長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)

張魯

摘要：中國(guó)長(zhǎng)輸管道施工經(jīng)歷了低氫型焊條上向焊、纖維素焊條下向焊、自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊到全自動(dòng)焊施工的發(fā)展歷程，近些年通過實(shí)踐證明了全自動(dòng)焊焊接接頭的力學(xué)性能及焊接效率明顯優(yōu)于其它焊接方法焊接的接頭。全位置自動(dòng)焊是大口徑長(zhǎng)輸管道焊接的趨勢(shì)，管道安裝專業(yè)工程質(zhì)量監(jiān)督工程師有必要掌握長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接的質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道;全位置自動(dòng)焊;質(zhì)量監(jiān)督;焊縫缺陷。

一、長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)簡(jiǎn)介

長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)是由整套裝備、焊接工藝及全自動(dòng)超聲檢測(cè)組成的一個(gè)相互結(jié)合體，只有三方面的完美配合才能發(fā)揮出其高效的優(yōu)勢(shì)。下面從概念、作業(yè)流程、焊接設(shè)備、焊接及檢測(cè)工藝五個(gè)方面簡(jiǎn)要介紹長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)。

1、概念

自動(dòng)焊：TSGZ6002-2010《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》對(duì)自動(dòng)焊的定義為：焊機(jī)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制工藝參數(shù)而完成焊接。

注意：長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊并不是脫離人的監(jiān)控，焊機(jī)實(shí)際焊接過程中，操作人員手握控制盒全程監(jiān)控焊機(jī)運(yùn)行狀況，對(duì)突發(fā)情況及時(shí)通過控制盒進(jìn)行調(diào)整，如調(diào)整焊炬的擺幅。

2、長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊機(jī)組流水作業(yè)的基本過程

基本過程包括：布管、坡口加工、組對(duì)、根焊、熱焊、填充焊、蓋帽焊、全自動(dòng)超聲檢測(cè)。

3、長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接整套設(shè)備

通常由坡口機(jī)、內(nèi)焊機(jī)、外焊機(jī)、控制系統(tǒng)四部分組成。

①坡口機(jī)：長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊對(duì)坡口的精度要求較高，國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊施工均在施工現(xiàn)場(chǎng)由專用坡口機(jī)進(jìn)行坡口加工。

②內(nèi)焊機(jī)：內(nèi)焊工藝由同時(shí)具有組對(duì)功能的多焊炬內(nèi)焊機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于多焊炬同時(shí)焊接，管徑1219管道現(xiàn)場(chǎng)完成一道焊口的內(nèi)焊僅需要一分鐘左右。速度和質(zhì)量是其它焊接方法遠(yuǎn)不可及的，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外大口徑長(zhǎng)輸管道焊接施工最主要的根焊工藝。

③外焊機(jī)和控制系統(tǒng)：主要由焊接電源、控制系統(tǒng)、焊接小車及環(huán)形軌道組成。主要有單焊炬和雙焊炬兩種形式。

4、長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接工藝

長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接工藝是指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)焊接的重要技術(shù)文件，格式及內(nèi)容必須符合設(shè)計(jì)指定的相關(guān)焊接工藝評(píng)定規(guī)范要求，焊接評(píng)定機(jī)構(gòu)必須具有相應(yīng)的資質(zhì)。工藝內(nèi)容主要包括母材、填充材料、保護(hù)氣體、接頭形式、焊接設(shè)備、焊接程序及工藝要求等。

5、檢測(cè)工藝：

目前國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接無(wú)損探傷主要采用相控陣全自動(dòng)超聲波檢測(cè)，該檢測(cè)方法已廣泛應(yīng)用于大口徑長(zhǎng)輸管道在線檢測(cè)，和全位置自動(dòng)焊機(jī)配套使用，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷，檢測(cè)效率高。

二、長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)

由于國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接應(yīng)用不夠廣泛，相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不很全面，增加了質(zhì)量監(jiān)督的難度，下面根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求及近幾年積累的經(jīng)驗(yàn)，從行為質(zhì)量、實(shí)體質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面簡(jiǎn)述全位置自動(dòng)焊接作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督的要點(diǎn)

1、行為質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)

①自動(dòng)焊操作人員資格的審核：

目前對(duì)自動(dòng)焊操作人員資格審核不夠嚴(yán)格，其中有培訓(xùn)、考核困難，有考規(guī)涉及內(nèi)容少等原因。

為確保作業(yè)人員滿足質(zhì)量控制，依據(jù)考規(guī)及行業(yè)對(duì)入場(chǎng)焊工的上崗要求，現(xiàn)場(chǎng)全位置自動(dòng)焊機(jī)操作人員應(yīng)具有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的自動(dòng)焊操作證，同時(shí)具有建設(shè)單位項(xiàng)目部頒發(fā)的自動(dòng)焊上崗證，每一名焊工必須持有“雙證”才能實(shí)施焊接操作。

②焊前預(yù)熱及層間溫度的控制：

焊前預(yù)熱、控制層間溫度非常重要，特別是焊接X80/X70高強(qiáng)管材，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程的要求進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)時(shí)需注意檢測(cè)的點(diǎn)數(shù)和位置，焊前預(yù)熱測(cè)量4個(gè)點(diǎn)（上下左右距離坡口25毫米）;溫度層間測(cè)4點(diǎn)（上下左右距離焊縫25毫米）。

檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)層間溫度均達(dá)不到要求，分析原因：一是加熱器移動(dòng)速度過快，加熱深度不夠，雖然近表面溫度達(dá)到了，但根部未必能達(dá)到;二是焊接機(jī)組配置的填充焊機(jī)數(shù)量不夠，不能形成流水，由于間隔時(shí)間過長(zhǎng)保證不了層間溫度。

③檢查環(huán)境條件是否符合要求：

雨雪天氣、濕度大于85%、風(fēng)力大于等于2米/秒的條件下，在沒有采取措施的情況下是不能焊接的，全自動(dòng)焊對(duì)風(fēng)速要求很高，防風(fēng)措施必須到位，即使風(fēng)速小于等于2米每秒，為保證焊接質(zhì)量也要采取防風(fēng)措施，否則不能焊接。

2、實(shí)體質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)

①管口清理：一般要求坡口內(nèi)外表面直焊縫和螺旋焊縫余高應(yīng)修磨至0毫米-0.5毫米;坡口內(nèi)外表面20mm范圍內(nèi)用機(jī)械方法至金屬光澤。日常檢查中發(fā)現(xiàn)部分施工單位不重視管口的清理工序，往往不清理管口直接進(jìn)行焊接作業(yè)，這將影響焊縫的質(zhì)量，也給后續(xù)的探傷檢測(cè)作業(yè)帶來(lái)不便。

②坡口質(zhì)量：坡口形式一般采用復(fù)合坡口，通常在現(xiàn)場(chǎng)加工成形，加工精度要求高，坡口表面平整紋理清晰，無(wú)毛刺、溝槽、銹跡，坡口加工質(zhì)量直接影響焊接質(zhì)量，可采取復(fù)查角度和查看加工記錄的方式檢查。

③組對(duì)質(zhì)量：一般采用內(nèi)對(duì)口器，對(duì)錯(cuò)邊的要求要高于其他焊接方式，例如壁厚22毫米的管道要求小于等于2毫米，檢查時(shí)應(yīng)對(duì)組對(duì)寬度、組對(duì)錯(cuò)邊（量上、下、左、右4點(diǎn)）進(jìn)行抽查。

④焊縫外觀：檢查的主要內(nèi)容包括：焊渣、飛濺清除、焊縫及熱影響區(qū)表面缺陷（裂紋、夾渣、氣孔、未熔合、外咬邊）、管材焊縫錯(cuò)開距離、焊縫寬度、錯(cuò)邊、余高。

三、長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊焊縫常見缺陷及措施

1、氣孔缺陷：

①保護(hù)氣體純度達(dá)不到要求，影響熔池的寬度及深度。

措施：一是嚴(yán)格保護(hù)氣體采購(gòu)，按批進(jìn)行復(fù)驗(yàn);二是控制好氬氣與二氧化碳的比例，三是按照規(guī)程要求控制好混合氣體的流量。

②焊接時(shí)風(fēng)速大于2米/秒。

措施：全自動(dòng)氣體保護(hù)焊接，對(duì)風(fēng)速的要求非常高，焊接作業(yè)開始前必須檢查防風(fēng)棚是否扣好，是否是地方還在漏風(fēng)。

2、層間未融合：

主要是焊接電流太大，導(dǎo)致焊絲熔化后鐵水流向離熔池較遠(yuǎn)的地方，鐵水于周圍的低溫母材接觸，溫度降低后凝固，覆蓋在低溫的焊道表面，從而造成未熔合。

措施：根據(jù)正確的焊接參數(shù)，把焊絲速度、電流的大小 以及坡口的形成等因素全面的控制，控制好合適的焊接速度。