所有管道的各個部件、輔助材料,例如防腐修補材料、陰極保護材料,焊條等等,這種材料的工藝性能較好,容易焊接成形,更能保證焊接透徹,并且有熔點低穿透力強,并且鐵水的粘度較大,不易脫落,生產效率高的優點。
材料都應注意檢驗合格,由質控工程師驗收并簽署意見;將已經通過驗證的材料設置成“停點”,以明確區分沒有經過驗證的壓力管道元件,不允許任何不合規的材料進入施工現場;在材料的運輸、保管、存放以及吊裝過程中,應注意避免材料受到損傷;對于重要的焊接原材料,由專門的庫房負責存放與管理,根據材料的物理與化學特性,控制存放的溫度、濕度,避免發生腐蝕等問題;例如,用焊條保溫桶領用焊條;未用完而回收的焊材需要進行烘干處理,然后再應用于其他的管道焊接程序。
2.4焊接環境的控制
焊接工作時周圍的氣候環境是影響焊接質量的一個重要因素。下面的幾種自然環境下是不宜進行焊接的:有風天氣(氣體保護焊:風速大于2m/s;低氫型焊條電弧焊:風速大于5m/s;酸性焊條電弧焊,風速大于8m/s;藥芯自保護焊絲半自動焊,風速大于8m/s)情況下不能焊接;雨雪天氣;大氣濕度達到90%以上;環境溫度過低(低于焊接工藝規定的最低焊接溫度)。
2.5控制石油天然氣管道的焊接檢驗
對于管工來說,應對產品的質量負責,確保管口的表面質量、坡口尺寸等與施工要求相一致,將錯邊量、對口間隙等控制在合理范圍內。首先,在正式焊接之前,質檢員需要嚴格查看焊縫坡口狀況、坡口的角度、組對間隙以及錯邊量等,與工藝文件規定保持一致;完成焊縫的焊接工作之后,將熔渣、飛濺等表面缺陷處理干凈,經過自檢合格,做好焊口標識的記錄, 由專業的焊接質檢員進行檢查與確認;其次,焊接質檢員對焊縫的外觀進行查看,對于需要深入檢測的焊縫,采取無損檢測方法,根據探傷的比例、焊縫外觀情況、焊接作業指導書規定等進行檢測,對施焊的全過程進行監督,確保焊接工藝落實到位,及時發現問題并采取處理措施;最后,加強對焊接咬邊缺陷的重視程度;在焊接咬邊的位置,應力較為集中,同時也是疲勞裂紋的源頭,如果不加強控制,極易引發疲勞斷裂失效問題。采取目測方法對咬邊的深度進行測量,只能通過檢驗者的經驗判斷,而采用x射線透照方法,則可精確測量咬邊的深度;對于鋼制管道的焊縫咬邊缺陷,可采取修磨、補焊等方法,確保焊接接頭性能不受影響。
3 結論
石油天然氣管道的焊接方法具有美好的應用前景,諸如中俄輸油管道、西部成品油管道、西南成品油管道等等都在運行和發展,相應的具有更高的管道焊接技術要求,通過強有力的技術支持應用到管道施工中,才能促使石油天然氣管道焊接生產的低成本、高速度和高質量發展。
參考文獻
[1] 李俊超. 關于石油天然氣管道焊接工藝研究分析[J].中國新技術新產品,2012(12)
中圖分類號: TG4 文獻標識碼: A
1、影響長輸管道焊接的因素
在長輸管道焊接施工中,會有各種因素影響著管道焊接的質量,主要有以下幾個因素:
(1)氣候環境。溫度、濕度等環境條件會對焊接的質量產生一定的影響。
(2)流動性施工。在長輸管道的焊接施工中,工作地點會隨工程的進度不斷的發生變化,使得焊接質量難以保證。
(3)地形、地貌。長輸管道在鋪設施工過程中會遇到各種的地形、地貌,導致焊縫位置變化多端,會對焊接質量產生直接的影響。
(4)施工場地如果比較狹窄,也會使機械化的焊接工藝的適用性差,不能應用先進的焊接技術。
2、焊接技術在長輸管道施工中的應用
2.1、手工電弧焊工藝
我們依據其所采用的焊條以及焊接方向的不同,管道手工電弧焊接主要可以分為:低氫焊條上向焊、低氫焊條下向焊、高纖維素焊條下向焊、組合焊接四種方法。
2.1.1、低氫焊條上向焊
其主要就是應用于小口徑管道的焊接,具有優良的抗冷裂性能,以及在接頭尺寸不規格出現大錯邊的情況下,依舊具有良好的X射線合格率,主要應用于工藝廠站內的一些重要管件和接頭上。該方法的焊接效率低于高纖維素的焊條下向焊和低氫焊條下向焊。
2.1.2、低氫焊條下向焊
低氫焊條下向焊,該種焊接方法主要采用的是低氫型焊條藥皮,焊縫熔合金屬含氫量低,并且小于5ml/100g,焊縫本身就具有了抗斷裂性以及優良的低溫韌性能,主要可以應用于在寒冷環境中運行的管道上或者是硫化氫腐蝕較嚴重的管道。該方法的焊接速度與纖維素焊條的焊機速度是相當的,其缺點就是焊接速度在跟纖維素焊條明顯要地的多,對根焊時的焊口組對,對坡口尺寸要求是比較高的,容易出現內咬邊、未融合以及未焊透等等的根部缺陷。所以說,這種焊接方法在長輸油氣管道中通常是不單獨的進行使用。
2.1.3、高纖維素焊條下向焊
目前,我國國內長輸管道一般采用的是焊接工藝法就是纖維素下向的焊接。其適用于X60以下鋼級,厚壁為7~16mm、直徑大于254mm鋼管的焊接。其優點就是高焊速、大電流,根焊的速度可以達20~50cm/min,這也就表明了焊接的效率是較高的。則缺點主要表現在纖維素焊條的溶解氫的含量高達30~40ml/100g,焊縫的抗裂性以及低溫韌性沒有低氫焊條好。
2.1.4、組合焊
采用不同的焊接方法來共同的完成一道環焊縫,來獲得最佳的焊接效果,這就被稱作組合焊,其主要有三種形式:
一是根焊,采用的是上向焊,填充和蓋面采用下向焊。對于根焊,下向焊要求的坡口精度要高于上向焊。在一些連頭對死口焊接之中,我們推薦使用的是上向焊打底根焊,下向焊填充、蓋面。
二是纖維素焊條下向根焊、熱焊,其余焊道采用的是低氫下向焊。纖維素的根焊速度是比較快的,對于組對質量要求則是較低的,非常適宜機械化流水線的焊接作業,填充、蓋面則采用的是低氫下向焊,不僅僅速度快,層間清渣相對比較容易,蓋面成型美觀,且焊縫具有優良的低溫韌性和抗裂性能,尤其適用于鋼級在X60以上的油氣管道。
三是根焊和熱焊,采用的是纖維素焊條下向焊,填充、蓋面采用上向焊。在壁厚為7~16mm管子的焊接之中,下向焊時最具有競爭力的。當管壁太厚的時候,焊接層數也要相應的增加,焊接燃弧時間因素對整個焊接時間的影響而有所降低,自然,其高效性的優點也就喪失了。所以說,對于壁厚超過16mm的管道,一般采用的是上向焊與下向焊兩種方法組合的焊接方式。
2.2、半自動下向焊工藝
2.2.1、藥芯焊絲自保護半自動下向焊
藥芯焊絲自保護半自動焊,非常的適用于戶外有風場合,靠藥芯高溫分解釋放出的大量氣體對電弧和熔池進行保護,同時還會有凝固焊縫金屬以及少量熔渣對熔池來進行保護的一種高效優質焊接方法。藥芯焊絲的連續作業方式可減少焊接接頭數目,提高焊縫質量和勞動生產率,藥芯焊絲工藝性能優良、電弧穩定、成形美觀,適合全位置管道焊接,通過選擇一定牌號的藥芯焊絲含有的合適過渡元素,力學沖擊韌性可得到極大提高。
2.2.2、CO2活性氣體保護半自動下向焊
CO2氣體保護焊是一種廉價、高效、優質的焊接方法。傳統短路過渡C02焊不能從根本上解決焊接飛濺大、控制熔深與成形的矛盾。在逆變焊機高速可控性基礎上,采用波形控制技術的STT(Surface Tension Transfer)型CO2半自動焊機,熔滴過渡由液體表面張力完成,電流電壓波形可控,其波形如圖1所示。
3、長輸管道的焊接質量的控制
3.1、施工人員的控制
任何的施工工程,人都是施工的主體。對施工進行質量的控制,首先要做好對施工人員的控制,焊接的質量控制也不例外。當前的長輸管道的焊接工藝主要還是以手工為主,所以焊接人員的焊接水平和焊接技術就成為影響焊接質量的最重要的因素之一。所以必須對焊接人員進行崗前培訓,掌握專業知識和專業技能,通過基本知識和操作技能考核并取得質量技術監督部門的焊工合格證之后,才能在有效期內持證上崗作業。焊接的檢驗是焊接質量控制的最后一關,也是非常重要的一關,因此對檢驗人員也要做好嚴格的崗前培訓工作和技能培訓,這樣才能在質量檢驗中對焊接質量嚴格把關,保證施工質量。
3.2、設備和檢驗儀器的控制
要保證焊接管道用的各種工具的質量,如手弧焊機、氬弧焊機、半自動焊機、自動焊機、焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置等,設備的性能指數和參數達到標準,這樣才能保證設備的焊接能力和焊接質量。
溫度濕度儀、電流表、電壓表、風速儀、焊口檢驗尺等檢驗工具也要檢定合格并保證其檢驗的能力,保證在焊接質量出現問題時能及時、準確的檢驗出來。
3.3、焊接環境的控制
焊接工作時周圍的氣候環境是影響焊接質量的一個重要因素。下面的幾種自然環境下是不宜進行焊接的:有風天氣(氣體保護焊:風速大于2m/s;低氫型焊條電弧焊:風速大于5m/s;酸性焊條電弧焊,風速大于8m/s;藥芯自保護焊絲半自動焊,風速大于8m/s)情況下不能焊接;雨雪天氣;大氣濕度達到90%以上;環境溫度過低(低于焊接工藝規定的最低焊接溫度)。
3.4、材料的控制
長輸管道元件,如鋼管、焊材、管件等材料,應該于有長輸管道元件生產許可證的生產商處采購,管道元件的質量說明書等內容應該清晰、齊全,管道元件的質量要符合施工標準,這是保證焊接質量的重要環節。要堅決禁止不合格、偽劣的產品投入使用。
3.5、焊前和焊接檢驗檢測
要確保管口表面質量、坡口的表面和角度、對口間隙、組對間隙、錯邊量、坡口尺寸的誤差在允許的范圍內,并確定是否符合工藝文件的規定。每次焊接完成后,焊工應先自行檢測飛濺、熔渣等缺陷并將之清除,然后交給檢驗員檢驗。檢驗員應該根據相關的檢測標準進行檢測,監督并檢查焊接工藝的施工情況,一旦發現問題應該及時處理,或者向上進行反饋。
結束語
長輸管道焊接的技術方法及應用相對復雜,存在很多的技術要求和施工條件要求。在焊接的施工中還要根據管材的材質和管材的規格選用合適的焊接方法。要保證焊接后的長輸管道,在檢驗達到規范要求、再現性能的優越性,就一定要保證焊接施工工藝到位和在施工過程中應用正確。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007—3973(2012)009—165—02
焊接專業綜合實訓是高職焊接技術及自動化專業非常重要的實踐性教學環節,是在學完本專業全部課程和經過基本技能訓練后,根據實際焊接生產項目開展的專業知識和技能全面綜合訓練,著重培養學生綜合運用所學知識和初步技能去解決專業實際問題的能力,使學生掌握綜合分析、技術應用、生產質量管理等技術人員業務運作能力。要求學生達到以下目標:熟悉焊接結構圖的特點,技術條件;學會審查圖紙,分析工藝性,提出修改方案;熟悉焊接工藝文件編制的原則及要求;了解實習基地設備的生產狀況;分析、編制零件加工工藝,填寫備料、零件加工工藝卡;分析、編制裝配工藝,填寫裝配過程工藝卡;分析、繪制焊接工藝,填寫焊接工藝卡。
1 項目教學法概述
項目教學法是指教師通過引導專業綜合實訓者在實訓過程中完成具體項目來進行教學的一種方法。它特別重視學生的學習過程,注重學生的主體地位。近年來,“用項目做事”的教學理論在我國工科教學中引起極大反響,并成為工科教學改革的走向。該理論創導通過在項目中使用理論知識來掌握理論知識,而不是通過機械的訓練。在教學中,教師圍繞教學內容和教學目標設計出可操作的項目,要求學生在互動中完成項目,來達到學習知識和掌握技能的目的。項目教學關注的是如何“學”,而不是如何“教”;是以學生為中心,而不是以教師為中心。實現了從注重習得結果到注重習得過程的轉變。與傳統教學不同,項目教學要求教師將課程設計為項目,項目中又包括幾個小項目,使學生在自然的環境中,生生或師生互動交流,培養焊接專業綜合技能,學生有大量的實踐機會,學會如何解決學習中的難題,提高使用專業知識的靈活性和熟練性。
2 項目教學法在焊接專業綜合實訓中的優勢
在焊接專業綜合實訓教學中實施項目教學法,不再是教師把現成知識、技能傳遞給學生作為追求的目標,或者說不是簡單的讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果,而是在教師的指導下,學生去尋找得到這個結果的途徑,進行實施,最終得到這個結果,進行展示和自我評價,學習的重點是在學習的過程而不在學習的結果,培養學生在學習過程中學會學習、學會應用、學會合作、學會創新,從而培養和鍛煉學生的焊接專業綜合實踐能力。
2.1 項目教學法以學生為中心,有利于學生主體性發展
以學生為中心來選擇組織教學內容和實施教學是項目教學法有別于傳統教學法的最為本質的特征。當前我國職業教育教學的核心理念是強調以學生為本,重視培養和發展學生的主體性。在焊接專業綜合實訓教學中,通過項目教學法的教學設計,使學生在教師的指導下,通過感知、體驗、實踐、參與和合作等活動方式,實現項目的目標,并感受成功的喜悅,獲得自主的發展。
2.2 項目教學法把教學目標落實在學習過程中,有利于培養學生學習能力
在項目教學中,項目是包含了教學目標和學習目標的活動,教師給學生創造實踐的機會,學生在教師的引導下積極主動地參與交際,體驗、掌握焊接專業知識和技能。在當下科學技術日新月異的信息時代,唯有堅持不斷的學習才能夠不被社會淘汰,才能夠獲得可持續發展。項目教學的焊接專業綜合實訓正是以培養學生實際運用焊接專業知識的能力為目標,關注焊接專業學習過程,有利于培養學生的學習能力。
2.3 項目教學法重視培養學生專業知識,有利于鍛煉學生處理問題的能力
為了完成項目,學生必須先分析問題,然后解決問題,在這個過程中,不僅鍛煉了學習焊接專業知識的能力,也鍛煉了交際能力、認知策略,同時還鍛煉了分析處理問題的能力。通過把現實生產引入教學,充分體現“做”中學,為學生今后的學習奠定基礎,培養學生動態使用焊接專業知識的能力,有利于學生的可持續性學習,另外,通過引進真實的焊接生產實例來進行項目教學體現了焊接功能性的認同,學生通過交流互動體驗焊接專業知識的社會功能,理解焊接的重要社會意義,使學生掌握動態的焊接專業知識。
3 焊接專業綜合實訓課程教學存在的問題
人是教育的中心,也是教育的目的;人是教育的出發點,也是教育的歸宿;人是教育的基礎,也是教育的根本。因此要確立學生在學校中的主體地位。教育工作要以服務學生全面發展為重點。
現有職業院校焊接專業綜合實訓課程在教學過程中存在的弊端,突出表現在處理直接經驗與間接經驗,能力與知識等關系上。間接經驗通常是以書本知識為載體的。如果強調課程應該以間接經驗為主,那么學習的項目就是去接受人們積累的文化成果,教師成為教學的核心,學生處于被動地位,接受與記憶是最主要的學習方法,課堂是教學的主要活動場所。目前,高職的課程結構實際上是本科的壓縮,以學科為本位,課程設置方式過于注重間接經驗,忽視學生的實際需要,忽視直接經驗的獲得。而缺乏直接經驗的間接經驗也是很難鞏固、很難理解的。
知識與能力的關系也是改革的焦點,知識是概念和理論系統,而能力主要是心理機能。課程強調的以知識為中心指在具體的課程設計過程中注重知識的完整性、系統性和科學性,課程目標直接指向知識本身。而以能力為中心則強調學生在獲得知識的基礎上發展能力,知識是實現能力發展的手段。
4 項目教學法在焊接專業綜合實訓教學中的具體實施路徑
焊接技術及自動化專業課程由學習領域、科目、模塊三個層次構成。學習領域規范著學生素養的基本范疇,是每一個學生都要學習,而且是每年都得學習的,不得缺失;科目是學習領域的實體,規定著學生必不可少的學習內容,是每一個學生都必須學習而不得缺失的,但不一定每年都得全學。進入模塊以后,學生就有了選擇的自,就是說,學生可以按要求自主選擇模塊,但不能選擇科目和學習領域。
4.1 項目的設置
焊接專業綜合實訓是一門實踐性很強的專業課程,除了綜合應用本專業已經學過的有關知識外,學生還應調整和總結自己的學習方法。(1)注意理論與實踐的聯系,在理解基本知識的基礎上,善于捕捉焊接結構中的每一個實際問題,從中學習分析解決工程實際問題的方法;(2)注意總結焊接結構生產的共同特點和規律,逐步提高自己的認知水平;(3)特別強化動手能力訓練,在有條件的情況下,結合實訓要求參與多種焊接結構的生產實踐。
教學過程中:(1)針對基礎知識的教學,組織學生進行現場參觀教學,或通過多媒體教學手段,讓學生對焊接結構生產的全過程有一定的感性認識;(2)在教學過程中,配合每一種能力目標要求精心進行教學設計,突出焊接結構生產職業能力訓練,加強實踐意識和應用能力的培養;除此以外,還應結合專業知識的教學,加強焊接結構有關新知識、新技術、新工藝和新設備的介紹,積極開闊學生的視野和開發學生的專業創新思維。
根據焊接專業綜合實訓的任務和目標,結合本地區焊接生產實際,主要設計了以下幾個實訓項目:橋式起重機橋架的焊接生產、壓力容器的焊接生產、船舶結構的焊接生產、桁架的焊接生產。
4.2 項目的實施過程
實訓項目的實施過程包括:(1)審查實際焊接結構圖,根據技術條件找出相應的技術標準。指出圖紙設計是否有不合理的地方,如有提出修改方案。(2)分析產品的工藝性、編寫產品的全套生產工藝規程。(3)針對實際產品生產進行先進工藝的可行性研究。(4)總結對實際生產條件的調查認識,并寫出調查報告。(5)學生自評。(6)企業技術人員(工程師)講評、教師總評。
4.3 實例分析
實訓時,將學生分成若干組,各組抽簽選擇一個實訓項目。抽中某個實訓項目,就到相應的校外實訓基地進行實訓。布置任務時,要明確時間分配,以便控制實訓進度。同時要公布實訓考核辦法和要求,給學生一定的學習壓力。考核辦法以過程考核+綜合評定為主,綜合評定以學生自評、企業技術人員(工程師)講評、教師評價,以及學生的實訓報告質量為主。
以橋式起重機橋架的焊接生產項目為例,相應的校外實訓基地有南昌普華鐵路機械有限公司、江西起重機械總廠、南昌鐵路局機械廠。
4.3.1 項目活動的開始
學生上網、到圖書館收集橋式起重機橋架焊接生產的有關資料,了解校外實訓基地的產品、設備、生產組織和管理等情況。擬定項目實施計劃,并與校外實訓基地取得聯系,確保實訓順利開展。這一階段主要培養學生收集資料、制定計劃、溝通協調等能力。
4.3.2 項目活動的開展
這一階段的要求是:(1)在校外實訓基地按規定程序借閱橋式起重機橋架焊接結構圖,對圖紙進行審查,并根據技術條件找出相應的技術標準,指出圖紙設計是否有不合理的地方,如有則提出修改方案。(2)分析橋式起重機橋架的焊接工藝性、編寫橋式起重機橋架的全套焊接生產工藝規程。(3)針對橋式起重機橋架焊接生產進行先進工藝的可行性研究。(4)將自己編制的工藝與橋式起重機橋架的實際焊接生產工藝進行比較,分析各自的優缺點。要求整個活動過程有筆記可查。
這一階段是實訓的主體階段。各小組成員進行分工合作,參與整個項目的每個工作過程。期間,學生會遇到未曾學習的知識點和一些技術問題,老師或者企業技術人員(工程師)可集中進行講授,并指導他們去查閱學習資料,引導學生互相幫助,解決問題。這一階段主要培養學生綜合運用熔焊原理、金屬材料焊接性、焊接方法與設備、焊接結構生產、焊接檢驗等專業知識,進行焊接生產工藝設計的能力,發現、分析和解決生產實際問題的能力,以及團隊意識和協作精神。
4.3.3 項目活動的結束
這一階段,每個學生首先對項目活動進行總結,寫出實訓報告,然后在小組內部進行自評,每個小組推舉一位代表在總結會上進行項目總結性發言,總結會由老師組織召開,全班學生出席,企業技術人員(工程師)對每組的發言進行講評,最后由教師總評。這個階段主要培養學生歸納概括能力、語言表達能力、互相學習能力,使學生的專業綜合能力得以升華。
5 結論
總之,在職業院校焊接專業綜合實訓的過程中,學生才是內因,決定著專業知識學習的成敗,教師的作用就是最大限度的促進幫助學生學習,設置適合學生的教學模式,而項目教學法正為教師提供了一個模式,根據我國職業院校課程教學的現狀,全面推行項目教學法還需要一段很長的時間,為使焊接專業綜合實訓發展的更好,還需要職業院校廣大教師為此做出更大的努力。
(課題項目:2011年江西省教改立項課題“項目教學法在焊接專業綜合實訓中的應用研究”的部分研究成果(課題編號JXJG—11—50—4),課題主持人:鄒新斌)
參考文獻:
[1] 陳雅萍.電子技能與實訓:項目式教學(基礎版)[M].北京:高等教育出版社,2007.