順北油田焊接缺陷研究

李帥 劉昭君

摘要：本文對油田焊接中常見的焊縫成型不佳、咬邊、焊瘤、弧坑、氣孔、夾渣等缺陷及防治措施進行研究基礎上，對加強焊接人員和作業條件管理、加強焊接工藝控制、加強焊接缺陷檢測等預防焊接缺陷的主要措施進行了探究。

關鍵詞：油田工程;焊接缺陷;技術要點

順北油田原油品質高，是我國重要油氣資源接替區。近年來隨著勘探開發力度加大，各類地面工程增多，管道和設備安裝施工相應增多，很多都需焊接作業。焊接質量直接關系到工程建設及后期運行，有必要對常見缺陷防治措施及預防控制措施進行探究。

1 油田常見焊接缺陷及防治措施

1.1 焊縫成型不佳

主要是焊縫外觀尺寸不均、不平滑，如焊縫表面凹凸不平、寬窄不一等，有的焊縫與母材過渡不圓滑。原因是焊接中組對間隙控制不當，焊件坡口角度大小不一，焊口部位在焊接前沒有清理干凈;焊接中電流選擇不當或焊工操作不當。

預防措施是嚴格按焊接規范和技術要求，遵循施工設計圖，選擇合適坡口角度焊接，控制好組對間隙。焊接前要對坡口進行清理，確保干凈，必要時利用砂輪、鋼絲刷等進行焊口打磨，確保無污垢、銹蝕和油脂等雜質。結合實焊要求提前編制焊接操作卡，明確焊接規范標準和要求，做好技術交底，確保嚴格按合適參數作業。

1.2 咬邊

母材與焊材熔合度不夠，超過規范標準深度要求的溝槽且占焊縫比例超過10%，就產生咬邊，主要是對電弧溫度控制不當，溫度過高造成熱量過多，運條速度過慢造成的。焊條與焊件角度不達標、擺動幅度不均勻或電弧過長、焊接次序不對等，也會產生咬邊。在直流焊機中電弧磁偏吹也會咬邊。焊接部位立、仰、橫等位置和角度狀況復雜會加大咬邊出現概率。咬邊會減小母材有效界面積，降低焊口承載力，使焊口部位應力過于集中，如不采取措施易引發裂縫。

防治重點是根據焊接對象、位置及規范參數，合理確定焊接電流，控制好電弧長度，在滿足焊接要求下盡量選擇短弧焊接。焊工應熟練使用焊接設備，根據所選擇工藝、焊接電流確定匹配的運條和運絲速度。焊縫邊緣與母材熔化結合部位運條操作時，應控制好焊條或焊槍角度，確保熔合完全。

1.3 焊瘤

焊接操作不當易造成焊縫液態金屬流向因加熱不足等造成的沒有完全熔合的母材部位，或從焊縫根部溢出，因熱度不同，冷卻后無法與母材熔合，會形成“金屬瘤”——焊瘤。焊接電流偏大、焊條融化速度不當、熔化過快或偏芯等造成熔化質量差、焊接使用電源不穩定、焊工操作不專業等，都會引發焊瘤。焊瘤大都不是單獨存在，一般與夾渣、熔合不完全等共同存在，會造成焊縫部位應力過于集中、產生裂縫。

防治主要是確保焊接中焊縫為平焊位置，選擇正確電流、質量可靠的焊條和恰當的運條手法進行焊接。

1.4 弧坑

就是在焊縫表面或背面產生的凹坑、局部比母材低，主要是焊接后收弧中，焊條或焊絲抽走速度太快，沒有短暫停留。有的雖停留了但停弧時間控制不當造成表面凹陷，一般與縮孔、裂紋等問題一同出現。

預防主要是焊接完成后適當延長收弧時間，根據焊接技術操作規范，以正確技巧收弧。

1.5 氣孔

油田工程焊接特別是各類管線焊接中，熔池有時會產生氣體，氣體溢出不完全時，熔池可能就已經實現了凝固，造成焊縫表面易出現一些細微小孔洞。產生原因主要是焊接時現場風力過大，未采取一定防風措施，造成氣體混入熔池;焊接材料在使用前沒有烘干，焊口部位或焊絲受到污染表面不清潔，造成焊接中混入氣體;焊接中熔池溫度不高，凝固速度過快，使氣體還未溢出就凝固;采用氬弧焊或氬電聯焊工藝進行焊接時，保護氣體流量設置不當、電弧過長、保護措施不當也易引發氣體混入。

預防措施主要是焊接前將焊接部位母材和焊絲進行烘干和清潔，確保達到標準要求。現場環境不達標時采取防風措施，防止作業部位存在“穿堂風”現象。根據現場焊接要求優選焊接參數，把握合適的焊接速度和電弧長度，對起弧、運條、息弧等操作要領應正確掌握和實施。

1.6 夾渣

焊接中焊道各層間存在從焊道外可見的藥皮夾渣，主要是需進行多層焊時各層藥皮沒有及時清理;焊速過快使熔池溫度不高，焊接線能量低;前一層焊縫表面夾渣處理不干凈、厚度不均勻等引起的。

預防措施是提前進行焊件表面清理打磨，多層多道焊接中各焊層間藥皮鋼絲刷應及時清理，干凈后再進行下一層焊接。合理選擇焊接電流，控制好焊接速度。

2 焊接缺陷預防控制措施

2.1 加強焊接人員和作業條件管理

落實焊接人員持證上崗制度，定期進行技能培訓，篩選技術過硬人員開展焊接作業，定期按焊工考試規則等進行焊接人員考核，考核不合格的不得上崗作業。焊接中應控制好現場作業環境，溫濕度必須符合規范要求，雨雪天氣不得焊接，焊接現場風速應區分不同情況進行控制，氣體保護焊工藝實施中風速應控制在2m/s以內，其他焊接工藝控制在8m/s，工期緊張必須在有風環境中進行焊接施工時，應首先做好防風措施。

2.2 加強焊接工藝控制

強化焊材控制，嚴格按焊接材料質量管理規程（JB-T 3223-1996）進行焊材選擇和管理，強化焊絲、焊劑、焊條、焊接用氣體等焊材的選材、驗收、儲存和使用管理。強化焊接工藝控制，作業前對焊接部位、填充金屬、預熱和保護氣體等技術措施準備情況進行檢查，現場作業必須具備正規焊接工藝指導書，并確保焊條與工藝評定母材匹配，烘干和清潔度等達標，并確保焊材有清晰完整記錄。采用正確的焊接標準，嚴格執行SY 0422—97等規范標準，確保焊接后外觀檢查和無損探傷符合要求。

2.3 加強焊接缺陷檢測

對外觀檢查應通過肉眼或放大鏡進行，出現的缺陷在規范要求的可控誤差范圍內的，可通過重新割斷焊接、砂輪打磨等措施進行處理，超過誤差規范要求的應區分不同缺陷類型，按前述防治措施進行預防和改進。對未熔合、未焊透、夾渣、氣孔等內部缺陷，應借助無損探傷，在不破壞焊縫基礎上進行檢測，及時發現缺陷并予以糾正。在焊接中要重點檢查和控制好焊接電流、速度、線能量等參數，盡量避免焊接缺陷。

3 結論

綜上所述，焊接作業是油田地面工程建設中重要環節，對油氣資源勘探開發正常運行至關重要，通過對常見焊接缺陷以及防治措施進行分析，有利于提升焊接質量，更好地輔助油氣資源勘探開發。

參考文獻：

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[2]韓大鵬，稅艷.提高長輸管線焊接質量的措施探討[J].中國石油和化工標準與質量，2013（13）.

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