市政項(xiàng)目中內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接工藝要點(diǎn)

孫 健

（淄博市自來水有限責(zé)任公司，山東 淄博 255000）

目前城市供水主要采取市政供水方式，市政供水中需要有提升泵站、消毒設(shè)施、循環(huán)濾清水池、水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)管系統(tǒng)等水處理設(shè)施，這些可保證水質(zhì)符合飲用要求，此外，市政供水還需要相應(yīng)的管道作為輸送設(shè)施，從而滿足城市千家萬戶的日常用水[1]。市政供水管道屬于壓力性輸水管道，需要具備一定的承壓能力，實(shí)際在市政供水中出現(xiàn)的漏水、管道爆裂等問題很常見。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道作為新型輸水管道，其應(yīng)用具有眾多優(yōu)勢，而內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接是施工中的一個(gè)重點(diǎn)，也是充分發(fā)揮輸水管道優(yōu)勢的關(guān)鍵所在。本文結(jié)合筆者經(jīng)驗(yàn)，對(duì)內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道的焊接工藝展開分析，旨在不斷提高內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道的焊接質(zhì)量。

1 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道的使用優(yōu)勢

內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道作為新型輸水管道，其在應(yīng)用過程中存在較多優(yōu)勢，表現(xiàn)為：

（1）內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管強(qiáng)度高、韌性好，抗沖擊性較強(qiáng)，能夠抵御較高水流速度條件下水流產(chǎn)生的沖蝕、渦流。

（2）多元化連接方式，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管根據(jù)實(shí)際情況可選擇螺紋連接、法蘭連接、焊接連接等，提高管道應(yīng)用的靈活性[2]。

（3）內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管的使用壽命較長，可達(dá)到100年。而傳統(tǒng)的鑄鐵管易腐蝕生銹，使用壽命短，PPR的使用壽命還不到內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管1/4。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管在嚴(yán)格控制施工質(zhì)量的情況下不滲不漏，幾乎不需要維護(hù)，節(jié)約大量資源，降低運(yùn)營維護(hù)成本。

（4）良好的耐腐蝕性。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管在自來水中有較好的耐腐蝕性，避免了腐蝕對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響。

（5）良好的衛(wèi)生性能。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管符合飲用水系統(tǒng)的要求，避免供水中出現(xiàn)“紅水”、“綠水”等問題，讓市民對(duì)供水更加放心[3]。

2 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接原理

內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接接口采用內(nèi)壁堆焊，即管端一定范圍內(nèi)在基體管道內(nèi)壁堆焊上不低于內(nèi)襯層厚度的不銹鋼，整個(gè)焊接包括打底焊、過渡焊、填充焊與蓋面焊，打底焊是通過手工鎢極氬弧焊實(shí)施焊接，焊絲可選擇“ER-309”，過渡焊是通過手工鎢極氬弧焊實(shí)施焊接，焊絲可選擇“ER-309L”不銹鋼焊絲；填充焊選擇J507焊條，蓋面焊選擇507焊條，不同焊道對(duì)應(yīng)焊條直徑逐步增加。具體需要焊熔一圈圈的不銹鋼焊絲，這樣熔敷金屬層厚度在2mm~3mm，此后處理焊熔層表面，使其平整，鋼管端部需要處理成焊接坡口，用電弧焊蓋面工藝完成焊接處理[4]。

3 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接工藝分析

3.1 焊接工藝流程

通過手工鎢極氬弧對(duì)內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道實(shí)施焊接，為了保護(hù)焊縫，需要在焊接過程中將氬氣填充到焊接管材內(nèi)部，這樣可避免焊接過程中的氧化，對(duì)保證焊接質(zhì)量與焊縫成形至關(guān)重要。整個(gè)內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道實(shí)施焊接工藝流程：①完成管材切割；②對(duì)坡口予以加工；③端部封焊；④打磨坡口；⑤調(diào)平；⑥焊接；⑦焊縫檢測；⑧水壓試驗(yàn)。嚴(yán)格按照上述焊接工藝流程才能更好地保證焊接質(zhì)量。

3.2 前期準(zhǔn)備工作

前期準(zhǔn)備工作主要有：

（1）選擇焊材，考慮到市政工程中內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道使用要求較高，為了保證焊接質(zhì)量，焊接期間應(yīng)選擇三種不同焊材完成同一條焊縫的焊接；結(jié)合圖1，焊絲包括“ER-309”、“ER-309L”不銹鋼焊絲、J507焊條。

（2）選擇氣體，選擇純度≥99.98%的氬氣作為鎢極氬弧焊的保護(hù)氣體，氬氣的具體調(diào)節(jié)則應(yīng)綜合考慮焊接金屬材料類型、焊接方式、電流大小等，其中電流越大需要的保護(hù)氣也應(yīng)越多。

（3）下料、制作坡口，根據(jù)市政供水管道設(shè)計(jì)方案，合理選擇相應(yīng)的內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道材料與參數(shù)，通過冷加工方法完成管道焊接的坡口制作。需要注意的是管道切割中選擇無齒鋸，同時(shí)考慮到加工需要，應(yīng)預(yù)留2mm-3mm。管道切割后及時(shí)修整切口，將存在的毛刺打磨平整，坡口加工選擇磨光機(jī)，基層一側(cè)留置復(fù)合管坡口，且為單V形[5]。

4 市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接常見質(zhì)量問題分析

市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接過程中容易出現(xiàn)兩種質(zhì)量問題，即內(nèi)部缺陷與外觀缺陷，如焊縫中出現(xiàn)的裂縫、未熔合、氣孔等屬于內(nèi)部缺陷，而焊接區(qū)域表面夾渣、焊縫余高不合格、錯(cuò)口等屬于外觀缺陷。外觀缺陷通過肉眼可直接看到，但是內(nèi)部缺陷則需要借助無損檢測設(shè)備才能做出評(píng)價(jià)。

內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因也較多，比如工作人員自身的焊接經(jīng)驗(yàn)、焊接技術(shù)以及對(duì)焊接要點(diǎn)的掌握情況，如果焊接工作人員自身技術(shù)不過關(guān)，則很容易出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題；電焊機(jī)的選擇以及電壓是否穩(wěn)定都會(huì)影響電焊質(zhì)量；此外，不銹鋼焊條質(zhì)量、氬弧焊使用期間的氬氣合格與否、焊接流程是否規(guī)范、焊接電流大小選擇是否合理等都會(huì)影響到焊接質(zhì)量。在單一因素或者多種因素的共同影響下可引起內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接出現(xiàn)外觀或者內(nèi)部缺陷質(zhì)量問題。

5 市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接質(zhì)控措施

市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接質(zhì)量對(duì)充分發(fā)揮市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道材料優(yōu)勢以及發(fā)揮供水作用至關(guān)重要，因而在市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接過程中需要加強(qiáng)質(zhì)量控制，從多方面采取措施，保證焊接質(zhì)量。

5.1 重視電焊技術(shù)人員的考核與培訓(xùn)

參與市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接的技術(shù)人員，需要在正式工作前進(jìn)行能力考核，了解不同電焊技術(shù)人員的實(shí)際電焊理論知識(shí)與實(shí)際操作能力，做好崗前能力考核，并重視崗前技能培訓(xùn)，培訓(xùn)并經(jīng)再次考核合格者納入電焊施工小組。通過崗前能力考核與培訓(xùn)等確保參與電焊施工的技術(shù)人員技術(shù)過硬，避免施工人員技術(shù)缺陷引起的質(zhì)量問題。

5.2 保證電焊機(jī)、焊條等質(zhì)量參數(shù)

根據(jù)市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道的實(shí)際情況，選擇合適規(guī)格的電焊機(jī)，必須選擇直流電焊機(jī)對(duì)不銹鋼實(shí)施焊接，電焊機(jī)需要有專用電路，保證電焊機(jī)使用階段電壓穩(wěn)定性；焊條、氬氣等都應(yīng)符合質(zhì)量要求，避免為了降低成本，選擇不符合要求的電焊條。實(shí)際焊接中需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，不斷摸索并對(duì)焊接質(zhì)量予以分析，確定出最佳的焊接參數(shù)，比如焊接電流、現(xiàn)場溫度等。

5.3 焊接階段的質(zhì)控管理技術(shù)措施

根據(jù)筆者現(xiàn)場施工與管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際在焊接過程中還需要從多方面加強(qiáng)管理，消除各類影響因素，保證焊接質(zhì)量。主要質(zhì)控要點(diǎn)包括：

（1）內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道在焊接過程中需要做好防風(fēng)措施，營造良好的焊接環(huán)境。當(dāng)滿足以下條件時(shí)需要停止電焊作業(yè)：相對(duì)濕度＞90.00%，風(fēng)速＞2m/s，焊接區(qū)域需要及時(shí)清理干凈，可避免焊縫中的氣孔問題。

（2）內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道定位焊過程中，需要反復(fù)核對(duì)管材的對(duì)接精度，檢查坡口間距是否達(dá)到焊接施工工藝要求。對(duì)接完成的焊口應(yīng)及時(shí)量測。根據(jù)要求，誤差≤2mm且不允許超過管材壁厚1/10。通過前期初步定位焊接工作，可避免底焊時(shí)管材在應(yīng)力作用下引起偏差。通過三角固定焊法完成定位焊接，且要求不同焊接點(diǎn)長度在10mm~15mm，焊接厚度保持在2mm~3mm。根據(jù)底焊工藝確定定位焊接工藝，兩者需要保持一致，焊接中的電流可控制在80A~90A[6]。內(nèi)襯層材質(zhì)為不銹鋼，焊接過程中需要在內(nèi)部填充氬氣，通過氬氣的保護(hù)作用避免焊縫發(fā)生氧化，為焊縫成形、焊縫質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，氬氣在填充管道前需要封閉端口，保證氬氣填充質(zhì)量。

（3）內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管屬于雙金屬復(fù)合管，其外基管為國標(biāo)鍍鋅管或國標(biāo)無縫管，內(nèi)襯為不銹鋼管，復(fù)合管道的生產(chǎn)是將內(nèi)外管道擠壓使其貼合在一起，實(shí)際是生產(chǎn)過程中兩者結(jié)合面可能存在相關(guān)雜質(zhì)，比如油污、空氣、水分等，這樣在焊接中會(huì)存在二氧化碳、水蒸氣。二氧化碳、水蒸氣可能引起焊縫中出現(xiàn)氣孔，造成內(nèi)部缺陷。通過封焊市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道坡口端部，可避免上述問題，封焊中的電流選擇60A左右，避免電流過大直接破壞內(nèi)部不銹鋼。封焊期間需要選擇小電流、小電弧擺幅、快焊速工藝，要求在管材一周堆焊兩層，且保證焊接的均勻性。

（4）考慮到內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接有著較多的特殊要求，實(shí)際焊接中應(yīng)選擇不同的焊接材料，整個(gè)焊接過程中需要嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化的焊接工藝，焊接中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下問題：底層不銹鋼層焊接過程中都需要保證管材內(nèi)部始終有氬氣填充并發(fā)揮保護(hù)作用。根據(jù)實(shí)際焊接工作，市政內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道底層焊接不僅難度大，而且焊接質(zhì)量要求高，焊接中要求一次性完成打底焊縫，焊接中不允許分次焊接，使用不接觸引弧完成焊接。引弧板在引弧過程中要求引弧板需要置于焊接坡口位置，通過內(nèi)填絲完成底層焊接送絲，需要注意的是坡口間隙應(yīng)超過焊絲直徑，焊絲與坡口內(nèi)側(cè)鈍邊處應(yīng)緊密切合，同時(shí)開展熔化焊接。這樣子能夠及時(shí)觀察到反面的余高以及鈍邊和焊絲的熔化情況，通過直觀觀察避免在焊接中出現(xiàn)反面余高、未熔合等問題，及時(shí)掌握焊縫的熔合程度，保證焊接質(zhì)量。第二層在焊接過程中需要控制好參數(shù)，防止因?yàn)殡娏鬏^大等燒穿打底層焊道，避免出現(xiàn)焊道背面強(qiáng)氧化、焊道下凹等問題，填充焊接、蓋面焊接期間應(yīng)控制層間溫度＜60℃，選擇多層焊道焊接工藝。利用電弧焊完成外層鋼管的焊接，具體需要選擇交流電弧焊機(jī)，焊接材料的選擇應(yīng)結(jié)合母材而定，確保兩者的一致性。需要注意的是在外管道焊接時(shí)，坡口處母材表面不允許試驗(yàn)電流、引弧等，操作中避免電弧對(duì)母材造成擦傷。焊接電流選擇是焊接質(zhì)控要點(diǎn)，及時(shí)打磨和清理接頭、層間等，焊口焊接完成需要及時(shí)清渣與自檢，焊縫需要一次且連續(xù)完成焊接，如果因?yàn)槟承┮蛩刂袛嗪附樱罄m(xù)焊接時(shí)應(yīng)對(duì)焊道表面予以檢查，避免存在裂紋，只有沒有裂紋的情況下才能夠在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)焊接。每個(gè)焊口焊接完成后需要檢查，同時(shí)所有焊口完成后也需要全面檢查，保證焊接外觀質(zhì)量滿足實(shí)際要求。對(duì)于內(nèi)部可能出現(xiàn)的焊接缺陷問題，應(yīng)及時(shí)通過無損檢測技術(shù)了解內(nèi)部是否存在焊接缺陷，全面保證焊接質(zhì)量。

6 結(jié)束語

市政項(xiàng)目中內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道使用有著眾多優(yōu)勢，焊接工作作為其中一個(gè)重要的質(zhì)控要點(diǎn)，其焊接質(zhì)量對(duì)整個(gè)管道水的輸送具有直接影響。市政項(xiàng)目中內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合型給水管道焊接過程中需要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，做好前期準(zhǔn)備工作，保證焊接人員、材料等符合要求。焊接過程中需要加強(qiáng)全面管理，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝流程，不允許簡化流程，針對(duì)常見問題做好質(zhì)控管理。