壓力管道焊接問題研究

魏立新

【摘 要】在我們國家目前為止的壓力管道事故當(dāng)中，因?yàn)楸ɑ蛘呤锹舛斐傻氖鹿收紦?jù)了絕大部分的比例，主要原因就是壓強(qiáng)過大、腐蝕過于嚴(yán)重、溫度過高或是由于焊接質(zhì)量較差而直接引起的泄漏。在以上的這些因素當(dāng)中，壓強(qiáng)過大和腐蝕過于嚴(yán)重、溫度過高主要是由于在進(jìn)行運(yùn)營中的管理不善而直接造成的，焊接質(zhì)量比較差一般來說都是因?yàn)樵谶M(jìn)行施工作業(yè)時(shí)質(zhì)量不過關(guān)或是沒有按照規(guī)定對產(chǎn)品進(jìn)行充分檢驗(yàn)造成的。本文探討了壓力管道焊接缺陷的成因及控制措施。

【關(guān)鍵詞】壓力管道；焊接問題；質(zhì)量控制

壓力管道屬于一種特種設(shè)備，在生產(chǎn)及生活當(dāng)中被人們應(yīng)用。但是在使用當(dāng)中，這些管道也有很大程度的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)出現(xiàn)，如燃燒爆炸或者毒氣泄漏等情況，不僅危害周圍人身安全，還對周圍的環(huán)境造成強(qiáng)烈的污染。因此我們在進(jìn)行正常的生產(chǎn)過程當(dāng)中應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行對壓力管道的安裝以及運(yùn)行、檢修和檢驗(yàn)規(guī)范，在源頭上減少此類頻發(fā)的事故。同時(shí)還要杜絕壓力管道的爆炸性損失，對管道運(yùn)行本身的安全性進(jìn)行提高。壓力管道與鍋爐同屬特種設(shè)備，我們應(yīng)有實(shí)現(xiàn)國家安全的保障意識。

1.和壓力管道焊接缺陷有關(guān)的因素

壓力管道構(gòu)件當(dāng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)就是焊接點(diǎn)，每一個(gè)焊接點(diǎn)都關(guān)系到整個(gè)壓力管道對壓力的承載能力。因此如果壓力管道的焊接點(diǎn)存在著缺陷，則很容易產(chǎn)生泄漏的問題以至于引發(fā)事故。在焊接當(dāng)中產(chǎn)生的主要問題有以下幾點(diǎn)：裂痕、焊接不徹底、焊接面沒有融合、焊接面咬邊、焊接面夾渣、焊接面出現(xiàn)大量氣孔等嚴(yán)重問題。這些問題一般用肉眼無法觀察出來，存在于整個(gè)金屬基體當(dāng)中，使得整個(gè)金屬面被割裂，最終產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，在介質(zhì)內(nèi)壓的作用力下對以上缺陷進(jìn)行壓力施加，使得基桿逐漸開裂，并慢慢發(fā)展成為宏觀意義上的裂紋，最終對管道內(nèi)壁進(jìn)行貫穿，直接導(dǎo)致泄露以及爆炸的事故頻繁發(fā)生。因此對于壓力管道來說，焊接的質(zhì)量將會(huì)直接影響到壓力管道的安全程度，從某種意義上來說，也會(huì)對管道本身的安全運(yùn)行產(chǎn)生十分重大的影響。焊接缺陷一般說來會(huì)被以下的若干因素決定：焊接材料、焊接參數(shù)指標(biāo)、坡口形式以及焊接工人本身的手藝技術(shù)。

2.壓力管道焊縫的具體種類

2.1夾渣

夾渣是一種常見于焊縫當(dāng)中的焊接失誤。夾渣主要分為兩種，首先是金屬夾渣，其次是非金屬夾渣。其分布的種類樣式有很多，主要包括以下的幾種樣式：斑點(diǎn)狀、條紋狀、鎖鏈狀、密集分布形狀的夾渣。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在焊縫內(nèi)部被深埋的斑點(diǎn)狀?yuàn)A渣以及條紋狀?yuàn)A渣是在管道的檢查當(dāng)中被發(fā)現(xiàn)次數(shù)最多的一種焊接缺陷，對于這一類夾渣的斷面觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)其形狀一般都是近似橢圓的光滑面。

2.2氣孔

氣孔主要就是指在進(jìn)行焊接作業(yè)的時(shí)候熔池當(dāng)中的一些氣體在金屬完全凝固之前沒有逸出來，同時(shí)殘存于焊縫當(dāng)中，形成了相應(yīng)的空洞。整個(gè)氣孔的構(gòu)成方式有很多。氣孔當(dāng)中所殘存的氣體構(gòu)成一般為氫氣或者是一氧化碳，對于氣孔的填充處一般來說都有銹跡或者是污跡等，其形成的物理原因主要是因?yàn)楹笚l沒有進(jìn)行徹底烘干以及熔池的冷卻速度超出了預(yù)計(jì)的速度。一般來說，氣孔多數(shù)分布在焊縫的近表面位置，這也是造成管道表面冷裂紋的主要原因。

2.3沒有焊透或者是沒有熔合

沒有焊透的意思就是說，在進(jìn)行焊接的時(shí)候接頭部分沒有完全熔合完整而直接導(dǎo)致了一部分被留了下來；這是一種十分常見的缺陷，其主要原因是工人在進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候沒有按照要求進(jìn)行操作，手法不熟練。沒有熔合也是一種常見的缺陷，主要是指熔焊的金屬和母材之間產(chǎn)生了超出標(biāo)準(zhǔn)要求的縫隙，或是相鄰的焊道之間也產(chǎn)生了不應(yīng)該產(chǎn)生的縫隙。對于通用管道當(dāng)中常用的X焊接坡口來說，無論是沒有焊透或是沒有熔合這一類的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中間部分，距離表面的位置很深，斷面的形狀一般來說是橢圓形的或是不規(guī)則形狀的。

2.4焊縫表面經(jīng)常產(chǎn)生的裂痕

當(dāng)焊縫表面接觸部分的原子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了原子層面上的結(jié)合力破壞，就會(huì)給接縫處的表面增添裂紋，從而產(chǎn)生相應(yīng)的縫隙。這一類缺陷對于管道來說是十分致命的，因?yàn)檫@一類缺陷一般來說是管道破裂的最直接因素。這些裂紋的類型一般來說可以分成以下種類：結(jié)晶性質(zhì)的裂紋、液化性質(zhì)的裂紋、熱應(yīng)力性質(zhì)的裂紋、延遲性質(zhì)的裂紋、應(yīng)力腐蝕性質(zhì)的裂紋以及其它性質(zhì)的裂紋等。

3.對于壓力管道焊接缺陷的控制方法

3.1針對錯(cuò)邊或是角變形的方法

在進(jìn)行壓力管道的組裝過程當(dāng)中，錯(cuò)邊以及角變形是不可能完全避免的。但是，一旦壓力管道在進(jìn)行組裝或者是在以后的使用當(dāng)中出現(xiàn)了錯(cuò)邊或者是角變形的問題，要想把這個(gè)情況消除也是十分困難的。唯一正確的預(yù)防方法就是在進(jìn)行施工的時(shí)候嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)，把整個(gè)缺陷控制在可以進(jìn)行調(diào)校的范圍之內(nèi)。如果在施工的時(shí)候沒有把握好這一步，后續(xù)的錯(cuò)邊或者是角變形就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的幾何應(yīng)力，同時(shí)也能產(chǎn)生相應(yīng)的附加彎曲的應(yīng)力。

3.2氣孔和夾渣

這一類問題屬于深埋的缺陷，在進(jìn)行自檢的時(shí)候必須進(jìn)行消除，同時(shí)還要進(jìn)行重新焊接作業(yè)，否則在進(jìn)行使用的時(shí)候必然會(huì)發(fā)生泄漏以及爆炸的情況。根據(jù)觀察統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)的壓力管道所有的氣孔以及夾渣沒有大幅度擴(kuò)散的跡象。針對這樣的特點(diǎn)，為了對氣孔和夾渣進(jìn)行克服，對于炭化的管道來說最好是進(jìn)行氬弧焊作業(yè)打底。

3.3沒有焊透或者是沒有熔合

沒有焊透的情況主要是出現(xiàn)在兩種焊接手段（手工焊接和自動(dòng)焊接）的交接面上。在進(jìn)行處理的時(shí)候，如果出問題的地方在允許尺寸的范圍之內(nèi)，可以免除返修的步驟；沒有熔合的情況一般來說會(huì)發(fā)生在焊縫部位金屬和破口的交界部位，這個(gè)時(shí)候最穩(wěn)妥的方式就是進(jìn)行補(bǔ)焊作業(yè)，以避免出現(xiàn)意外。焊接材料對整個(gè)壓力管道的質(zhì)量是起到?jīng)Q定性質(zhì)作用的，因此應(yīng)該選用合格的焊接材料進(jìn)行填充，以保證質(zhì)量。

3.4裂紋

裂紋是管道問題當(dāng)中最重要的問題，也是危害性最大的問題。一般來說我們的處理方法有以下方式：首先，所有的淺表裂紋都可以通過對其進(jìn)行打磨的方式進(jìn)行消除；其次，如果裂痕本身的大小長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定的允許長度則必須采取補(bǔ)焊的方式進(jìn)行處理，使之消除；最后，如果可以保證管道本身的使用安全，可以對一些細(xì)小的裂紋進(jìn)行保留，以便對其發(fā)展規(guī)律進(jìn)行研究，使其后續(xù)發(fā)展趨勢被觀察記錄到，獲得潛在危險(xiǎn)的發(fā)展趨勢并加以預(yù)防。

4.結(jié)語

為了避免產(chǎn)生管道爆炸泄漏的事故，我們要在整套管道運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行以及檢修方面進(jìn)行大規(guī)模的管理，同時(shí)還要在安裝環(huán)節(jié)上對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測，并在發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，以此來實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行的可靠性?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】

[1]趙俊嶺.長輸管道常見焊接缺陷分析控制[J].科技傳播，2012（13）.

[2]岳明彥.淺談工業(yè)管道安裝過程中的焊接缺陷及對策[J].價(jià)值工程，2012（6）.