長輸管道下向焊焊接缺陷及防止措施

王曉香

摘要：本文根據自己在天燃氣管道工程中使用下向焊工藝施工過程工作經驗，總結了使用下向焊工藝在具體施工中會出現的缺陷和預防這些缺陷發生的一些措施。

關鍵詞：下向焊接；纖維素焊條；焊接缺陷；防止措施

前言

下向焊工藝是從60年代中期開始發展起來的一種手工電弧焊焊接工藝方法，目前,這種方法因其生產率高、易保證焊接質量等特點,在國內已用于壓力容器和大口徑輸油、輸氣管線的焊接。下面根據在石化行業天燃氣管道工程的實際應用情況,對其焊接缺陷及防止措施進行簡單介紹。

1 下向焊焊接特點及采用纖維素下向焊焊條的優點

1.1 在長輸管道的焊接中經常采用下向焊焊接工藝，例如在石化行業天燃氣管道工程中采用了纖維素焊條打底、藥芯半自動填充蓋面和復合型下向焊焊接工藝。

1.2 下向焊焊接特點是，在管道水平放置固定不動的情況下，焊接熱源從頂部中心開始垂直向下焊，一直到底部中心。其焊接部位的先后順序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。

1.3 下向焊焊接工藝采用纖維素下向焊焊條，這種焊條以其獨特的藥皮配方設計，與傳統的由下向上施焊方法相比，其優點主要表現在：

1.3.1 焊接速度快，生產效率高。應用該種焊條鐵水濃度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率50%。

1.3.2 焊接質量好，纖維素焊條焊接的焊縫根部成型飽滿，電弧吹力大，穿透均勻，焊道背面成型美觀，抗風能力強，適于野外作業。

1.3.3 減少焊接材料的消耗，與傳統的由下向上焊接方法相比焊條消耗量減少20%-30%。

1.3.4 焊接一次合格率可達96%以上。

2 在使用向下焊焊接工藝施工過程中易產生的缺陷

2.1 夾渣產生的原因

2.1.1 打底焊后不徹底，致使在快速熱焊時，未能使根部熔渣完全溢出。

2.1.2 打底焊清根的方法不當，使根部焊道倆側溝槽過深，呈現W狀。在快速熱焊時，流到深槽的熔渣來不及溢出而形成夾渣。

2.1.3 在6點鐘位置收弧過快也易產生夾渣。

2.2 氣孔產生的原因

2.2.1 蓋面焊時，熔池過熱，吸覆大量的周邊空氣。

2.2.2 蓋面焊時，焊條擺動幅度太大，熔池保護不良。

2.2.3 根部間隙過小，容易產生根部針形氣泡。

2.2.4 焊條未在規定時間內用完或長時間暴露在空氣中。

2.3 裂紋產生的原因

2.3.1 如果施工地段起伏較大，土墩未及時墊到位，使管子處在受力狀態，在焊接收弧點（尤其是6點鐘位置）易出現應力裂紋。

2.3.2 在焊接過程中，如果早松開或撤離對口器，致使熔池中的鐵水未來的及凝固好，在焊接收弧處容易產生裂紋。

2.3.3 焊工在6點鐘位置采用直線熄弧等不當的收弧方法，致使熔池未填滿形成弧坑而出現弧坑裂紋。

2.4 內凹產生的原因

2.4.1 打底焊時焊條送入深度不夠。

2.4.2 焊接電流過大，熱焊時在5-7點位置運弧太慢。

2.4.3 對口間系過大。

3 針對易產生的缺陷所采用的措施

根據工程用的管材和焊材要求，對每次工程要作好焊接工藝評定，編寫好焊接工藝操作規程，并要求電焊工嚴格按焊接工藝規程要求進行操作施焊。

作好焊接的保護，焊條在運輸和存放過程中，嚴禁摔、撞、磕及碰等，確保焊接的完好性。

3.1 焊前準備要求

3.1.1 組對前應將坡口及其外側表面不小于25mm區域范圍內的油、漆、垢、銹和毛刺等雜物采用電動鋼絲刷清理干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷，并呈現金屬光澤。

3.1.2 組對前要對坡口進行修磨，使坡口角度及鈍邊等符合設計參數和焊接工藝要求。

3.1.3 焊接施工前應用砂輪機將鋼管兩端15mm內的螺旋焊縫磨成緩坡，以保證該處焊道熔合良好。

3.1.4 管道組對尺寸要符合焊接工藝要求。

3.2 焊接過程中采取的措施

3.2.1 防止夾渣的措施

打底焊后要派專業砂輪工進行清渣，清根要徹底，每個接頭點一定要打平。清根時要將根焊道清成“U”形槽，避免清成“W”形槽。6點鐘收弧時要將熔池填滿后，再運弧到成形的焊縫上進形收弧，要采用平甩法熄弧。

3.2.2 防止氣孔的方法

3.2.2.1 蓋面時，電流不要太大（電流應低于填充焊電流），采用小電流、短電弧、快焊焊接，避免過熱現象，防止表面氣孔。

3.2.2.2 焊接時采用適應的運條技術，否則將使熔池超前，易造成長時間短路、焊條粘在焊道上，這對脫氧不利，易產生氣孔，但是焊條擺動寬度不應超過焊條直徑的兩倍，否則也易產生氣孔。

3.2.2.3 防止組對間隙過小缺陷，由于組對間隙過小，在焊接時造成過大的母材稀釋作用，而妨礙排氣，致使形成根部針狀氣泡。

3.2.2.4 焊條在使用過程中，要存放在焊條保溫筒內，要隨用隨取，嚴禁焊條暴露在外，以防焊條受潮。

3.2.3 防止裂紋的措施

3.2.3.1 再起伏地段施工時，土墩要及時墊到位，或采用倒鏈嚴格控制在焊接過程中焊口受力。

3.2.3.2 焊接過程中嚴禁松撤對口器。

3.2.3.3 電焊工在6點鐘位置收弧時，一定要保證熔池填滿，且采用平焊法方式熄弧，嚴禁采用直線式方法熄弧。

3.2.4 防止內凹缺陷的措施

3.2.4.1 加強質檢力度，控制組隊質量，確保組隊間隙，鈍邊符合焊接工藝要求。

3.2.4.2 土墩一定要墊得足夠高（一般不低于400mm）以便于焊工操作，保證運條深度。

3.2.4.3 打底焊時電流不易過大，而熱焊在5-7點鐘位置時運條速度要適中，不要太慢。

4 結論

以上為我在天燃氣管道施工中的一點經驗，通過實踐證明，長輸管道下向焊在焊接過程中采取的措施可以很好地避免焊接缺陷。