壓力管道焊接缺陷成因及對(duì)策分析

劉國(guó)峰

摘要：在我國(guó)現(xiàn)階段的壓力管道事故中，由于管道爆炸或者管道漏氣造成的事故在總體中占了大部分比例，發(fā)生事故的主要原因是管道腐蝕太嚴(yán)重、壓強(qiáng)過高、溫度過高或者是焊接質(zhì)量不過關(guān)而造成的泄漏。文章對(duì)壓力管道焊接中存在的問題和缺陷進(jìn)行了闡述，并提出了相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：壓力管道；管道焊接；焊接缺陷；管道事故；管道爆炸；管道漏氣 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG457 文章編號(hào)：1009-2374（2015）35-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.030

當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的管道運(yùn)輸已擁有了空前的發(fā)展進(jìn)度，作為五大交通運(yùn)輸業(yè)的其中一種運(yùn)輸手段，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有關(guān)鍵作用，可以為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增加大有裨益。因此，對(duì)管道的維修和安裝起到了非常重要的影響，對(duì)管道焊接的質(zhì)量提升起到了關(guān)鍵作用。建筑中管道的焊接仍然存在著非常多的問題，例如：建筑行業(yè)的網(wǎng)站很繁復(fù)，不簡(jiǎn)潔；建筑的穩(wěn)定性很低；大型建筑的工作環(huán)境都是不滿足現(xiàn)實(shí)的情況，往往受到外界因素比如自然環(huán)境的影響等。雖然我國(guó)擁有相對(duì)成熟的管道焊接的能力，這些技術(shù)程序主要包括根焊、填充、覆蓋等，但是依然擺脫不了高壓管道焊接中存在著質(zhì)量不高的問題，所以高壓管道的焊接質(zhì)量的提高已經(jīng)成為主要研究學(xué)者重視的內(nèi)容。

1 壓力管道焊接概念

1.1 概念

管道的內(nèi)外部位同時(shí)承載著壓力或者用來運(yùn)輸一些特殊的物質(zhì)包括能夠引起爆炸、燃燒和中毒等，這一類管道都稱為壓力管道。因?yàn)槠浔旧愍?dú)特的個(gè)性，因此在焊接過程中要認(rèn)真管理，保證管道的質(zhì)量和使用壽命。管道安裝過程中焊接作為其間最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是保證管道質(zhì)量的重要步驟，因此要嚴(yán)格控制焊接的質(zhì)量，這樣才能確保項(xiàng)目的安全運(yùn)行，具備優(yōu)良的品質(zhì)。

1.2 導(dǎo)致壓力管道焊接缺陷的原因

焊接點(diǎn)是壓力管道施工中較為薄弱的步驟，管道施工中任何焊接點(diǎn)都關(guān)系著整個(gè)壓力管道的承載能力，如果在焊接點(diǎn)出現(xiàn)的問題，則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的泄露情況，在管道的焊接中，出現(xiàn)裂痕或者是咬邊甚至夾渣的狀況，都是其缺陷的主要表現(xiàn)形式，這些問題往往需要專業(yè)的技術(shù)來進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)，如若出現(xiàn)了問題，則會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)對(duì)壓力管道的作用力增加的狀況，使得基桿裂開，發(fā)展成裂紋，最終導(dǎo)致出現(xiàn)泄漏或者是爆破的事故。

2 壓力管道焊接缺陷成因

2.1 夾渣

在壓力管道焊接中，出現(xiàn)較為頻繁的失誤是焊縫夾渣。夾渣問題的出現(xiàn)主要有兩種狀況，金屬夾渣和非金屬夾渣。按照形狀分類，還可以分為鎖鏈狀、斑點(diǎn)狀、密集分布形狀、條紋狀等。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在壓力管道焊接檢測(cè)時(shí)，出現(xiàn)最為頻繁的焊接缺陷是在焊縫最里邊的斑點(diǎn)狀和條紋狀?yuàn)A渣。通過對(duì)這些夾渣的研究分析，能夠明顯地注意到這些夾渣的形狀通常為類似于橢圓形狀的較為光滑的平面。

2.2 壓力管道焊接面未焊透或者未熔合

在壓力管道進(jìn)行焊接的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)管道焊接頭部表面沒有熔合的情況，造成壓力管道存在質(zhì)量問題。壓力管道焊接過程中，普遍存在沒有焊透的情況，主要是因?yàn)槭┕と藛T在焊接的過程中沒有嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行操作，施工技術(shù)的水平不夠。焊接表面沒有完全融合主要是因?yàn)楣艿篮附拥目p隙超出了焊接的標(biāo)準(zhǔn)或者是因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)的原因出現(xiàn)了不應(yīng)該出現(xiàn)的縫隙。壓力管道在焊接的過程中經(jīng)常出現(xiàn)未焊接透或者是未熔合的問題，經(jīng)過對(duì)問題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)的問題主要是因?yàn)楣艿揽诘男螤畈灰?guī)則。

2.3 孔隙

孔隙的產(chǎn)生是因?yàn)闃O快冷卻的熔融金屬，焊縫及時(shí)地阻攔了想要逃出的氣體。大多數(shù)溫度、低風(fēng)速或由于焊機(jī)掌握水平、焊肉薄，焊接效率太快，急速冷卻，氣體脫離不了焊縫；電弧太短，攔截竄匿的氣體；焊條受潮的作用；電極的化學(xué)因素是不標(biāo)準(zhǔn)的或涵蓋在合金使鐵水熱，攔截了想要擺脫焊縫的氣體。

2.4 焊縫表面的裂縫痕跡

造成管道破裂的主要原因是焊接表層裂縫的出現(xiàn)，而表層裂縫出現(xiàn)是因?yàn)楹附訒r(shí)焊材與木材在高溫的條件下，這兩者材質(zhì)的原子緊密結(jié)合在一起，但是如果出現(xiàn)這兩者材質(zhì)的原子的融合不恰當(dāng)，二者之間因排斥發(fā)生破壞力，焊縫位置的表層會(huì)出現(xiàn)裂縫紋路，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

3 壓力管道焊接工藝

3.1 定位和配對(duì)

現(xiàn)階段的管道焊接工作，焊接工作中最重要的組成部分之一就是管道的定位，管道定位在焊接質(zhì)量保證工作中起著非常重要的影響，并且在工作中我們必須敦促管道焊接工作和聯(lián)系，可以使其背面的整體性良好形成，不能出現(xiàn)焊疤情況等。在工作中配對(duì)是否合理主要在于間隙控制是否具備一致性，管道定位能否對(duì)管道焊接的同心度有保障，錯(cuò)誤變量應(yīng)當(dāng)保持在1.5mm以內(nèi)。在焊接中，管道定位應(yīng)處理在焊縫相同的方向。

3.2 焊材的烘烤

烘烤的溫度和時(shí)間在焊接工藝中是非常重要的步驟，焊接材料的烘烤時(shí)間和溫度有著非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在烘烤過程中，記錄好時(shí)間或者是溫度有著重要的意義，這樣才能保證焊接過程中的溫度不會(huì)出現(xiàn)忽高忽低的狀況，如果在焊接過程中出現(xiàn)溫度過高的情況，就會(huì)使材料在很大程度上發(fā)生氧化作用，使其過早地出現(xiàn)分離，從而管材的表面則會(huì)失去保護(hù)層的保護(hù)作用，相反，如果發(fā)生溫度過低的狀況，焊接材料中大部分的水分不會(huì)被完全釋放掉，則會(huì)形成氣孔或者是裂紋的狀況，除此之外，烘烤的溫度和時(shí)間也要進(jìn)行配合，當(dāng)然其中溫度是較為重要的方面，因?yàn)槿绻婵镜臏囟瘸霈F(xiàn)較低的情況，即使時(shí)間上有所延長(zhǎng)，也達(dá)不到預(yù)期的效果。呈現(xiàn)酸性的焊條進(jìn)行烘烤的溫度大概維持在150℃～250℃，而堿性的則在350℃～400℃，同時(shí)進(jìn)行保溫1～2小時(shí)。正確地對(duì)烘烤溫度的判斷對(duì)于烘烤工藝也是尤為重要的，一般的烘烤箱或者是烘干箱所測(cè)量得到的溫度指的是內(nèi)部的溫度。

3.3 焊接過程中控制

對(duì)于焊接進(jìn)程這一階段的掌控，就需要相關(guān)工作人員認(rèn)真、科學(xué)地履行施工工藝的流程以及對(duì)焊接工藝的檢測(cè)力度，此外，工作人員還要確認(rèn)施工工藝卡的一些參數(shù)以及焊接操作條件，焊接施工工藝卡中包含焊接的層數(shù)、焊接速度的快慢、極性、電壓、電流以及電流的類型；焊接操作條件中包含錘擊焊縫、焊接的前后順序以及焊接的位置角度等。此外，焊接施工工作人員在焊接進(jìn)程中應(yīng)不定時(shí)地對(duì)其工作進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)督，如若發(fā)現(xiàn)問題，第一時(shí)間進(jìn)行技術(shù)處理，重新對(duì)其進(jìn)行合理的焊接工作，其主要目的是提高壓力管理整體質(zhì)量。

3.4 焊后檢查

焊接工藝還需要進(jìn)行焊縫表面的質(zhì)量檢驗(yàn)，這個(gè)程序是需要在進(jìn)行無損檢測(cè)技術(shù)或者是耐壓力試驗(yàn)之前進(jìn)行的，在焊縫的表面需要采取標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的樣板或者是硬度計(jì)等器具進(jìn)行檢驗(yàn)，并且要符合施工的要求，同時(shí)要根據(jù)情況進(jìn)行記錄。如果是合格的焊件，則有很多方面的要求，不得有裂紋或者是氣孔的存在，同時(shí)在無損檢測(cè)完成后，則需要施工單位按照管線的施工圖，對(duì)管道和管材的質(zhì)量或者是位置以及規(guī)格進(jìn)行標(biāo)明，如果在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的話，要及時(shí)對(duì)無損檢測(cè)的報(bào)告進(jìn)行分析和研究，如果存在于壓力管道的較深的位置，則需要擴(kuò)深RT底片報(bào)告。

4 壓力管道焊接缺陷的對(duì)策

4.1 針對(duì)錯(cuò)邊或是角變形的方法

在進(jìn)行組裝壓力方面管道的時(shí)候，角變形有錯(cuò)邊是根本就不能夠阻止的?？墒侨绻麎毫χ械墓艿涝诮窈髴?yīng)用的過程中存在錯(cuò)邊或者是角變形的問題，我們?nèi)绻氚堰@種情況斷絕是非常難的。正確有效的辦法就是在工程進(jìn)行施工的過程中謹(jǐn)慎操作，遵循相對(duì)應(yīng)的工程標(biāo)準(zhǔn)，把過程中出現(xiàn)的問題加以控制，并且能夠把握在進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)的活動(dòng)空間內(nèi)。

4.2 壓力管道焊接表面的氣孔和夾渣控制

在對(duì)壓力管道進(jìn)行焊接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一定的問題與缺陷，如果壓力管道的焊接表面存在夾渣或氣孔，就會(huì)直接影響焊接質(zhì)量。因此，在進(jìn)行焊接時(shí)之前，必須要認(rèn)真仔細(xì)地檢查壓力管道，避免表面存在氣孔和夾渣，一旦發(fā)現(xiàn)存在這種情況，必須及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，如果情況比較嚴(yán)重，為了徹底清除這些問題，必須要進(jìn)行重新的焊接操作，最大程度上保證焊接質(zhì)量。焊接效果直接影響到壓力管道的實(shí)際投入使用，甚至?xí)l(fā)生毒氣泄露，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生爆炸等事故，進(jìn)而給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅。

4.3 未焊透或未熔合的質(zhì)量控制

管道焊接未熔合的情況容易出現(xiàn)在焊接坡口和焊接接縫之間，在實(shí)際焊接過程中，在其對(duì)接部位一不小心就很容易出現(xiàn)未熔合的情況。為了預(yù)防事后出現(xiàn)安全隱患，如果一旦出現(xiàn)此問題，一定要采取補(bǔ)救措施，目前做好的補(bǔ)救措施就是補(bǔ)焊。焊材決定著管道質(zhì)量控制的高低，由此可見，在管道焊接過程中，為了保障管道焊接的質(zhì)量，一定要選取質(zhì)量比較好的焊材，焊材采購(gòu)問題就不容馬虎，最好采用質(zhì)量有保證的。一旦出現(xiàn)管道焊接未焊透的情況，如果焊接結(jié)果是在規(guī)定的范圍內(nèi)，并沒有超出是不需要進(jìn)行重新加工焊接的。

4.4 裂紋

管道施工過程中最關(guān)鍵的一個(gè)問題就是裂紋，其對(duì)管道的危害性很大。通常情況下會(huì)采取下面三種方法來處理：第一，可以采取打磨的方式對(duì)其表面淺層的裂紋進(jìn)行處理；第二，一旦裂紋的長(zhǎng)度在很大程度上超過了所允許的范圍就需要通過補(bǔ)焊的方法來進(jìn)行修復(fù)，將其消除；第三，一些細(xì)小的裂紋如果對(duì)管道的安全使用造不成威脅，則可以不對(duì)其進(jìn)行處理，這樣方便研究裂紋的發(fā)展規(guī)律，能夠觀察并記錄到它的發(fā)展走勢(shì)，能夠?qū)ζ浒l(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行掌握并防止?jié)撛诘奈ｋU(xiǎn)發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，壓力管道的焊接環(huán)境非常復(fù)雜，有時(shí)還會(huì)涉及到高空作業(yè)，但是同時(shí)對(duì)質(zhì)量的控制還非常高，管道的焊接工藝是一環(huán)接著一環(huán)的，相互結(jié)合，一旦中間的環(huán)節(jié)出現(xiàn)了任何問題，都會(huì)導(dǎo)致整體的完成效果，焊接時(shí)壓力管道施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著工程的安全和制造，因此，必須在人員、工藝或者是所運(yùn)用的設(shè)備方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理，有針對(duì)性地采取策略，確保焊接工作高質(zhì)量的完成。

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（責(zé)任編輯：陳 潔）