淺談焊接質(zhì)量對于石化管道的意義

李曉武

摘 要：長輸管道一般具有野外作業(yè)、焊接環(huán)境不穩(wěn)定、非固定電網(wǎng)取電、管固定位置不確定、焊道內(nèi)部成型難以觀測等特點，因而對它出現(xiàn)的問題要進行分析研究，并采取相應措施予以解決。本文分析了幾種長輸管道的焊接缺陷，提出了長輸管道的焊接質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：長輸管道；焊接質(zhì)量；控制措施

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，石油、天然氣的需求逐年增加，而且需求總量增長的潛力很大，因此能源安全成為中國經(jīng)濟高速成長的核心，而能源運輸方式是保證能源安全的一個重要因素，管道運輸憑借其安全、經(jīng)濟、高效、長距離流體介質(zhì)運輸?shù)姆绞剑玫搅嗽絹碓綇V泛的應用，長輸管道的建設進入一個高速發(fā)展的時期。焊接在管道建設中起到舉足輕重的作用，管道焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個工程施工的質(zhì)量?？偨Y(jié)出相應的焊接質(zhì)量控制預防措施，提升管道焊接的質(zhì)量， 才能使長輸管道運行的更長久、更安全。

一、長輸管道焊接的缺陷

焊接質(zhì)量缺陷的種類很多，在不同的標準中也有不同的分類方法。在此將長輸管道施工與焊道檢測方式緊密結(jié)合，列出在實際焊接過程中出現(xiàn)較為頻繁的五種焊接缺陷。

1、咬邊

咬邊即通常所說的焊道咬肉，主要是由于在焊接過程中熔敷金屬未能蓋住母材的坡口，在焊道邊緣留下的低于母材的缺口。淺短的咬邊可以不作處理，但過深的咬邊會對焊道力學性能產(chǎn)生嚴重的影響。咬邊將減少母材的有效截面積，在咬邊處引起應力集中，降低接頭強度，特別是低合金高強鋼的焊接，另外咬邊的邊緣組織被淬硬，易引起裂紋。預防措施：（1）調(diào)整好焊接參數(shù)，避免電流太大、電弧過長、電弧力不集中而導致熔池熔敷不到位；（2）調(diào)整焊條或焊絲的傾斜角度，以防出現(xiàn)偏吹等情況；（3） 操作手法要穩(wěn)，運條的擺動要到位。

2、夾渣

夾渣是指焊縫中存在的熔渣、鐵銹或其他物質(zhì)，在焊道根部、層間均可能存在，最常見的就是層間夾渣。夾渣形狀不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖銳形的夾渣，影響焊道的塑性，尤其是在焊道受拉應力時產(chǎn)生嚴重的應力集中。預防措施：（1）多層焊時，焊絲、焊條等產(chǎn)生的熔渣要清理干凈，避免熔渣埋入焊道；（2）避免焊接電流較小，導致熔渣不能充分融化而浮出熔池；（3）如果坡口太小或上層焊道與坡口間形成了夾角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。

3、未熔合及未焊透

未熔合是指焊接時焊道與母材坡口、上層焊道與下層焊道之間沒有完全熔化結(jié)合形成的缺陷。未熔合是一種面積缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小都非常明顯，應力集中也比較嚴重，其危害性僅次于裂紋。未焊透是指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現(xiàn)象。未焊透對焊道的危害很大，它使焊道的有效截面積減少，同時由于屬于開口性缺陷，又能造成嚴重的應力集中。在管道進行下溝作業(yè)或承壓很高的情況時，如果未焊透深度很深，會出現(xiàn)焊道沿未焊透處撕裂現(xiàn)象。預防措施：（1）坡口加工要嚴格按規(guī)范執(zhí)行，角度不能太小，要保證間隙寬度，鈍邊不能太厚。（2）層間清理不要過度，以免造成坡口被打?qū)?，形成溝槽等。?）操作手法要穩(wěn)，要控制好電流，避免線能量輸入太小。

4、氣孔

氣孔一般是由于熔池中的氣體在熔化金屬凝固時沒有逸出所形成的。其形式有條形氣孔、密集氣孔、球形氣孔、柱狀氣孔等。氣孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面積很大的圓形氣孔外，其他氣孔的危害性都較小，甚至還有止裂傾向。預防措施：（1）施焊前，焊材、坡口要清理干凈，不能有鐵銹、油污等，同時要避免焊材受潮；（2）調(diào)整好焊接電壓、電流；（3）焊接速度不要太快；（4）氣體保護焊時保護氣流量不能過大或過小。

5、裂紋

裂紋是焊接中危害性最大的一種缺陷，主要有結(jié)晶裂紋、液化裂紋、延遲裂紋，由于其有延伸性，在焊道存在內(nèi)應力的情況下裂紋會一直延伸擴展，直至焊道破壞為止。因此在長輸管道的施工中，裂紋缺陷是不允許存在的，通常也不允許返修，必須割口重焊。在管道施工中，裂紋的產(chǎn)生基本都是由于工藝規(guī)程執(zhí)行不到位、外部應力太大等情況造成的。預防措施：（1）選用抗裂性好的鋼材制作鋼管，合理選擇焊接材料及烘干，嚴格按照焊接工藝評定的要求施工，以確保焊縫的組織結(jié)構(gòu)塑性和韌性；（2）嚴格按照工藝要求進行預熱，冬季施工時應采取保溫措施，必要時進行熱處理或焊后加熱；（3）嚴格控制組對應力，盡量不使用外對口器進行強制組對。尤其是在管道進行連死頭時，切不可采用千斤頂、吊管機上提、挖掘機下壓等來調(diào)節(jié)對口間隙的強力組對方式。

二、長輸管道的焊接質(zhì)量控制措施

1、技術(shù)準備

（1）規(guī)范標準。目前在長輸管線的建設方面還沒有相關(guān)的國家標準。施工管理者和技術(shù)人員應全面了解和掌握管線建設所執(zhí)行的各項標準， 在此基礎(chǔ)上根據(jù)設計圖紙， 制定出切實可行的管道施工方案。

（2）建立各項規(guī)章制度。建立健全質(zhì)量保證體系及質(zhì)量管理制度，質(zhì)量保證體系責任人員的資質(zhì)應滿足工程施工的要求并應在施工過程中認真負責做好本職工作。做到各項責任落實到人。建議在焊接工藝規(guī)程之外， 編制專門的焊接作業(yè)指導書以指導實際生產(chǎn)。

（3）材料檢查。這些材料必須有原始質(zhì)保書或復印件， 質(zhì)保書內(nèi)容應齊全， 并經(jīng)生產(chǎn)單位質(zhì)檢部門蓋章確認。

2、焊前準備

（1）焊口檢查、清理。檢查管口形狀是否符合橢圓度要求， 焊件坡口尺寸及型式應符合圖紙及工藝規(guī)定。被焊表面應均勻、光滑，不得有起鱗、磨損、鐵銹、渣垢、油脂、油漆等和其他影響焊接質(zhì)量的有毒物質(zhì)。坡口兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)清理干凈，并呈現(xiàn)金屬光澤。

（2）鋼管對口。鋼管對口間隙的大小將直接影響焊接質(zhì)量，對口間隙過大，焊接時容易燒穿而形成焊瘤；對口間隙過小，焊接時容易造成根部熔化不良，即未焊透等缺陷。鋼管的對口優(yōu)先采用內(nèi)對口器組隊、在無法應用內(nèi)對口器對口時，可用外對口器。對口時兩管的制管焊縫在對口處應相互錯開100mm以上。

（2）焊前顱熱。管線鋼在進行焊接前應進行預熱， 預熱溫度要嚴格按焊接工藝規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。焊前顱熱宜采用環(huán)形火焰加熱或中頻加熱方法進行，應均勻地加熱焊接部位，并將溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般預熱溫度的幅度在下限溫度正負50攝氏度的溫度范圍中。

3、焊接過程

（1）焊接規(guī)范。焊接過程是決定焊縫質(zhì)量的最主要環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)中最重要的一點就是焊工在操作過程中一定要嚴格遵守焊接工藝規(guī)程中的焊接規(guī)范參數(shù)和焊接作業(yè)指導書中的各項要求，尤其是焊接電流的大小。決不允許焊口根據(jù)自己的習慣或喜好私自改變規(guī)范參數(shù)。

（2）焊縫成形。應嚴格按照焊接工藝規(guī)程的焊縫外形尺寸進行焊接， 一般情況下焊縫余高控制在1.6mm以內(nèi)， 焊縫增寬單邊控制1.6mm以內(nèi)。

（3）操作要領(lǐng)。在焊接過程中，除嚴格遵守焊接規(guī)范外，還應注意以下操作要領(lǐng)。在管子焊接時，應采取有效措施防止管內(nèi)產(chǎn)生穿堂風；現(xiàn)場焊接時，有關(guān)接頭設計、焊接層數(shù)、焊接工藝參數(shù)、焊后緩冷等嚴格按照焊接工藝規(guī)程執(zhí)行；焊接時，應嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程，在兩個焊工收弧交接處，先達到交接處的焊工應多焊部分焊道，便于后焊焊工的收??；焊道的起弧或收弧處應相互錯開30mm以上，每個接頭焊前必須修磨；焊接時發(fā)現(xiàn)偏吹、易粘條或其他不正?，F(xiàn)象時，應立即停止焊接，更換焊條及修磨接頭后施焊；焊接時，纖維素焊條不易擺動太大，較寬焊層易采用排焊方法。

4、焊縫返修

如有焊口需要返修，返修應在監(jiān)理人員的監(jiān)督下，由具有返修資格的焊工依照返修焊接工藝規(guī)程進行返修。對于重要管線焊縫返修只允許進行一次，一次返修不合格， 則該焊縫必須從管線上切除。

總之，長輸管道焊接的現(xiàn)場施焊環(huán)境惡劣、工序繁多、情況復雜，影響焊接質(zhì)量的因素很多，只要對這些影響因素進行有效的控制，就能保證長輸管道焊接質(zhì)量滿足設計圖紙和規(guī)范的要求。隨著科技的進步，焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接新工藝、新技術(shù)在長輸管道建設中的應用也會越來越廣泛，長輸管道的焊接質(zhì)量將會又上一個新臺階。

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