長輸管道焊接施工常見的焊接缺陷及防治要點

【摘要】管道建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一就是管道焊接施工，如果管道焊接的施工質(zhì)量不能與相關(guān)的設(shè)計標準相符合，就會直接造成管道工程前期工作的前功盡棄并帶來一系列的問題。為了對長輸管道的焊接施工質(zhì)量作一定的保障，需要分析研究常見焊接缺陷的產(chǎn)生原因，并制定出相應的防治措施，以確保能源輸送的可靠性與安全性。

【關(guān)鍵詞】長輸管道；管道焊接；焊接缺陷；防治要點

前言：管道運輸作為能源輸送主要的手段之一，在現(xiàn)代生活與生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，且廣泛應用于輸送煤、氣、油、水以及排水、運輸、交通、供電、通信等方面。隨著快速發(fā)展的國民經(jīng)濟，不斷增長的能源需求和不斷調(diào)整的能源結(jié)構(gòu)，長輸管道的輻射量將持續(xù)增長，而管道建設(shè)技術(shù)也將得到持續(xù)的發(fā)展與完善。

1.長輸管道施工工藝的相關(guān)介紹

大口徑的長輸管道壁厚在通常情況下是8mm以上且采用的是多層焊接工藝，而打底與填充蓋面采用的工藝也是多種多樣，其中打底采用的工藝主要包括內(nèi)焊機多槍頭下向焊、全自動焊、STT手工焊、手工焊等，而填充蓋面采用的工藝主要包括全自動焊、半自動焊、手工焊等。因管徑相對較大與輸送壓力相對較高的問題，長輸管道選用的鋼管在通常情況下是由高碳鋼制作且鋼級在X60以上，而焊材一般選用的是實心焊絲外加氣保護、藥芯焊絲、低氫焊條、纖維素焊條等。此外，長輸管道的焊接對接采用的坡口主要包括復合型、U型以及V型等多種，且需要依據(jù)鋼管壁厚等相關(guān)參數(shù)進行選擇。

2.焊接缺陷的產(chǎn)生原因與防治要點

2.1燒穿產(chǎn)生原因與防治要點

所謂“燒穿”指的是填充層或者熱焊層在焊接的過程中燒漏了前幾層或者上一層，其產(chǎn)生原因主要是因焊接工藝的參數(shù)過大或者根焊道過??；而燒穿的防治要點主要包括根焊道的厚度要保持在3mm左右，根焊的焊接工藝參數(shù)要保持在合理的范圍內(nèi)，在出現(xiàn)燒穿問題的時候必須立即停止焊接工作，并按照相關(guān)要求打磨出根部間隙與坡口角度，重新進行根焊和熱焊等工作。

2.2裂紋產(chǎn)生原因與防治要點

所謂“裂紋”指的是在焊后冷卻過程中，焊道產(chǎn)生的應力要高于母材抑或因焊縫金屬強度導致的縫隙，其產(chǎn)生原因主要是強行組對且普遍存在于連頭組對焊接或者彎管組對焊接的時候。具體來說，直管段擺放的角度與彎頭的角度和現(xiàn)實的施工有著一定的差異存在。而在組對的時候，為了組對好管口就需要施加足夠大的外力，但由此產(chǎn)生的應力也不容小覷，并由此在根焊道相對較薄的地方產(chǎn)生裂紋缺陷。另外，因焊道擴散的氫含量相對較高或者根焊道的溫度降低相對過快，也會造成焊縫產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。這主要是因為長輸管道在冬季野外施工的時候，氣溫往往都在零度以下并給焊接工作帶來了一定程度上的影響。下向焊工藝所需的材料包括藥芯焊絲、纖維素型焊條等，這使得焊后焊道擴散的氫含量相對較高并發(fā)生聚集，從而造成裂紋的產(chǎn)生引起焊接的缺陷問題。就裂紋的防治要點來說，主要是對強力組對作有效的避免；在焊前需要進行預熱工作，即對根焊焊道的厚度作適當?shù)脑黾?，并在根焊完成之后進行蓋面、填充、熱焊等；在冬季施焊的時候，必須對焊道焊后的緩冷作充分的重視，為擴散氫的逸出提供一定的便利，避免裂紋的產(chǎn)生。

2.3未焊透產(chǎn)生原因與防治要點

所謂“未焊透”指的是熔孔在根部焊道焊接的時候沒有完全打開或者沒有打開，從而造成原始鈍邊的殘留，且一般分為根部完全未焊透和單側(cè)未焊透這兩種。就產(chǎn)生原因而言，根部完全未焊透是因鈍邊過厚或者組對間隙過小，而單側(cè)未焊透是因為兩側(cè)鈍邊值的不等或者錯邊量的超標。就未焊透的防治要點而言，主要是在焊接前需要對焊縫進行認真的修磨與組對，使焊條和焊絲在根焊的時候可以順暢伸入坡口的根部。而在根焊不能產(chǎn)生熔孔時，需要打磨出符合相關(guān)要求的根部間隙并對焊接的參數(shù)作適當?shù)恼{(diào)節(jié)。另外，未熔合這一焊接缺陷的返修是很難進行的。特別是一些壁厚相對較大的焊道，其焊接與打磨的難度都非常大，因此需要盡量避免這一缺陷的產(chǎn)生。

2.4氣孔產(chǎn)生原因與防治要點

所謂“氣孔”指的是因焊接時熔池內(nèi)可能殘留的氣體形成了孔穴或者因凝固時的收縮產(chǎn)生的孔穴等，就不同類別氣孔的產(chǎn)生原因而言，其中根部氣孔容易在選用STT方法進行焊接的時候產(chǎn)生，且多表現(xiàn)為珍珠鏈式或者密集氣孔，亦稱蟲孔，其產(chǎn)生原因包括相對較大的氣體水含量、氣體干燥器的干燥作用并未充分發(fā)揮以及氣體不純，抑或大壁厚的管道在焊接的時候因坡口的深而窄，使得保護氣體無法對熔池進行有效的保護；填充層氣孔容易在電弧電壓過高的時候產(chǎn)生，其產(chǎn)生原因主要是焊工在焊接的過程中為了更好地熔合兩側(cè)的坡口面并避免夾溝的產(chǎn)生，從而對電弧電壓作一定程度上的提高。然后，施工現(xiàn)場的移動電站對焊接電源提供的電壓有時會出現(xiàn)波動的情況，且在電壓偏高的時候會導致氣孔的產(chǎn)生。此外，在焊接立焊部位的時候，焊工為了使填充厚度得到一定的增加，會對焊接速度作一定的降低，而當熔池一旦超前于焊絲的時候，就可能導致蜂窩狀氣孔的產(chǎn)生。就氣孔的防治要點而言，主要是在焊接前仔細檢查導管、流量計、加熱器、減壓表等氣路，對氣體的純度作一定程度上的保證；在焊接的時候，要保證電弧電壓與送絲速度的適當，并對焊絲伸出長作一定程度上的保持；另外，在下向立焊的時候，需要對焊接速度作有效的控制。

2.5夾渣產(chǎn)生原因與防治要點

所謂“夾渣”指的是在焊縫金屬中有焊接熔渣的殘留，其產(chǎn)生原因主要是因為在焊接填充的時候，上一層的焊道存在死角或者沒有徹底清理熔渣，而在被后一層的焊道進行覆蓋的時候就容易產(chǎn)生夾渣且多為點狀或者條狀。另外，長輸管道在進行填充和蓋面的時候往往采用的工藝是藥芯焊絲半自動下向焊，而在焊接的過程中如果半自動設(shè)備出現(xiàn)間歇性的故障，就容易產(chǎn)生頂絲現(xiàn)象。焊絲與此同時穿進了熔池，而在熔池迅速冷卻之后再度引燃的一瞬，絕大部分的焊縫例就會裹帶熔渣或者金屬雜物，并由此產(chǎn)生夾渣形成焊接缺陷。

就夾渣的防治要點而言，主要是在根焊前需要對坡口進行認真的清理，要對填充、蓋面焊時產(chǎn)生的熔渣進行仔細的清理，尤其是層間死角處，使送絲機送絲的均勻得到一定程度上的確保。另外，選用的焊接參數(shù)必須具有一定的合理性。

3.結(jié)語

焊接技術(shù)在近幾年得到了不斷的發(fā)展與持續(xù)的完善，并為我國的長輸管道建設(shè)提供了很大程度上的幫助，并進一步提高了焊口一次焊接合格率。然而，一次焊接的合格率仍未達到100%，且一些焊接缺陷仍舊存在并急需解決。焊接缺陷對長輸管道使用壽命有著很大程度上的影響，甚至可能導致管道內(nèi)的輸送介質(zhì)燃燒、泄漏、爆炸等，這勢必會對人們的生命安全、企業(yè)與國家的財產(chǎn)安全造成極大的影響。長輸管道焊接質(zhì)量與焊接設(shè)備和焊工技能有一定的聯(lián)系，也在一定程度上與材料、天氣、地形等外部因素息息相關(guān)。為了避免以上可能出現(xiàn)的危害，必須對常見焊接缺陷作詳細的分析與研究并制定出相應的防治措施，對能源生命線的安全以及社會經(jīng)濟的建設(shè)作一定的保障。

參考文獻

[1]安曉陽，王平.論長輸管道施工常見焊接缺陷的分析和控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（15）.

[2]黃倬.管道焊接缺陷及對策探究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（15）.

[3]朱廣珍，王傳錚.長輸管道焊接缺陷產(chǎn)生原因及預防[J].焊接，2006，（5）：54-56.