管道施工焊接缺陷及控制

孫秀月 陳園園

摘 要：焊接技術(shù)已成為發(fā)展工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)有力的技術(shù)手段，影響焊接質(zhì)量控制的不利因素較多，在焊接質(zhì)量管理與控制上存在一定的難度。但是焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到設(shè)備生產(chǎn)的安全運(yùn)行和使用壽命，因此，對(duì)于焊接工作者對(duì)于常見(jiàn)焊接缺陷的成因一定要十分清楚，并且及時(shí)采取措施進(jìn)行預(yù)防。

關(guān)鍵詞：管道；焊接施工；焊接缺陷；防治要點(diǎn)

1 引言

管道的使用可靠性和承載能力在很大程度上取決于它的焊接接頭質(zhì)量。焊接接頭的缺陷和近縫區(qū)偏離給定的性能、形狀和連續(xù)性取決于采用的焊接工藝、焊工熟練程度、焊接材料與基體金屬的匹配程度和他們焊前的準(zhǔn)備情況、焊接條件和對(duì)接焊工藝規(guī)格及技術(shù)的遵守程度。為了避免在焊接接頭中形成缺陷，必須知曉其生成的原因。

2 管道缺陷的預(yù)防措施分析

管道在焊接的過(guò)程中容易出現(xiàn)各類的問(wèn)題，及時(shí)做好管道焊接的預(yù)防工作，有助于進(jìn)一步降低缺陷產(chǎn)生的概率，從而保障管道的正常工作。首先，加強(qiáng)施工人員的素質(zhì)培養(yǎng)。施工人員是直接操作焊接過(guò)程的員工，他們自身的操作水平直接關(guān)系到焊接的質(zhì)量，因而需要不斷加強(qiáng)員工的技能培訓(xùn)和提升他們的綜合素質(zhì)。其次，加強(qiáng)對(duì)焊接的管道的質(zhì)量檢驗(yàn)。從多方面檢驗(yàn)焊接的質(zhì)量，保障管道的正常使用。現(xiàn)如今的質(zhì)量檢驗(yàn)主要采取焊縫無(wú)損檢測(cè)和管道耐壓檢測(cè)這兩種方法。焊縫無(wú)損檢測(cè)使用的是X 射線探傷和超聲波探傷相結(jié)合的測(cè)試方法。

3 裂紋病害及控制措施

2.1 結(jié)晶裂紋

結(jié)晶裂紋形成于焊縫凝固過(guò)程中，呈弧形或縱向分布，是一種常見(jiàn)的熱裂紋，它主要是焊縫凝固時(shí)的組織成分和先后時(shí)間順序不同造成的，本質(zhì)上來(lái)講結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生就是外界應(yīng)力太大、冷卻速度過(guò)快（速度快容易造成結(jié)晶成分的偏析）、熔池中的雜質(zhì)太多三個(gè)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(xiàn)在焊接過(guò)程中，而是在焊接結(jié)束后幾個(gè)小時(shí)或幾天以后才出現(xiàn)，并且時(shí)間越久裂紋越長(zhǎng)，它的產(chǎn)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(yīng)力、母材的淬硬傾向三個(gè)方面。氫含量方面：氫是高強(qiáng)鋼焊接中產(chǎn)生冷裂紋的關(guān)鍵因素，由于焊接時(shí)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(méi)有逸出的氫便以飽和態(tài)保存在焊縫中。

3.3 液化裂紋

液化裂紋和結(jié)晶裂紋產(chǎn)生的機(jī)理大致相同，都是存在共晶或晶間熔融相，在液態(tài)變固態(tài)時(shí)冷卻晶粒邊緣產(chǎn)生的裂紋。

3.4 防治措施

為了避免對(duì)管道進(jìn)行焊接時(shí)出現(xiàn)裂紋，需要及時(shí)做好防治措施。首先，避免較大的強(qiáng)力直接焊接管道，否則很容易將小裂紋引發(fā)大危害。其次，在焊接之前對(duì)管道進(jìn)行預(yù)熱，可以適當(dāng)?shù)脑黾雍傅赖暮穸龋诟竿瓿芍罅⒓催M(jìn)行熱焊、填充、蓋面等操作。最后，在冬季進(jìn)行焊接時(shí)，要注意焊接后的保護(hù)措施，避免擴(kuò)散氫的逸出。只有充分做好相應(yīng)的防治措施，降低問(wèn)題的發(fā)生概率，才能逐步提高管道的使用效率，從而實(shí)現(xiàn)油田管道的正常運(yùn)行。

4 未焊透病害及防治措施

4.1 未焊透

未焊透缺陷會(huì)導(dǎo)致焊道有效面積的大大減少，屬于一種開(kāi)口性缺陷，也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的嚴(yán)重集中。導(dǎo)致未焊透缺陷出現(xiàn)的主要因素包括：由于沒(méi)有規(guī)范性地進(jìn)行坡口加工，使得角度太小、鈍邊太厚、間隙不足；對(duì)層面的過(guò)度清理與打磨使得坡口變寬，引發(fā)溝槽等一系列現(xiàn)象；焊接電流不足、線能力輸入過(guò)小以及焊接人員的手法不夠穩(wěn)當(dāng)，也是導(dǎo)致未焊透缺陷產(chǎn)生的重要原因。在焊接之前需對(duì)焊縫進(jìn)行仔細(xì)的修磨與組對(duì)，確保根焊時(shí)的焊絲焊條可順利深入坡口的根部。在根焊不可出現(xiàn)熔孔的情況下，需打磨出應(yīng)有的根部間隙，同時(shí)對(duì)焊接參數(shù)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.2 防治要點(diǎn)

未焊透缺陷在管道的焊接過(guò)程中出現(xiàn)的比較普遍。加強(qiáng)對(duì)未焊透缺陷的治理，強(qiáng)化控制措施對(duì)于提升管道的運(yùn)用十分關(guān)鍵。首先，在焊接之前對(duì)需要焊接的部位進(jìn)行仔細(xì)地修磨，根據(jù)不同的焊縫進(jìn)行相應(yīng)的組合，便于焊接中更好地對(duì)其進(jìn)行焊接，同時(shí)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(chǎn)生。其次，當(dāng)根焊在焊接的過(guò)程中不能熔孔時(shí)，在打磨的時(shí)候可以根據(jù)根部的間隙適當(dāng)調(diào)整焊接的參數(shù)，使其適應(yīng)整個(gè)焊接過(guò)程。此外，根據(jù)焊接的需求，事先檢查焊接的電流，保證其符合焊接過(guò)程的要求。

5 加強(qiáng)管道焊接施工質(zhì)量的措施

5.1 焊條的選用及處理

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

5.2 人員設(shè)備控制

人員在施工中占有主導(dǎo)地位，施工人員必須具備相應(yīng)的資格證書(shū)，在大型施工前必須進(jìn)行資格測(cè)試，通過(guò)后才能安排上崗作業(yè)。設(shè)備也必須可靠，并進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，只有按照工藝規(guī)范要求的設(shè)備才能減少出現(xiàn)缺陷的可能性。

5.3 優(yōu)化焊接技術(shù)

在管道焊接中，風(fēng)、濕度等氣候環(huán)境，會(huì)影響焊接質(zhì)量，易發(fā)生管道焊接裂縫，對(duì)此，針對(duì)風(fēng)力較大的惡劣自然環(huán)境地區(qū)焊接中，可以應(yīng)用具有藥芯焊絲進(jìn)行焊接，半自動(dòng)下向焊接管道。該焊接方法，發(fā)揮著很好的抗風(fēng)性能，同時(shí)在實(shí)際中也被廣泛使用。在焊接中，應(yīng)該對(duì)焊接的質(zhì)量引起重視，使用后退引弧法時(shí)，終端也應(yīng)該利用弧坑填滿，避免焊接裂縫發(fā)生。

6 結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，能源使用量也越來(lái)越高，面對(duì)日益增長(zhǎng)的能源需求，國(guó)家加大了對(duì)長(zhǎng)輸管道的投資建設(shè)。長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目施工過(guò)程屬于長(zhǎng)距離焊接安裝工程，在焊接施工時(shí)，氣候變化復(fù)雜，機(jī)械負(fù)荷也相對(duì)不夠穩(wěn)定，且在施工過(guò)程中溫度變化范圍較大，這些因素給焊接施工質(zhì)量帶不小的影響。為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，國(guó)家不斷投資建設(shè)能源運(yùn)輸項(xiàng)目，為保障能源運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑢?duì)長(zhǎng)輸管道的質(zhì)量有著嚴(yán)格要求，要求施工方在長(zhǎng)輸管道的建設(shè)中必須嚴(yán)格把握管道焊接質(zhì)量，使能源能夠更安全長(zhǎng)久的運(yùn)輸。

參考文獻(xiàn)：

[1] 易志群，楊盟.我國(guó)長(zhǎng)輸管道焊接施工工藝與焊接施工的發(fā)展前景[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012.

[2] 曾惠林，王長(zhǎng)江，楊雪梅等.油氣長(zhǎng)輸管道全位置自保護(hù)藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)[J].天然氣工業(yè)，2014.

[3] 吳濱.流動(dòng)沙漠地段長(zhǎng)輸管道施工常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策[J].油氣田地面工程，2012.