管道焊接技術(shù)及質(zhì)量控制研究

吳沖　支碩

摘要：金屬管道的焊接技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，為生產(chǎn)制造領(lǐng)域、管道施工領(lǐng)域做出了重要的貢獻(xiàn)。在金屬管道的焊接當(dāng)中，應(yīng)該采取充分的焊接工藝和質(zhì)量控制措施，提升焊接的整體質(zhì)量，保障產(chǎn)品的性能和管道工程的安全。本文分別介紹了管道常用焊接方法及焊接過程中質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：金屬管道；焊接工藝；質(zhì)量控制

焊接技術(shù)一般是指在高溫條件下，利用焊接材料將兩塊或兩塊以上的母材連成一個(gè)整體的過程。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市供暖、供水、燃?xì)?、通風(fēng)、消防等各類型管道的應(yīng)用越來越普遍，因此，對(duì)管道的焊接質(zhì)量也有嚴(yán)格的要求。焊接質(zhì)量的高低與選擇的焊接方法、焊接工藝等有很大的關(guān)系，在焊接作業(yè)當(dāng)中一定要做好對(duì)焊接接頭、焊縫及其表面的處理，這樣才能夠保障焊接質(zhì)量.為此，要嚴(yán)格把控焊接工藝技術(shù)，執(zhí)行相關(guān)的驗(yàn)收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道焊接質(zhì)量的全程控制。

1管道常用的焊接方法

（1）手工電弧焊

由于手工焊的靈活性以及焊接設(shè)備要求不高等原因，目前，對(duì)于室外管線的焊接，手工電弧焊的工作量仍占40%～50%。

（2）纖維素下向焊接工藝

纖維素下向焊接工藝是國內(nèi)外普遍采用的一種焊接工藝，應(yīng)用于包括鋼材為x70以下的所有薄壁大口徑管道焊接。焊接速度快，根焊性能好，焊縫射線探傷合格率高，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。

（3）低氫型立下向焊條焊接

該工藝與纖維素下向焊接工藝相比，根焊速度較慢，主要用于氣候條件極端惡劣，輸送酸性氣體及高含硫油氣介質(zhì)，對(duì)低溫韌性要求較高的管道或者厚壁管的焊接。

（4）立下向纖維素焊條打底焊，CO₂氣保焊填充面

由于C02焊生產(chǎn)率高、成本低，近年來不斷得到推廣和應(yīng)用，但對(duì)油氣管道焊，要實(shí)現(xiàn)全位置焊接，必須在較小的電流范圍內(nèi)，用短路過渡形式完成，而短路過渡方式用于打底焊易出現(xiàn)未焊透等缺陷。因此，采用立下向纖維素焊條打底實(shí)現(xiàn)單面焊，背面成型，然后再用效率高的CO₂氣保焊填充面。

（5）自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊

自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊特別適用于戶外有風(fēng)的場合，它不使用CO₂，靠藥芯產(chǎn)生的氣體保護(hù)，抗風(fēng)性好，可用于管道的高熔敷率的全位置焊。但該方法在打底焊時(shí)，焊根易出現(xiàn)未熔合的缺陷。

（6）高性能焊機(jī)的CO₂氣體保護(hù)半自動(dòng)或全自動(dòng)焊

目前，國外相繼生產(chǎn)了對(duì)焊接電流和電壓波形進(jìn)行適時(shí)控制或?qū)敵鎏匦赃M(jìn)行電能控制的高性能電源，林肯公司的STT表面張力過渡焊接技術(shù)就屬于波形控制的范疇?；诤附釉O(shè)備性能的提高，使得管道半自動(dòng)及全自動(dòng)CO₂氣保焊得以很好實(shí)現(xiàn)，這就大大提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。

此外，在工廠內(nèi)進(jìn)行管道焊接也采用自動(dòng)TIG焊，該方法質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低。

2管道焊接的質(zhì)量控制

2.1在執(zhí)行焊接操作前的準(zhǔn)備工作

2.1.1焊接工藝評(píng)定

管道焊接施工中各種材質(zhì)、焊接接頭形式的焊接工藝應(yīng)委托有評(píng)定資格的單位進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。焊接技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，有關(guān)施工規(guī)范及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)焊接工藝評(píng)定并結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際條件制定切實(shí)可行的焊接工藝指導(dǎo)書。施工前對(duì)焊工和管工進(jìn)行技術(shù)交底，內(nèi)容包括焊接材料、工藝參數(shù)、焊前預(yù)熱、層間、后熱、熱處理的溫度和時(shí)間、對(duì)焊接材料的保管、使用以及無損檢測等各項(xiàng)要求。管線編號(hào)應(yīng)在焊接工藝指導(dǎo)書上標(biāo)明，不同工藝的管線分別編號(hào)，相同焊接工藝管線可以寫在一個(gè)工藝指導(dǎo)書中，注明管線代號(hào)，管工按焊接交底制各坡口，現(xiàn)場質(zhì)檢員按此確認(rèn)坡口、尺寸及組裝要求（簽字確認(rèn)），焊工必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，現(xiàn)場質(zhì)檢員應(yīng)加強(qiáng)這方面的監(jiān)督檢查，這是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊工應(yīng)進(jìn)行工序交接，確認(rèn)破口質(zhì)量，確保焊接工藝正確實(shí)施。

2.1.2焊口的檢查與處理

對(duì)焊口應(yīng)該要進(jìn)行仔細(xì)的檢查和清理，首先應(yīng)該要仔細(xì)的檢查管口形狀是不是符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，焊件的坡口型式和尺寸應(yīng)該要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。保持施工表面的清潔，防止鱗狀現(xiàn)象的發(fā)生。要將焊接表面的油污、磨損等物質(zhì)清理干凈，尤其是坡口內(nèi)側(cè)，要呈現(xiàn)金屬光澤，否則這些都會(huì)影響焊接的品質(zhì)。如果在進(jìn)行焊接操作的過程中，焊口間隙過小，容易發(fā)生根部熔化不佳的情況；如果間隙過大，又會(huì)出現(xiàn)燒穿的情形，內(nèi)部造成焊接瘤。鋼管的對(duì)口優(yōu)先選擇內(nèi)對(duì)口器組對(duì)，其次為外對(duì)口器。

2.1.3焊接前的預(yù)熱處理

按照相關(guān)的工藝操作規(guī)程對(duì)管線焊口進(jìn)行預(yù)熱處理，溫度要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應(yīng)力。預(yù)熱可以避免焊接過程中出現(xiàn)裂紋以及低溫條件下的脆化和裂變。

2.2焊接過程的質(zhì)量控制

焊接的相關(guān)規(guī)范。在決定焊縫質(zhì)量的時(shí)候，焊接的過程是非常重要的環(huán)節(jié)。在焊接的過程當(dāng)中，焊工在具體操作的時(shí)候應(yīng)該要嚴(yán)格的按照焊接工藝規(guī)范當(dāng)中的焊接參數(shù)和作業(yè)指導(dǎo)書當(dāng)中的相關(guān)要求來進(jìn)行，特別需要注意的就是焊接電流的大小應(yīng)該要控制好。在焊接的過程當(dāng)中，焊工一定不能夠根據(jù)自己的習(xí)慣來對(duì)相關(guān)的焊接參數(shù)進(jìn)行修改。

焊縫的成形。在焊接完成之后對(duì)焊縫進(jìn)行檢查的時(shí)候，有一部分的人認(rèn)為焊縫的外形尺寸越寬、越高，就表示焊接的質(zhì)量越好，其實(shí)這種認(rèn)為是比較片面的。其實(shí)如果焊縫的尺寸過寬、過高或者高低相差比較大的話，都是屬于焊接的一種缺陷。這些缺陷很容易造成管線的局部應(yīng)力比較集中，焊件的疲勞程度也會(huì)降低，從而使得焊接的機(jī)械能力降低。所以在焊接的過程當(dāng)中，焊縫的尺寸大小應(yīng)該要符合相關(guān)的焊接工藝規(guī)范。

3焊后檢查

在焊接工作完成后，就需要對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，以確定是否符合要求。首先進(jìn)行焊縫表面的檢查。焊縫的表面檢查應(yīng)該是在無損檢測和耐壓試驗(yàn)之前進(jìn)行。在進(jìn)行焊縫表面檢查時(shí)，應(yīng)該采用樣塊、尺子等相關(guān)工具進(jìn)行測量，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，并如實(shí)記錄檢測結(jié)果。符合要求的焊縫表面，應(yīng)該是光滑、均勻、無凹凸面、裂紋、氣孔等。其次，對(duì)焊縫進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測。無損檢測就是對(duì)焊縫進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測。在進(jìn)行無損檢測時(shí)，檢驗(yàn)使用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范必須符合相關(guān)施工規(guī)范要求和設(shè)計(jì)要求。無損檢測完成后，需要把管道材質(zhì)、焊口位置、焊工代號(hào)、無損檢測位置、檢測方法等相關(guān)資料標(biāo)注與管道但線圖上。同時(shí)，檢驗(yàn)人員需要對(duì)無損檢測底片進(jìn)行檢查。如果有返修的焊縫，應(yīng)該嚴(yán)格按照返修工藝進(jìn)行準(zhǔn)確的焊接，保證焊接質(zhì)量。

4焊縫返修

對(duì)于焊接檢查不合格的焊縫需要進(jìn)行反修，焊縫的返修需要注意以下幾點(diǎn)：對(duì)于統(tǒng)一焊接，返修的次數(shù)不宜超過兩次，對(duì)于第一次、第二次焊縫返修，必須經(jīng)過相關(guān)焊接工藝人員對(duì)焊接進(jìn)行分析，找出焊接缺陷的原因同時(shí)編制返修工藝，并由相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批同意后方能進(jìn)行焊接；對(duì)于返修三次及以上次數(shù)的焊接，需要相關(guān)工作人員與焊接責(zé)任總工程師一起，對(duì)焊縫進(jìn)行仔細(xì)研究與分析，編制返修工藝避免再次返修，同時(shí)需要項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和焊接責(zé)任總工程師同時(shí)簽字確認(rèn)。焊縫的返修，需要按照返修工藝進(jìn)行返修，同時(shí)保證焊縫質(zhì)量。在工程檔案中，應(yīng)該記錄返修情況。

5結(jié)束語：

總而言之，在進(jìn)行管道焊接的時(shí)候，必須嚴(yán)格按照焊接的相關(guān)規(guī)定與要求，根據(jù)焊接工藝進(jìn)行合理的焊接，這樣才能保證焊接的質(zhì)量。只有通過正確的方法進(jìn)行焊接，才能有效的提高焊接的質(zhì)量，最終提高管道工程的施工質(zhì)量，保證人們的生產(chǎn)與生活。