順北油田焊接缺陷研究

李帥 劉昭君

摘要：本文對(duì)油田焊接中常見的焊縫成型不佳、咬邊、焊瘤、弧坑、氣孔、夾渣等缺陷及防治措施進(jìn)行研究基礎(chǔ)上，對(duì)加強(qiáng)焊接人員和作業(yè)條件管理、加強(qiáng)焊接工藝控制、加強(qiáng)焊接缺陷檢測(cè)等預(yù)防焊接缺陷的主要措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：油田工程;焊接缺陷;技術(shù)要點(diǎn)

順北油田原油品質(zhì)高，是我國(guó)重要油氣資源接替區(qū)。近年來隨著勘探開發(fā)力度加大，各類地面工程增多，管道和設(shè)備安裝施工相應(yīng)增多，很多都需焊接作業(yè)。焊接質(zhì)量直接關(guān)系到工程建設(shè)及后期運(yùn)行，有必要對(duì)常見缺陷防治措施及預(yù)防控制措施進(jìn)行探究。

1 油田常見焊接缺陷及防治措施

1.1 焊縫成型不佳

主要是焊縫外觀尺寸不均、不平滑，如焊縫表面凹凸不平、寬窄不一等，有的焊縫與母材過渡不圓滑。原因是焊接中組對(duì)間隙控制不當(dāng)，焊件坡口角度大小不一，焊口部位在焊接前沒有清理干凈;焊接中電流選擇不當(dāng)或焊工操作不當(dāng)。

預(yù)防措施是嚴(yán)格按焊接規(guī)范和技術(shù)要求，遵循施工設(shè)計(jì)圖，選擇合適坡口角度焊接，控制好組對(duì)間隙。焊接前要對(duì)坡口進(jìn)行清理，確保干凈，必要時(shí)利用砂輪、鋼絲刷等進(jìn)行焊口打磨，確保無污垢、銹蝕和油脂等雜質(zhì)。結(jié)合實(shí)焊要求提前編制焊接操作卡，明確焊接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和要求，做好技術(shù)交底，確保嚴(yán)格按合適參數(shù)作業(yè)。

1.2 咬邊

母材與焊材熔合度不夠，超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)深度要求的溝槽且占焊縫比例超過10%，就產(chǎn)生咬邊，主要是對(duì)電弧溫度控制不當(dāng)，溫度過高造成熱量過多，運(yùn)條速度過慢造成的。焊條與焊件角度不達(dá)標(biāo)、擺動(dòng)幅度不均勻或電弧過長(zhǎng)、焊接次序不對(duì)等，也會(huì)產(chǎn)生咬邊。在直流焊機(jī)中電弧磁偏吹也會(huì)咬邊。焊接部位立、仰、橫等位置和角度狀況復(fù)雜會(huì)加大咬邊出現(xiàn)概率。咬邊會(huì)減小母材有效界面積，降低焊口承載力，使焊口部位應(yīng)力過于集中，如不采取措施易引發(fā)裂縫。

防治重點(diǎn)是根據(jù)焊接對(duì)象、位置及規(guī)范參數(shù)，合理確定焊接電流，控制好電弧長(zhǎng)度，在滿足焊接要求下盡量選擇短弧焊接。焊工應(yīng)熟練使用焊接設(shè)備，根據(jù)所選擇工藝、焊接電流確定匹配的運(yùn)條和運(yùn)絲速度。焊縫邊緣與母材熔化結(jié)合部位運(yùn)條操作時(shí)，應(yīng)控制好焊條或焊槍角度，確保熔合完全。

1.3 焊瘤

焊接操作不當(dāng)易造成焊縫液態(tài)金屬流向因加熱不足等造成的沒有完全熔合的母材部位，或從焊縫根部溢出，因熱度不同，冷卻后無法與母材熔合，會(huì)形成“金屬瘤”——焊瘤。焊接電流偏大、焊條融化速度不當(dāng)、熔化過快或偏芯等造成熔化質(zhì)量差、焊接使用電源不穩(wěn)定、焊工操作不專業(yè)等，都會(huì)引發(fā)焊瘤。焊瘤大都不是單獨(dú)存在，一般與夾渣、熔合不完全等共同存在，會(huì)造成焊縫部位應(yīng)力過于集中、產(chǎn)生裂縫。

防治主要是確保焊接中焊縫為平焊位置，選擇正確電流、質(zhì)量可靠的焊條和恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)條手法進(jìn)行焊接。

1.4 弧坑

就是在焊縫表面或背面產(chǎn)生的凹坑、局部比母材低，主要是焊接后收弧中，焊條或焊絲抽走速度太快，沒有短暫停留。有的雖停留了但?；r(shí)間控制不當(dāng)造成表面凹陷，一般與縮孔、裂紋等問題一同出現(xiàn)。

預(yù)防主要是焊接完成后適當(dāng)延長(zhǎng)收弧時(shí)間，根據(jù)焊接技術(shù)操作規(guī)范，以正確技巧收弧。

1.5 氣孔

油田工程焊接特別是各類管線焊接中，熔池有時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣體，氣體溢出不完全時(shí)，熔池可能就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了凝固，造成焊縫表面易出現(xiàn)一些細(xì)微小孔洞。產(chǎn)生原因主要是焊接時(shí)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力過大，未采取一定防風(fēng)措施，造成氣體混入熔池;焊接材料在使用前沒有烘干，焊口部位或焊絲受到污染表面不清潔，造成焊接中混入氣體;焊接中熔池溫度不高，凝固速度過快，使氣體還未溢出就凝固;采用氬弧焊或氬電聯(lián)焊工藝進(jìn)行焊接時(shí)，保護(hù)氣體流量設(shè)置不當(dāng)、電弧過長(zhǎng)、保護(hù)措施不當(dāng)也易引發(fā)氣體混入。

預(yù)防措施主要是焊接前將焊接部位母材和焊絲進(jìn)行烘干和清潔，確保達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不達(dá)標(biāo)時(shí)采取防風(fēng)措施，防止作業(yè)部位存在“穿堂風(fēng)”現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)焊接要求優(yōu)選焊接參數(shù)，把握合適的焊接速度和電弧長(zhǎng)度，對(duì)起弧、運(yùn)條、息弧等操作要領(lǐng)應(yīng)正確掌握和實(shí)施。

1.6 夾渣

焊接中焊道各層間存在從焊道外可見的藥皮夾渣，主要是需進(jìn)行多層焊時(shí)各層藥皮沒有及時(shí)清理;焊速過快使熔池溫度不高，焊接線能量低;前一層焊縫表面夾渣處理不干凈、厚度不均勻等引起的。

預(yù)防措施是提前進(jìn)行焊件表面清理打磨，多層多道焊接中各焊層間藥皮鋼絲刷應(yīng)及時(shí)清理，干凈后再進(jìn)行下一層焊接。合理選擇焊接電流，控制好焊接速度。

2 焊接缺陷預(yù)防控制措施

2.1 加強(qiáng)焊接人員和作業(yè)條件管理

落實(shí)焊接人員持證上崗制度，定期進(jìn)行技能培訓(xùn)，篩選技術(shù)過硬人員開展焊接作業(yè)，定期按焊工考試規(guī)則等進(jìn)行焊接人員考核，考核不合格的不得上崗作業(yè)。焊接中應(yīng)控制好現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，溫濕度必須符合規(guī)范要求，雨雪天氣不得焊接，焊接現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速應(yīng)區(qū)分不同情況進(jìn)行控制，氣體保護(hù)焊工藝實(shí)施中風(fēng)速應(yīng)控制在2m/s以內(nèi)，其他焊接工藝控制在8m/s，工期緊張必須在有風(fēng)環(huán)境中進(jìn)行焊接施工時(shí)，應(yīng)首先做好防風(fēng)措施。

2.2 加強(qiáng)焊接工藝控制

強(qiáng)化焊材控制，嚴(yán)格按焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程（JB-T 3223-1996）進(jìn)行焊材選擇和管理，強(qiáng)化焊絲、焊劑、焊條、焊接用氣體等焊材的選材、驗(yàn)收、儲(chǔ)存和使用管理。強(qiáng)化焊接工藝控制，作業(yè)前對(duì)焊接部位、填充金屬、預(yù)熱和保護(hù)氣體等技術(shù)措施準(zhǔn)備情況進(jìn)行檢查，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)必須具備正規(guī)焊接工藝指導(dǎo)書，并確保焊條與工藝評(píng)定母材匹配，烘干和清潔度等達(dá)標(biāo)，并確保焊材有清晰完整記錄。采用正確的焊接標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行SY 0422—97等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保焊接后外觀檢查和無損探傷符合要求。

2.3 加強(qiáng)焊接缺陷檢測(cè)

對(duì)外觀檢查應(yīng)通過肉眼或放大鏡進(jìn)行，出現(xiàn)的缺陷在規(guī)范要求的可控誤差范圍內(nèi)的，可通過重新割斷焊接、砂輪打磨等措施進(jìn)行處理，超過誤差規(guī)范要求的應(yīng)區(qū)分不同缺陷類型，按前述防治措施進(jìn)行預(yù)防和改進(jìn)。對(duì)未熔合、未焊透、夾渣、氣孔等內(nèi)部缺陷，應(yīng)借助無損探傷，在不破壞焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并予以糾正。在焊接中要重點(diǎn)檢查和控制好焊接電流、速度、線能量等參數(shù)，盡量避免焊接缺陷。

3 結(jié)論

綜上所述，焊接作業(yè)是油田地面工程建設(shè)中重要環(huán)節(jié)，對(duì)油氣資源勘探開發(fā)正常運(yùn)行至關(guān)重要，通過對(duì)常見焊接缺陷以及防治措施進(jìn)行分析，有利于提升焊接質(zhì)量，更好地輔助油氣資源勘探開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

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