低溫環(huán)境下管道焊接缺陷及對策探究

郜國富

揚州澄露環(huán)境工程有限公司 江蘇省揚州市江都區(qū) 225200

摘要：筆者將在下文中從左右低溫環(huán)境下管道焊接的元素解析入手，并闡釋各個工序中左右焊接效率因素，并且羅列一部分管道焊接缺陷以及對策，希望對同行業(yè)者提供一定的參考依據(jù)。由于處于低溫這一特殊環(huán)境，管道焊接要權衡到諸多方面，必須提升焊接質(zhì)量，彌補焊接缺陷。

關鍵詞：低溫；管道；焊接；缺陷；對策

目前，因為中國經(jīng)濟的持續(xù)增長，其對能源的需要程度變得極為強烈。長輸管道運輸油氣資源的方法業(yè)已引起了相關方面的重視，并且越來越普及。管道的焊接工程是管道構建中最為重要的版塊，亦是左右管道作業(yè)是否與標準相符并且實現(xiàn)安全服務的重點。管道焊接工程作業(yè)是否與標準相符，會左右到管道工程的前期全部工作的質(zhì)量。中國油氣長輸管道敷設量正在逐漸增長，管道構建的技術也在不斷創(chuàng)新，因此應找出其中的焊接缺陷，并討論應對策略。

一、低溫環(huán)境下管道焊接方面的缺陷及對策

（一）作業(yè)人員的業(yè)務能力不過硬以及思想意識亟需提升

一位優(yōu)秀的焊接工作人員必須有扎實的焊接基本功，不論政府抑或焊接人員，聘用公司都極為看重。安排到職位以前需要通過多類嚴厲的技術培訓以及實戰(zhàn)演習，由于保障焊接不出現(xiàn)缺陷的最好方法就是有扎實的操控能力，培訓應有強大的實際性——例如模擬現(xiàn)場工程實踐等等。

另外，通常來講，一位優(yōu)質(zhì)的焊接人員都要將質(zhì)量第一的理念牢記于腦中，并且培訓良好的職業(yè)操守，焊接以前要盡可能規(guī)避外部元素的干擾，將態(tài)度、心態(tài)擺正，做好焊接的預備工作；并在轉(zhuǎn)下道工序間進行質(zhì)量檢測。

（二）從焊接設施的特性上解析

焊接設施的選型以及焊接工藝的明確應在同一時段實施。該類工作的特征是投資較多，假如挑選不妥當，就會產(chǎn)生極大的損失，并導致各類故障的產(chǎn)生。所以，在保障管道工程進度以及效果的基礎上，要盡量使用經(jīng)濟性高的焊接設施來獲得經(jīng)濟效益的最大化。

而流水作業(yè)是管道焊接工程的特征，某位焊接人員僅焊接每一焊口的一條焊縫，而且焊接工藝的數(shù)據(jù)要管控在一定范疇內(nèi)。所以，焊接設施的選型就能夠多向選擇，然而其流水作業(yè)的模式以及野外動工的特別環(huán)境亦對焊接工作的正常運轉(zhuǎn)提出了挑戰(zhàn)。筆者在此歸納了焊接設施保障管道焊接作業(yè)安全的常規(guī)需求：

性能需要滿足運用需求，并且容量要夠充足，故障率要降低并且現(xiàn)場有應急預案。焊接組合盡量使用積木式構造。比如移動式電站加直流弧焊電源加送絲機。移動式電站應挑選50kw，其能夠帶動兩部額定電流是400A的弧焊電源，當焊接電流沒有越過250A之時，通常能夠滿足需要。

此外，焊接設施通常來講都使用逆變焊機ZX7 500S，然而在野外動工之時應挑選輪式拖拉機作業(yè)。而且，在低溫環(huán)境下，會導致焊接設施的儀表等靈敏度高的元件無法精準顯示，所以，耐寒性亦要納入考慮范疇。

（三）材料挑選

材料挑選中（包含焊材、母材等均是經(jīng)由專業(yè)人士換算、篩查并通過實驗明確的），常規(guī)的挑選準則是：不但應符合各類技術參數(shù)，還應有極佳的可焊性并且容易采購。而且，在焊材的管理以及領用的流程中應遵照和其有關的文件條款；當中，焊絲的清理通常使用酒精抑或丙酮，但是應控制好度；閑置的時長應管控在2-4h內(nèi)，最佳做法是先清洗后應用。假如表層的污垢很難清洗完全，那么則使用機器對其清洗。

（四）焊接工藝

在焊接模式多元化的特征下，業(yè)已明確焊接工藝模式的時候，必須將商品的經(jīng)濟性、特征和效率等各層面的元素都權衡到。此外，管道焊接在特別狀況下要使用手工電弧焊。當前，使用較為普及的是管道焊接模式是電弧焊以及閃光對焊兩種。閃光對接焊在前蘇聯(lián)的管道工程運用頻率較高，然而在中國還缺少先例。所以，筆者在這里只闡述電弧焊工藝（十九世紀八十年代，俄羅斯研制出了手工電弧焊工藝）。

當前，在中國的一部分文件中都明文說明：需要使用向下焊技術的施工工藝，自動（包含半自動）化率需要超過70%。因此使用焊接工藝的時候，要遵照這個準則執(zhí)行。管道焊接與普通焊接工序大體上相同，在工序上分成蓋面、填充以及打底焊三個步驟。在長期的工程建設中，相關人員也探尋出來焊接工藝組合運用等多類模式。

（五）從環(huán)境要素層面看

當處于下雪抑或大雨、大風（焊條電弧焊風速達到8米/秒、氣體保護焊風速達到2米/秒，當焊件溫度低于0℃，應在施焊處100mm范圍處預熱到15℃以上）以及大氣相對濕度≥90%的氣候時，就會生成一系列連鎖反應。另外，焊接人員在低溫環(huán)境中作業(yè)，此時會遭到保暖防寒服以及人類耐寒能力的雙向影響，會導致焊接作業(yè)不便利抑或動作靈敏度下降的問題；所以，在焊接的流程中容易出現(xiàn)錯誤，進而導致焊接缺陷。

二、各工序中導致焊接缺陷出現(xiàn)的元素以及對策

（一）焊前清洗

在焊接以前，焊材、坡口都應清洗完全，不能殘留銹斑、油漬等等。而且應盡量規(guī)避焊材受潮，氣體保護焊的時候保護氣流量要適度。如果處理不到位，將會生成氣孔，降低焊接強度。

（二）預熱除濕

由于在冬天氣溫很低，管口的內(nèi)外都會凝結雪霜，讓管道內(nèi)外壁水蒸氣全部蒸發(fā)。所以，嚴厲依照工藝需求實施預熱，冬天作業(yè)的時候應注意防寒，并且要對管道實施熱處理抑或焊后加熱。

（三）組對

在低溫環(huán)境下，不能容許任何形勢下的組對。并且，要杜絕吊管機推管、摔管抑或彈性敷設，預防負面的焊接應力匯集。

（四）管口預熱

當風速已經(jīng)超越焊接準則中的風速極限的時候，抑或環(huán)境氣溫下降到極值的情況下，應使用密閉性和質(zhì)量都上乘的溫棚。而且，必須配置防爆燈，這是由于防爆燈能夠讓棚內(nèi)的溫度平穩(wěn)，并且對焊后的緩冷作業(yè)有幫助。在關口預熱的時候要使用均勻加熱法，并且預熱（溫度大概在120-200℃）的時候要謹小慎微，以規(guī)避對管道的防腐層形成損毀，另外坡口的兩側應≥75毫米。

（五）管道焊接

預熱到規(guī)定程度后要立刻實施根焊，以使管口溫度不會因為下降太快而錯過焊接契機。根焊以后還必須測試溫度，當滿足層間溫度的時候才能填充蓋面。為了保障低溫環(huán)境下蓋面的填充，每一條焊口通常要使用連續(xù)焊接方法；并且，要采取緩冷舉措，規(guī)避產(chǎn)生應力而降低焊接強度，預防生成冷裂紋。所以，每條焊縫應盡量在首次焊接就成功；而當焊接中止的時候，對冷裂紋敏感的焊接應第一時間采用后熱、緩冷舉措；接下來的焊接，依然要遵照規(guī)程預熱。

（六）焊后作業(yè)

焊接完成后的焊口必須立刻保溫并覆蓋，等焊口的溫度低于10℃之時，才能取走保溫被，同時把表層的焊渣清理干凈。

三、補充說明

筆者在此講解并補充關于冷裂紋的處理辦法：挑選相對純度較高以及可焊性佳的鋼材作為焊材。并且對可焊性不佳的鋼材和碳元素比例較高抑或合金比例較高的材料，焊前要實施預熱（溫度在250℃-400℃為宜），焊接完成后應緩冷，防止接頭冷卻速度過快。

結束語：

當前，中國的油氣管道焊接工程中的缺陷還比較刺眼，然而筆者在上文中提到的幾類模式均能夠在實踐中運用，因此可以進行推廣。另外，我國應加速焊接技術創(chuàng)新。

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