浅探管道焊缝的吋口折算方法

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  摘 要:通过对工艺管道焊接吋口的概念及其作用的介绍,分析了管道吋口折算时考虑的影响因素,确定了各影响因素下所采用的折算系数,探讨了吋口折算的计算方法,为管道焊接工作量的详细计算和焊工考核提供了依据或参考。
  关键词:管道;吋径;折算;方法
  一、焊接吋口的概念及作用
  管道的焊接吋口,也称吋径、达因(Dia-Inch)、焊接当量(Equivalent weld)等,可以理解为是以管道直径(英寸)数为基础并考虑材质、壁厚等因素来计算和统计焊接工作量的一个基本单位,管道直径为1英寸的一个基准焊口计为1个吋口。
  在石油化工装置的施工建设过程中,焊接吋口常用于表示管道的焊接工作量和焊工绩效考核,国外承包商也经常将其作为清单报价的工作量单位。
  吋口的统计和计算是否能够真实反映焊接工作量的大小,关键是确定影响焊接工效的各种因素如材质、壁厚、焊接方法等,并根据这些因素确定一个相对合理的折算系数。
  二、焊接吋口折算的影响因素
  从人机功效学的角度讲,所有可能影响焊工工效的因素,如作业准备时间、作业难度、作业条件、作业方法、作业环境、甚至是操作姿势、连续作业时间、作业间断时间、等待时间等等,均可对吋口折算产生影响。但为了测算方便,将这些影响因素具体归结为6类,即:
  材质因素、直径因素、壁厚因素、接口型式因素、区域因素和焊接工艺因素。其中,焊接工艺因素细分为焊接方法、是否充氩和是否预热三个影响因素。
  以上6类共8个因素基本涵盖了影响焊接工效的内部和外部条件,具有一定的代表性。
  三、基准吋口的确定
  基准吋口是在设定的各影响因素条件下不需要进行折算(即折算系数为1)的焊口。确定基准吋口是进行吋口折算的基础,反映了一个企业焊接工人的基本技术水准和工效水平,不同的公司可根据自身情况和使用目的采用不同的基准吋口。
  本文所确定的基准吋口的影响因素条件如下:
  材质:碳钢;直径(吋):3~6;壁厚(mm):8;接口型式:对接;区域:预制厂;焊接方法:氩弧焊打底+手工填充;是否充氩:否;是否预热:否。
  四、各影响因素的折算系数
  折算系数用来表示各影响因素对焊接工效的影响的大小。因为焊接工效最终表现为焊接工时或焊接时间,所以折算系数可以理解或定义为:在其他条件不变时,某影响因素下的实际焊接时间与基准吋口设定条件下的焊接时间的比值。也就是说,如果基准吋口需要的焊接时间为1,而由于某因素的影响使实际焊接时间变为1.2,我们就将该影响因素的折算系数确定为1.2。
  1、材质因素的折算系数
  该折算系数主要考虑材料可焊性的不同对焊接工效产生的影响,管道材质选取了炼油化工装置最有代表性的碳钢、合金钢和不锈钢共3类。各类材料的折算系数如下:
  管道材质:碳钢、合金钢、不锈钢;折算系数:1.0、1.15、1.15。
  2、直径因素的折算系数
  该折算系数主要考虑操作难易程度、连续作业时间等因素对焊接工效的影响,如下:
  管道直径(英寸):≤2、3~6、8~20、>20;折算系数:1.1、1.0、1.1、1.2
  3、壁厚因素的折算系数
  该折算系数主要考虑了不同管道壁厚对焊接工作量带来的直接影响。在选取系数时,仅以管道的壁厚为依据,并不考虑管道配件(如弯头、三通、管座、承插件等)本身的厚度。
  当管道采用美标ANSI B36.10(碳钢)或 B36.19(不锈钢)系列、以管子表号(Sch)来表示壁厚时,可通过查表得出理论壁厚,圆整后选取折算系数,如下:
  壁厚(mm):≤6、7~9、10~12、>12mm;折算系数:0.8、1.0、1.2、实际壁厚/10
  4、接口型式因素的折算系数
  该折算系数考虑了不同的接口型式,如对接接口、支管接口和承插接口对焊接工作量的影响,其中支管接口是指支管角度为90°的管座的马鞍形接口。各接口型式的折算系数如下:接口型式:对接接口、支管接口、承插接口;折算系数:1.0、1.8、0.6
  5、区域因素的折算系数
  该折算系数考虑的是作业区域或周边环境对焊接工效的影响,作业区域大致选取了预制厂、现场地面(或管墩)以及高空(管架、框架、设备配管)等3种类型,如下:
  作业区域:预制厂、现场地面,管墩、高空(管架、框架、设备配管);折算系数:1.0、1.15、1.3
  6、焊接工艺因素的折算系数
  焊接工艺因素分为焊接方法、是否充氩和是否预热3个影响因素,其中焊接方法分为氩弧焊打底+手工填充、全氩弧焊接和手工电弧焊。各影响因素的折算系数如下:
  焊接工艺:焊接方法(氩弧焊打底+手工填充、全氩弧焊接、手工电弧焊)、是否充氩(否、是)、是否预热(否、是);折算系数:(1.0、1.3、0.7)、1.0、1.2、1.0、1.25)
  五、吋口数的计算
  根据我们对吋口折算系数的定义,可以认为各因素单独对焊接工效(即焊接工时或焊接时间)产生影响,具有独立性和累加性,因此在计算焊缝的吋口数时,首先应计算各影响因素共同作用下的综合折算系数。
  综合折算系数=1+∑(各影响因素下的折算系数-1)
  据此,管道焊缝的吋口数等于管道直径(单位以英寸计)与综合折算系数的乘积,即:
  吋口数=管道直径(单位以英寸计)×综合折算系数
  六、该折算方法的局限性及相关说明
  1、因施工企业在管理水平、技术水平、劳动效率、使用目的等诸多方面存在差异,所以折算时所考虑的因素和确定的系数也各不相同。
  2、所有折算系数均基于基准吋口设定的条件对比而来,因此基准吋口的设定非常关键,应根据具体情况和使用目的来确定适用的基准条件,然后通过实际的操作对比试验和测算取得各影响因素下的折算系数。
  3、各表中选取的折算系数,部分来源于某国外承包商使用的数据,或根据具体情况进行调整后的数据,也有部分系数是根据个人经验确定。但给出的数据均需在实际使用中进行检验和验证。
  4、由于考虑的影响因素较多(虽然仍不能覆盖所有因素),在进行手工计算时工作量会很大且繁琐,所以吋口折算如果仅用于工作量统计和焊工考核的目的时,部分影响因素和折算系数可以忽略或简化。
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