論管道施工中的焊接缺陷以及控制

王自強

摘 要：近幾年來，各個地區都逐漸出現了能源不足的問題。能源是加快經濟發展不可缺少的關鍵因素。在油田管道的應用中，管道的使用范圍越來越廣。管道在油田中扮演著關鍵的角色，不可替代。管道的焊接是一項十分關鍵的程序，焊接過程容易受到多種因素的影響，從而引起焊接缺陷。以下就主要針對出現的焊接缺陷提出對應的防治措施。

關鍵詞：管道；焊接施工；焊接缺陷；防治要點

1 引言

管道是運輸行業的關鍵管道，其地位僅次于航空運輸，但是在航空運輸方面，管道與航空運輸相比，具有成本較低、不受天氣狀況影響的顯著優勢。長管道運輸最常應用于石油和天然氣運輸中。管道容易受到多方面因素的影響，因而需要經常對其進行焊接。以下就主要針對管道在焊接過程中常見的缺陷及防治要點進行具體分析。

2 管道缺陷的預防措施分析

管道在焊接的過程中容易出現各類的問題，及時做好管道焊接的預防工作，有助于進一步降低缺陷產生的概率，從而保障管道的正常工作。首先，加強施工人員的素質培養。施工人員是直接操作焊接過程的員工，他們自身的操作水平直接關系到焊接的質量，因而需要不斷加強員工的技能培訓和提升他們的綜合素質。其次，加強對焊接的管道的質量檢驗。從多方面檢驗焊接的質量，保障管道的正常使用。現如今的質量檢驗主要采取焊縫無損檢測和管道耐壓檢測這兩種方法。焊縫無損檢測使用的是X 射線探傷和超聲波探傷相結合的測試方法。

3 裂紋病害及控制措施

3.1 結晶裂紋

結晶裂紋形成于焊縫凝固過程中，呈弧形或縱向分布，是一種常見的熱裂紋，它主要是焊縫凝固時的組織成分和先后時間順序不同造成的，本質上來講結晶裂紋的產生就是外界應力太大、冷卻速度過快（速度快容易造成結晶成分的偏析）、熔池中的雜質太多三個因素綜合造成的。

3.2 延遲裂紋

延遲裂紋是一種冷裂紋，它不是出現在焊接過程中，而是在焊接結束后幾個小時或幾天以后才出現，并且時間越久裂紋越長，它的產生因素較多，一般取決于焊縫中的氫含量、焊接連頭承受的應力、母材的淬硬傾向三個方面。氫含量方面：氫是高強鋼焊接中產生冷裂紋的關鍵因素，由于焊接時電弧溫度很高，使坡口的贓物、空氣、焊材中的水分分解，形成氫離子或者氫原子分布于焊縫熔池中，在熔池焊道冷卻后，沒有逸出的氫便以飽和態保存在焊縫中。

3.3 液化裂紋

液化裂紋和結晶裂紋產生的機理大致相同，都是存在共晶或晶間熔融相，在液態變固態時冷卻晶粒邊緣產生的裂紋。

3.4 防治措施

為了避免對管道進行焊接時出現裂紋，需要及時做好防治措施。首先，避免較大的強力直接焊接管道，否則很容易將小裂紋引發大危害。其次，在焊接之前對管道進行預熱，可以適當的增加焊道的厚度，在根焊完成之后立即進行熱焊、填充、蓋面等操作。最后，在冬季進行焊接時，要注意焊接后的保護措施，避免擴散氫的逸出。只有充分做好相應的防治措施，降低問題的發生概率，才能逐步提高管道的使用效率，從而實現油田管道的正常運行。

4 未焊透病害及防治措施

4.1 未焊透

未焊透缺陷會導致焊道有效面積的大大減少，屬于一種開口性缺陷，也會導致應力的嚴重集中。導致未焊透缺陷出現的主要因素包括：由于沒有規范性地進行坡口加工，使得角度太小、鈍邊太厚、間隙不足；對層面的過度清理與打磨使得坡口變寬，引發溝槽等一系列現象；焊接電流不足、線能力輸入過小以及焊接人員的手法不夠穩當，也是導致未焊透缺陷產生的重要原因。在焊接之前需對焊縫進行仔細的修磨與組對，確保根焊時的焊絲焊條可順利深入坡口的根部。在根焊不可出現熔孔的情況下，需打磨出應有的根部間隙，同時對焊接參數做出適當的調整。

4.2 防治要點

未焊透缺陷在管道的焊接過程中出現的比較普遍。加強對未焊透缺陷的治理，強化控制措施對于提升管道的運用十分關鍵。首先，在焊接之前對需要焊接的部位進行仔細地修磨，根據不同的焊縫進行相應的組合，便于焊接中更好地對其進行焊接，同時也可以提高焊接的效率，使得焊絲或者焊條能夠順暢地深入到坡口中，避免未焊透缺陷的產生。其次，當根焊在焊接的過程中不能熔孔時，在打磨的時候可以根據根部的間隙適當調整焊接的參數，使其適應整個焊接過程。此外，根據焊接的需求，事先檢查焊接的電流，保證其符合焊接過程的要求。

5 加強管道焊接施工質量的措施

5.1 焊條的選用及處理

從目前國際上焊接管道的趨勢上看，很多國家焊接打底焊道時都采用纖維素型焊條焊接，焊接其他焊道及蓋面焊道時采用堿性焊條。實踐證明，利用此種焊接方案可使焊接接頭質量得到提高。焊條中產生的水分是焊縫混進氫的主要原因，只有依照焊接標準和規范，積極做好焊前的一系列準備工作，才能減少失誤現象，提高管道焊接質量，降低焊接裂紋的產生的幾率。實踐證明，采用纖維素型焊條焊接打底焊道，焊接其他焊道及蓋面焊道時采用堿性焊條，可使焊接接頭的質量得到提高，減少焊縫中氫的混入。對于鋼管的凈化工作主要是將焊接處鋼管內部表面的水分、淤泥、鐵銹以及油污熔渣等雜質清除干凈，清除的范圍為焊接處50mm 范圍內。

5.2 人員設備控制

人員在施工中占有主導地位，施工人員必須具備相應的資格證書，在大型施工前必須進行資格測試，通過后才能安排上崗作業。設備也必須可靠，并進行定期維護保養，只有按照工藝規范要求的設備才能減少出現缺陷的可能性。

5.3 優化焊接技術

在管道焊接中，風、濕度等氣候環境，會影響焊接質量，易發生管道焊接裂縫，對此，針對風力較大的惡劣自然環境地區焊接中，可以應用具有藥芯焊絲進行焊接，半自動下向焊接管道。該焊接方法，發揮著很好的抗風性能，同時在實際中也被廣泛使用。在焊接中，應該對焊接的質量引起重視，使用后退引弧法時，終端也應該利用弧坑填滿，避免焊接裂縫發生。

6 結束語

總之，管道焊接質量的保證，是國家能源安全運輸的前提。由于管道運輸具有地域廣、輸送介質壓力高、具有較高可燃性的特點，一旦發生泄漏，將會造成嚴重的后果。所以，進行管道施工的時候，必須按照工程的規范進行，保證施工質量，避免不安全事故的發生。在焊接技術快速發展的帶動下，相信管焊接質量將會得到顯著提升。

參考文獻：

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