壓力管道焊接質量控制

摘 要：壓力管道是生產、生活中廣泛使用的可能引起燃爆或中毒等危險性較大的特種設備。焊接是壓力管道安裝的主要控制內容，焊接質量的優劣直接影響著工程的竣工驗收和系統的安全運行。本文從焊接方法與工藝評定、焊前準備、焊接環境的控制、預熱和熱處理、以及焊后的質量檢查等方面來淺析下對壓力管道焊接質量的控制。

關鍵詞：壓力管道 管道焊接方法 管道焊接質量控制

中圖分類號：TG457 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0081-02

焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用（或不用）填充材料，使焊接達到兩者結合的一種加工方式。焊接的冶金過程與金屬的冶金過程一樣，通過加熱使金屬塊熔化，在金屬熔化的過程中，金屬、熔渣、氣體之間發生負責的化學反應和物理變化。

管道焊接是管道工程中最主要、應用最為廣泛的連接方式，管道與閥門、視鏡等在線元件或設備的的連接大多采用焊接方式。如管道焊接質量不好，容易引起裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、咬邊、焊瘤、未焊滿、下塌、焊縫超高、燒穿和飛濺等缺陷。這些缺陷會降低管道強度和嚴密性，對系統的運行安全和人民的生命財產安全造成嚴重威脅。因此，焊接過程中的質量控制是管道安裝質量控制的關鍵，是工程竣工驗收和系統安全運行的保證。

1 管道焊接質量控制的要點

1.1 管道焊接方法和焊接工藝

（1）管道焊接方法的選擇。

①經常采用的焊接方式有手工電弧焊、氬弧焊、埋弧焊、二氧化碳氣體保護焊和氧-乙炔焊。只有選用哪種焊接方式，由管道材料、介質、管徑等因素決定。

②對于薄板和小直徑管子（≤57 mm），以及銅、鋁及其合金的管道焊接，一般采用氧-乙炔、氧-液化烴和氧-氫氣焊接。其優點是氣焊時熔池溫度容易控制，容易實現單面焊合雙面成形；缺點是由于氣體火焰溫度低、熱量分散、焊接變形大，導致接頭性能差。

③不銹鋼管（單面焊縫）、純銅管易采用手工鎢極氬弧焊。其特點是焊接時線能量較氣焊、埋弧焊和電渣焊小，金相組織細，熱影響區小，焊接質量好。

④管道內壁清潔度要求高的，且焊接后不易清理的管道，其焊縫底層易采用氬弧焊。其特點是惰性氣體不與焊縫金屬發生化學反應，同時又隔離了熔池金屬與空氣的接觸，所以焊縫金屬中的合金元素就不會氧化燒損，焊縫中也不會產生氣孔。

⑤二氧化碳氣體保護焊除有色金屬管道外，其它所有金屬管道都是用。

⑥中厚板的長焊縫易用埋弧焊。

（2）焊接工藝評定的作用。

焊接工藝評定時在管道在正式焊接以前，對初步議定的焊接工藝細則卡或其他規程中的焊接工藝進行的驗證性試驗。既準備采用的焊接工藝，在接近實際生產條件下，制成材料、工藝參數等均與管道相同的模擬焊接試板，并按管道的技術條件對焊接試板進行檢驗。其主要作用是用于驗證和評定焊接工藝方案的正確性，其評定報告不能直接指導生產，是焊接工藝細則卡的支持文件，同一焊接工藝評定報告可作為幾份焊接工藝卡的依據。

1.2 施焊前的檢驗

（1）對焊工的檢驗。

焊前需對焊工進行技術交底的檢查，明確焊接工藝要求、焊接質量要求和安全防范要求。對焊工進行資格檢查，查看其焊接資格是否在有效期內；并按相應規定對焊工進行考試，考試合格后，方可持證上崗。

（2）焊條和焊接機具的選用原則。

根據不同的金屬材料和施焊工況、條件，選擇不同的焊條和焊接設備是保證焊接質量、焊接效率和成本的關鍵。

不同材料的管道對焊條的要求有所不同。焊條按其用途主要分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條和不銹鋼焊條。其主要的選用原則是：①按焊接管道的力學性能和化學成分選用。②按焊接的使用性能和工作條件選用。③按管道的結構特點和受力狀態選用。

用于焊接的設備有電弧焊機、氬弧焊機、焊條烘干箱和保溫箱等，工程項目應從安全性、經濟性、先進性和適用性來選擇焊接機具。對每臺設備的性能和能力進行檢查，每臺用于檢測焊接設備的電流表和電壓表需完好、準確、可靠，并有周檢合格標識。

（3）管道坡口加工及接頭組對。

一般采用機械方式對管道的坡口進行加工。銅、銅合金及不銹鋼管的坡口加工，必須采用機械方法。如采用等離子弧、氧-乙炔切割時，應除凈其加工表面的氧化皮、熔渣熱及影響接頭質量的表面層。坡口加工完后，表面不得有裂紋、夾層、毛刺等缺陷，并清理坡口內外側的銹質和污物。

管接頭的組對應在確認坡口加工完成，且清理干凈后進行。壁厚相同管道組對時，其內壁要平齊，鋼管組對的內壁錯邊量不得超過壁厚的10%，且不大于2 mm；銅及銅合金、鈦管內壁錯邊量不得超過壁厚的10%，且不大于1 mm。壁厚不同管道組對時，其內壁錯邊量超過上述規定或外壁錯邊量超過3 mm時，應按規定進行調整。

1.3 焊接環境的控制

（1）焊接環境溫度控制。

當管道各種材質的焊接環境溫度低于下述溫度時，應采取相應措施提高環境溫度才能進行施工：非合金鋼焊接-20 ℃、低合金鋼焊接-10 ℃、奧氏體不銹鋼焊接-5℃、其它合金鋼焊接0 ℃。

（2）焊接環境檢查。

當管道的焊接環境出現下列狀況之一的，應該采取相應的防護措施才能施工：電弧焊接時，風速≥8 m/s；氣體保護焊時，風速≥2 m/s；相對濕度>90%；下雨或下雪。

1.4 預熱和熱處理

為降低和消除焊接接頭處的殘余應力，防止產生裂紋，保證焊接質量，應根據母材的淬硬性、焊件厚度和使用條件等因素綜合考慮進行焊前預熱和焊后熱處理。

預熱應在坡口兩側均勻進行，內外熱透并防止局部過熱。中斷焊接后在繼續施焊的，需重新預熱。低壓管道管材大多為Q235-A，壁厚≤26 mm，一般無需進行焊前預熱和焊后熱處理。銅及銅合金管道，需要進行焊前預熱和焊后熱處理，壁厚為5～15 mm時，預熱溫度為400 ℃～500 ℃；壁厚>15 mm時，預熱溫度為550℃；焊后熱處理溫度為400 ℃～600 ℃。凡經過熱處理合格的部位，不得再從事焊接工作，否則應重新進行熱處理。

1.5 焊縫的質量檢查

焊縫質量檢查應按如下次序進行：外觀檢查、無損檢測、硬度和致密性試驗。

管道焊接后利用放大鏡或肉眼觀察焊縫表面是否有咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等表面缺陷；用焊縫檢驗尺測量焊縫余高、焊瘤、凹陷、錯邊等；用樣板和量具測量管道的收縮變形量。

焊縫的無損檢測方法一般包括射線探傷、超聲波探傷、磁粉、滲透和渦流探傷等。射線和超聲波探傷適合于焊縫內部缺陷的檢測；磁粉、滲透和渦流適用于焊縫表面的質量檢查。焊縫的無損檢測方法應根據管道的設計溫度、設計壓力、介質特性或管道類別來確定。為保證焊接質量，規定必須進行無損檢測的焊縫，應對每一焊工所焊的焊縫按比例抽查，每條管線最少探傷長度不得少于一個焊縫。如發現不合格者，需對被抽查焊工所焊的焊縫，按原標準加倍探傷。如仍不合格，需對該焊工在所有管線上的焊縫全部進行無損檢測。凡檢測出不合格的部位，必須進行返修。返修后仍按原方法進行檢測。

致密性試驗用于檢驗焊縫是否有滲漏，常用的檢驗方法有液體盛裝試漏、氣密性試驗、氨氣試驗、煤油試驗和氦氣試驗。應根據管道材質和相關規定選擇合適的方法對焊縫進行致密性試驗。

熱處理后的焊接接頭應測量焊縫金屬及熱影響區的硬度值，其值應符合設計文件的相關規定。當設計文件沒有明確規定時，碳素鋼焊縫金屬及熱影響區的硬度不得大于母材的硬度的120%；合金鋼焊縫金屬及熱影響區的硬度值不得大于母材硬度的125%。檢驗數量不得少于熱處理焊接接頭總數的10%。當硬度值超過規定時，應重新進行熱處理，并重新做硬度試驗。

2 結語

壓力管道焊接過程的質量控制，對壓力管道工程順利安裝起著至關重要的作用，是項目得以順利竣工驗收和系統安全運行的保證。因此嚴格做好壓力管道焊接過程的質量控制是工程團隊的基本要求，只有認真按照規范進行操作、環環相扣、實事求是、嚴格檢查才能取得良好的焊接質量，才能保證系統安全運行和人民生命財產的安全。

參考文獻

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