管道焊接工藝及質(zhì)量控制措施

呂濤 楊建平 劉東

摘要：壓力管道與人們的生活息息相關(guān)。焊接作為壓力管道安裝過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接影響到整個(gè)壓力管道的質(zhì)量，從而影響管道的正常使用壽命。分析了壓力管道焊接質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因，探討如何對(duì)焊接過程和焊接質(zhì)量檢驗(yàn)采取控制措施，以達(dá)到管道焊接過程質(zhì)量控制的目的。

關(guān)鍵詞：壓力管道焊接質(zhì)量控制

作為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中必須提供的重要設(shè)施，壓力管道通常廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)或生產(chǎn)領(lǐng)域，如電力，能源和冶金等行業(yè)。它已成為我們生活中不可或缺的一部分。在實(shí)際焊接過程中，壓力管道受各種因素的影響。首先，需要合理的焊接工藝，然后從焊接材料，焊接實(shí)施和焊接檢查等方面控制管道安裝的焊接工藝質(zhì)量。

1.壓力管道概念

壓力管主要指管道內(nèi)外的壓力，或在運(yùn)輸過程中具有可燃性或毒物的介質(zhì)。由于管道的特殊性，有必要嚴(yán)格控制管道并確保管道的質(zhì)量。

2.焊接工藝概述

2.1定位和配對(duì)

管道位置是目前焊接工作中最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)確保焊接質(zhì)量起著極其重要的作用。為了促進(jìn)管道焊接，焊縫背面焊接后會(huì)形成良好的完整性，沒有凸起，良好的定位和群體等效問題。該組是否合理主要取決于溝槽間隙控制是否均勻，其方向是否能確保管道焊接的同心度，以及偏移余量是否能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（一般在1.5mm以內(nèi)）。坡口的目的是確保焊根的穿透，使焊接功率能夠穿透接頭的根部，保證接頭的質(zhì)量并調(diào)整母材的比例。然后用金屬填充。坡口的選擇原則如下：焊接應(yīng)保證焊接材料、坡口的形狀易于加工。提高生產(chǎn)率，盡可能節(jié)省金屬填充量;焊接后的變形應(yīng)盡可能小。焊接組對(duì)的定位焊縫應(yīng)在與正式焊接工藝相同的焊縫方向上進(jìn)行處理。

2.2焊接方法

（1）壓力管的焊接一般采用電極電弧焊和鎢極氬弧焊進(jìn)行，這兩種是廣泛使用和最常用的焊接方法。

（2）通過單面焊接和雙面成形的操作方法完成基礎(chǔ)焊接層的焊接。

（3）采用焊接電極電弧焊時(shí)，應(yīng)遵循“中間起弧和右熄滅”的原則（即焊接電極在溝槽中心開始弧形后，應(yīng)向左水平擺動(dòng)）坡口的一側(cè)并向后旋轉(zhuǎn)到坡口的右側(cè)并向上熄滅弧形）。每完成此程序，間隔約為1.5秒，焊接時(shí)，坡口的兩側(cè)應(yīng)完全熔合。當(dāng)存在位置焊接時(shí)，需要將位置焊接點(diǎn)熔化成弧形。整個(gè)焊接過程是電弧擊穿和單面焊接。正確使用電極角度和控制電弧長(zhǎng)度是確保壓力管道焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊接電極底層，填充層和覆蓋層的角度基本相同，但弧的長(zhǎng)度和操作方式不同。熔池的形狀主要受弧的長(zhǎng)度和操作桿的形狀控制。在焊接過程中，如果可以轉(zhuǎn)動(dòng)管接頭，則可以轉(zhuǎn)動(dòng)以將焊接位置調(diào)節(jié)到最佳焊接操作狀態(tài)。

（4）在氬弧焊中，焊工用左手握住焊絲，用右手握住焊槍，用食指鉤和母指握住焊槍，另外三個(gè)手指作為管壁的支點(diǎn)。鎢焊條距離焊嘴末端應(yīng)為6～9mm，弧長(zhǎng)應(yīng)為2～4mm，使電弧穩(wěn)定燃燒。焊槍噴嘴和焊接角度在焊接視線不受影響的情況下，垂直或保持較大的角度，通常為70～85°，焊絲和焊接件的角度小，一般為10～15°。一般來說，氬弧焊的電弧點(diǎn)火采用高頻電弧點(diǎn)火，經(jīng)常使用間歇落線。通常，外部填充焊絲用于填充焊絲，并且在頂部焊接位置可以采用內(nèi)部填充焊絲操作。應(yīng)合理選擇焊槍的噴嘴直徑和氣流，以便在保護(hù)效果不佳的情況下保持適當(dāng)?shù)暮附铀俣?。仔?xì)觀察并及時(shí)掌握焊池的變化，判斷并控制焊縫熔深程度，如果基材未完全熔化，焊池不會(huì)下沉;如果焊池下沉太多，則意味著背面有很多焊接泄漏，前面有凹痕，焊池中的液態(tài)金屬旋轉(zhuǎn)并變得不旋轉(zhuǎn)。在彈出電弧之前，應(yīng)添加導(dǎo)線以填充弧形凹坑。電弧吹出后不能立即拆除或拆除電線。焊機(jī)應(yīng)延遲3-5秒的保護(hù)氣體輸送，直到鎢電極，焊池和焊絲冷卻，然后關(guān)閉氣體。

3.影響壓力管道焊接工藝質(zhì)量原因分析

作為高風(fēng)險(xiǎn)專用設(shè)備，壓力管道正式列入安全管理和監(jiān)管規(guī)定。通常，它被定義為“經(jīng)常用于生產(chǎn)和生活并且易于發(fā)生火災(zāi)，爆炸或中毒的特殊設(shè)備”。很多人對(duì)壓力管道的安全性知之甚少。為了解決源頭管道安裝焊接過程中不合格的問題，有必要加強(qiáng)對(duì)焊接過程質(zhì)量參差不齊的原因進(jìn)行分析。

3.1焊接過程

在現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接過程中，壓力管道的質(zhì)量一般由壓力管道的焊接過程決定。同時(shí)，焊接技術(shù)在一定程度上對(duì)安裝成本起著重要作用。因此，在安裝壓力管道時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊接工藝的重視。焊接工藝評(píng)估必須按照正常的焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保所提出的焊接接頭符合要求的性能。

3.2焊接材料

壓力管道安裝的焊接材料用于壓力管理裝置。焊接材料的質(zhì)量將直接影響和確定壓力管道的焊接質(zhì)量。最好選擇一些已獲得CCC認(rèn)證的焊接設(shè)備，并選擇具有良好聲譽(yù)的制造商設(shè)備。綜合考慮效率，價(jià)格，維護(hù)和維護(hù)成本等因素。為降低焊接工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，選擇綜合性能指標(biāo)較高的專用設(shè)備。

3.3烘烤時(shí)間

焊接材料應(yīng)以不同方式烘烤。烘烤時(shí)間，烘烤溫度嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，并記錄烘烤時(shí)間，烘烤溫度。過高的烘烤溫度會(huì)導(dǎo)致焊接部件過早分解并損失表面保護(hù)層。溫度太低，烘烤不充分，焊接材料中的水分不能完全蒸發(fā)，這可能導(dǎo)致焊接過程中的氣孔和裂縫等缺陷。其次，應(yīng)考慮烘烤時(shí)間和溫度之間的協(xié)調(diào)。一般情況下，酸焊溫度在150℃至250℃之間，烘烤時(shí)間較長(zhǎng)，350℃-400℃保溫時(shí)間為1-2小時(shí)。但是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況靈活應(yīng)用。

4.控制壓力管道的安裝焊接質(zhì)量

從以上因素可以看出，影響安裝控制的質(zhì)量因素不是單一的，而是多方面的。因此，有必要加強(qiáng)各方面的控制，以提高壓力管道的安裝和焊接質(zhì)量。

4.1焊前準(zhǔn)備

（1）焊工。事實(shí)上，焊接質(zhì)量是由人工操作的，因此人才是焊接質(zhì)量最關(guān)鍵的決定因素。對(duì)于從事管道焊接的焊工，他們必須熟悉各種規(guī)則并按要求進(jìn)行測(cè)試。只有通過測(cè)試后才能進(jìn)行焊接施工。并且必須通過多次焊接練習(xí)，才能從事壓力管道安裝焊接。

（2）準(zhǔn)備各種焊接設(shè)備。當(dāng)壓力管道安裝焊接時(shí)，需要一些設(shè)備，如焊條干燥，焊機(jī)和各種焊接熱處理設(shè)備，必須處于良好狀態(tài)，完整、穩(wěn)定、性能可靠。

（3）加工和清潔溝槽。如果施工現(xiàn)場(chǎng)允許，盡可能采用機(jī)械加工和氧乙炔，等離子等熱處理方法。完成坡口后，務(wù)必去除坡口表面的油污，氧化皮和熔渣，否則會(huì)影響接頭質(zhì)量。坡口和兩側(cè)的基材范圍不應(yīng)小于20mm，不平整的地方應(yīng)拋光。

（4）定位。安裝壓力管時(shí)，管接頭組應(yīng)在清洗后通過槽加工和質(zhì)量確定。管接頭組必須確保良好的焊接質(zhì)量和良好的焊接成形，并在管接頭的反向端，間隙槽組和尺寸不匹配鈍邊，不可避免的閃光，凹陷和各種缺陷。兩組之間的差距應(yīng)該是統(tǒng)一的。定位時(shí)，確保管道內(nèi)部均勻，內(nèi)壁的橫向應(yīng)在管壁厚度的10%以內(nèi)，且不應(yīng)大于2mm。一旦壁厚不同，就必須根據(jù)規(guī)定調(diào)整過渡。定位板必須與管板的焊縫方向相同。在進(jìn)行組配時(shí)，務(wù)必放置堅(jiān)固的襯墊，并采用適當(dāng)?shù)拇胧┓乐购附舆^程中的變形。對(duì)于定位焊接，應(yīng)使用與根部焊道相同的材料和焊接工藝，以及經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工。

4.2控制焊接過程

（1）焊料和材料。貨物到貨后，現(xiàn)場(chǎng)物料人員應(yīng)根據(jù)采購(gòu)文件檢查規(guī)格，名稱，數(shù)量和質(zhì)量證明書等材料，確保物料的真實(shí)性。合格材料應(yīng)從倉(cāng)庫(kù)中收集并記錄。有些材料可以在露天堆放。材料需要驗(yàn)證規(guī)格、材料、數(shù)量和型號(hào)以避免錯(cuò)誤。為防止誤操作，焊條每次使用不得超過5kg，不能在焊條中放置4h以上。并且在接收焊絲時(shí)，不能超過最小的包裝，還要檢查焊絲表面的油污，鐵銹等雜質(zhì)的清潔情況。氬弧焊中使用的氬氣純度不低于99.9%。

（2）流程之間的材料。在壓力管道的安裝中，只有經(jīng)過多道工序才能安裝一些材料，例如，管道和焊接部件應(yīng)經(jīng)過各種工藝，如開孔，除銹，開槽，酸洗，脫脂劑鈍化等。儀器，閥門和配件應(yīng)進(jìn)行檢查，清潔，脫脂和測(cè)試，所有過程都應(yīng)得到很好的保護(hù)，以確保每個(gè)過程的手工工作進(jìn)一步完成，以防止再次污染。

4.3評(píng)定焊接

焊接過程中應(yīng)評(píng)估安裝焊接中的各種焊接接頭和材料，覆蓋率可達(dá)100%。如果某些單位缺乏評(píng)估焊管材料和所需焊接工藝的資格，則應(yīng)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行評(píng)估。焊接人員應(yīng)根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，按照設(shè)計(jì)圖紙，焊接工藝評(píng)估和各種失控條件制定可行的標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)估焊接程序并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件后，開發(fā)了可行的焊接工藝操作手冊(cè)。在焊接工藝指導(dǎo)書中注明行號(hào)，不同的工藝流程編號(hào)，以及管道焊接技術(shù)在指導(dǎo)書中均標(biāo)明，注明行代碼，還要按照腳底來編制焊接槽，現(xiàn)場(chǎng)檢查人員按照尺寸，溝槽和裝配要求嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，檢查員還要從各個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)督檢查，這是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊接工人還需要做好工藝切換，以確保焊接質(zhì)量的安裝。

4.4返修焊縫

在安裝焊接時(shí)不可避免地存在一些焊縫，對(duì)于焊接修復(fù)，對(duì)于相同的焊接位置不超過兩次的修復(fù)，必須分析一次或二次修復(fù)需要修復(fù)缺陷的焊工根本原因，而修復(fù)過程根據(jù)這些原因，并由焊接工程師實(shí)施審批，如果三次或三次以上維修，將無(wú)法從焊工獨(dú)立操作中看到，應(yīng)由焊接工程師和相關(guān)人員共同分析根本原因，爭(zhēng)取一次性徹底，然后由相關(guān)負(fù)責(zé)人或質(zhì)量保證部門批準(zhǔn)，直至通過焊接檢查和無(wú)損檢測(cè)。焊接后，應(yīng)采用熱處理焊接，例如，熱處理，修復(fù)和熱處理后應(yīng)再次進(jìn)行。一些不銹鋼焊縫要求耐晶間腐蝕，但在修理時(shí)仍應(yīng)遵循原始要求。同時(shí)，應(yīng)妥善記錄修復(fù)和完成數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)在相應(yīng)的工程文件中。

4.5焊接后的檢查

（1）檢查焊縫的外觀。在檢查焊縫表面質(zhì)量時(shí)應(yīng)進(jìn)行各種外觀測(cè)試和檢查，如規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)樣品和硬度測(cè)試儀等。此外，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定具體要求。合格焊縫的外觀表面應(yīng)無(wú)孔隙，裂縫，夾渣和弧坑等缺陷，以及飛濺，熔渣和殘余焊縫。

（2）檢查焊縫內(nèi)部的質(zhì)量。采用無(wú)損檢測(cè)時(shí)，使用方法和試驗(yàn)比例應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并符合設(shè)計(jì)要求。也應(yīng)采用RT法對(duì)焊縫進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，對(duì)每個(gè)焊縫按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測(cè)試，并按施工單位和第三方監(jiān)督抽樣，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行選定，記錄聯(lián)合編號(hào)，規(guī)范，如管材，一旦經(jīng)過無(wú)損檢測(cè)，相應(yīng)的施工單位就不時(shí)對(duì)單線圖上的標(biāo)記位置進(jìn)行準(zhǔn)確編號(hào)。檢查員應(yīng)對(duì)RT負(fù)極板進(jìn)行檢查和無(wú)損檢測(cè)。如果需要修理，則應(yīng)嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行返工，并應(yīng)妥善記錄返工，以便進(jìn)行焊接。當(dāng)然，必須在壓力測(cè)試和熱處理之前進(jìn)行修復(fù)。

（3）檔案文件。通過無(wú)損檢測(cè)后，檢測(cè)部門應(yīng)及時(shí)發(fā)回檢測(cè)結(jié)果，并將檢測(cè)報(bào)告發(fā)送給施工單位，主管和總承包商。事實(shí)上，安裝焊接質(zhì)量很容易影響安裝和生產(chǎn)。必須控制焊接，確保壓力管道的安全運(yùn)行和企業(yè)的正常運(yùn)行。

5.結(jié)束語(yǔ)

在壓力管道工程焊接中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)和連桿操作緊密相連，因此，焊接單位必須加強(qiáng)焊接工藝的質(zhì)量控制，嚴(yán)格焊接工藝，規(guī)范工人操作，大力加強(qiáng)全過程的質(zhì)量監(jiān)督和控制。嚴(yán)格焊接操作，以更好地保證壓力管道焊接工程的質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)：

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