影響壓力管道安裝焊接質(zhì)量的原因及其控制措施

趙衛(wèi)雄(神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

0 引言

壓力管道因其具有承壓、承溫較高、承載強(qiáng)度大、風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，因此對(duì)其安裝焊接質(zhì)量要求也相應(yīng)較高。實(shí)際施工中，施工企業(yè)必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，重視焊接工藝、焊接方法、操作人員素質(zhì)、材料型號(hào)質(zhì)量、施工環(huán)境等環(huán)節(jié)對(duì)焊接的影響，從提高操作人員操作技能出發(fā)，引進(jìn)先進(jìn)的施工工藝，采取合理的資料控制措施，通過不斷更新管理理念，最大限度地保證安裝焊接質(zhì)量，提高壓力管路運(yùn)行的安全性。

1 影響壓力管道安裝焊接質(zhì)量的原因

在管道安裝的過程中，為保證焊接質(zhì)量，工作人員應(yīng)當(dāng)在焊接之前找到可能對(duì)焊接產(chǎn)生影響的各種因素，并通過不同的解決方法排除這些可能會(huì)影響焊接質(zhì)量的因素。針對(duì)影響壓力管道的安裝焊接過程出現(xiàn)的各類問題，將解決這些問題的方法歸類總結(jié)如下。

1.1 分析管道材質(zhì)，選擇最合適的焊接工藝評(píng)定

焊接工藝評(píng)定是針對(duì)不同的管材選擇不同的焊接方法，不同的焊接材料進(jìn)行焊接工作的一系列方法。在正式焊接之前首先要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)與正式焊接相同的環(huán)境以及焊接條件，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用選定的焊接方法、焊接材料以及管材等等進(jìn)行焊接試驗(yàn)。在焊接完成后，通過標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)步驟，對(duì)焊接效果進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)施工要求進(jìn)行評(píng)定。焊接工藝的評(píng)定，是對(duì)正式焊接過程中的焊接作業(yè)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)的前提條件。在進(jìn)行壓力管道正式焊接前，必須要進(jìn)行焊接試驗(yàn)并進(jìn)行評(píng)定。因此管道焊接前，技術(shù)人員必須先搞清楚管材的材質(zhì)、性能特點(diǎn)，然后根據(jù)其材質(zhì)性能特點(diǎn)選擇最適宜最匹配的焊接工藝評(píng)定對(duì)控制焊接質(zhì)量尤為重要。

1.2 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合適的焊接方法

焊接質(zhì)量通常受到焊接方法較大的影響。當(dāng)前應(yīng)用最多的方法是通過恒流電源進(jìn)行焊條電弧焊接。這種焊接方法所需要的設(shè)備價(jià)格較低且結(jié)構(gòu)較為簡單，重量較輕，攜帶方便，唯一的缺點(diǎn)是在焊接過程中會(huì)產(chǎn)生較多的焊渣，也因此導(dǎo)致了焊接效率的下降。在具體操作中如不熟悉這種焊接方式，可能會(huì)產(chǎn)生裂紋氣孔未焊透等情況。另一種鎢極氬弧焊的方法在焊接中不會(huì)產(chǎn)生較多的焊渣，但焊接效率較低。藥芯焊絲電弧焊解決了焊接效率低的問題，但采用這種焊接方式時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的粉塵煙，對(duì)焊接者的安全防護(hù)要求較高。因此在新型壓力管的環(huán)節(jié)是通常先采用鎢極氬弧焊，然后通過焊條電弧焊進(jìn)行覆蓋，或者采用焊條電弧焊后再采用藥芯焊絲電弧焊覆蓋完成。

1.3 焊接人員

進(jìn)行壓力管道焊接的操作人員必須持證上崗(特種設(shè)備作業(yè)人員資格證)，且采用不同的焊接方式時(shí)，其所持焊工證中的填寫項(xiàng)目必須與實(shí)際焊接項(xiàng)目方法相同，焊工證應(yīng)每年4次復(fù)檢一次。在進(jìn)行大型項(xiàng)目壓力管道焊接之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)焊工基本焊接技能進(jìn)行有效測(cè)試，測(cè)試合格方可允許開展作業(yè)，保證其能在不同的條件下針對(duì)不同的焊接目標(biāo)具備較強(qiáng)的焊接水平，能對(duì)焊接過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效的解決。從源頭做起，控制管道焊接質(zhì)量[1]。

1.4 焊接材料

焊接材料通常包含焊絲及焊條等，焊接方法應(yīng)當(dāng)與被焊接壓力管道材質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，這是焊接質(zhì)量的前提保證。合適的焊接方法配合正確的焊接材料才能實(shí)現(xiàn)，焊接效果符合焊接要求，焊接材料應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的出廠合格資料。在焊接前應(yīng)對(duì)焊接材料進(jìn)行抽檢。焊接材料要按壓力管道焊接工藝評(píng)定要求，做好焊條、焊絲烘烤工作，防止確保焊材干燥工況下使用。

1.5 施焊環(huán)境

良好的焊接環(huán)境是保證壓力管道焊接質(zhì)量的主要因素。適合壓力管道焊接的焊接環(huán)境應(yīng)當(dāng)包含合適的濕度、溫度以及焊接現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力因素。只有具備合適的環(huán)境，才能使得焊接效果更加接近焊接要求。溫度是影響焊接質(zhì)量和外觀的主要原因，其原理是符合要求的溫度能夠使得壓力管道焊接的力學(xué)能力達(dá)到最佳水平。因此焊接環(huán)境，對(duì)壓力管道安裝的焊接有著決定性作用。

1.6 無損檢測(cè)

無損檢測(cè)是檢驗(yàn)壓力管道焊接質(zhì)量的重要手段，其檢測(cè)原理是按照相關(guān)規(guī)范要求通過超聲波檢測(cè)、著色檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)等方式對(duì)壓力管道焊縫焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改的目的，確保壓力管道焊接的整體質(zhì)量及焊接合格率。

2 壓力管道安裝焊接的質(zhì)量控制措施

2.1 對(duì)壓力管道材料的質(zhì)量控制

壓力管道的材料是影響壓力管道運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，因此要對(duì)壓力管道材料進(jìn)行質(zhì)量控制。首先應(yīng)當(dāng)對(duì)壓力管道的設(shè)計(jì)中所標(biāo)明的管道類型，輸送介質(zhì)以及外部環(huán)境等相關(guān)要求進(jìn)行復(fù)核。除此之外要考慮到壓力管道材質(zhì)的焊接性能以及成本控制問題，對(duì)于小管徑的壓力管道應(yīng)當(dāng)注意同一型號(hào)的不同標(biāo)準(zhǔn)及管道材料的選擇通常有所區(qū)別。進(jìn)行大管機(jī)壓力管道的選擇過程中應(yīng)當(dāng)注意該管道需要通過當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門的監(jiān)督檢驗(yàn)才能使用。選定的壓力管道，在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抽檢和復(fù)檢，所有管道應(yīng)當(dāng)出具相關(guān)的合格證以及檢驗(yàn)報(bào)告等質(zhì)量相關(guān)材料并應(yīng)當(dāng)具備TS標(biāo)識(shí)。

2.2 焊接過程質(zhì)量控制

在進(jìn)行壓力管道正式焊接前，要依據(jù)管道焊接試驗(yàn)在焊接工藝評(píng)定的基礎(chǔ)編寫焊接工藝指導(dǎo)書。在具體焊接開始前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，包含焊接材料的檢查，管道的接縫清理，焊前預(yù)熱、焊后后熱處理等相關(guān)工作。焊接過程中要嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行焊接，如指導(dǎo)中規(guī)定的焊接電壓電流及焊道寬度，焊接速度等等。焊接人員應(yīng)該按照指導(dǎo)書中的焊接工藝以及焊接標(biāo)準(zhǔn)完成焊接。焊接時(shí)應(yīng)采取措施確?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際焊接環(huán)境符合與焊接工藝指導(dǎo)書中規(guī)定的焊接環(huán)境要求，避免在焊接完成后出現(xiàn)返工情況。

2.3 壓力管道的焊接檢驗(yàn)

焊接檢驗(yàn)應(yīng)當(dāng)覆蓋壓力管道焊接的全部過程，歸納總結(jié)，焊接檢驗(yàn)的注意事項(xiàng)應(yīng)當(dāng)包含以下七點(diǎn)[2]：

(1)壓力管道焊接中所采用的焊絲與焊劑是否符合工程要求標(biāo)準(zhǔn)。(2)對(duì)于螺旋焊縫和普通焊縫，應(yīng)當(dāng)保持其連接部分的光滑度，平整度，以此來避免應(yīng)力聚集。(3)焊接過程中要注意天氣變化，要保證焊接現(xiàn)場(chǎng)不受到天氣變化的影響。(4)在焊接過程中應(yīng)注意收弧和起弧的細(xì)節(jié)處理，在起弧時(shí)應(yīng)當(dāng)保證弧坑被填滿。(5)焊條應(yīng)保持干燥，具體做法是將烘干焊條放在保溫筒中。(6)在焊縫工作完成之后，要對(duì)焊渣以及濺射焊接廢物進(jìn)行清潔，并對(duì)焊縫進(jìn)行全面檢查。(7)焊縫檢查完畢后，應(yīng)當(dāng)通過射線的方式來檢測(cè)焊接質(zhì)量對(duì)于存在問題的焊縫要進(jìn)行補(bǔ)焊，對(duì)需要進(jìn)行熱處理的焊縫應(yīng)當(dāng)在補(bǔ)焊之后進(jìn)行。

2.4 焊接人員的質(zhì)量控制

焊接人員的焊接工藝以及焊接方法，是對(duì)壓力管道焊接質(zhì)量的重要保障之一。操作人員的技術(shù)能力以及操作水平和綜合素質(zhì)，都會(huì)對(duì)壓力管道焊接造成不同程度的影響。所以對(duì)于管理人員應(yīng)當(dāng)首先建立完善的焊接管理制度，要明確進(jìn)行焊接施工的相關(guān)人員的具體工作范圍以及施工標(biāo)準(zhǔn)。要求施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及施工規(guī)范，進(jìn)行焊接工藝的具體操作，避免出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題。除此之外可以通過培訓(xùn)來加強(qiáng)施工人員的操作水平，通過邀請(qǐng)?jiān)诤附臃矫嬗休^高造詣的工程師對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，不斷地提升焊接人員的操作水平和綜合素質(zhì)。在具體施工過程當(dāng)中，應(yīng)指派專業(yè)程度較高的工程人員對(duì)焊接操作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。這樣更容易發(fā)現(xiàn)焊接中存在的各類問題，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，使得焊接質(zhì)量得到最大化的提升。

2.5 焊后熱處理

壓力管道由于承壓、承溫高使用工況一般都比較苛刻的特點(diǎn)，為了確保壓力管道的焊接質(zhì)量，大部分壓力管道焊接完成及無損檢測(cè)合格需要按照規(guī)范對(duì)管道焊縫進(jìn)行熱處理，以改變焊縫的金相組織達(dá)到提升管道焊接力學(xué)性能的要求，因此焊縫熱處理工作是保證焊接質(zhì)量重要手段，是控制管道焊接質(zhì)量必不可缺的施工工序。焊后熱處理溫度為400～600 ℃。凡經(jīng)過熱處理合格的部位，不得再從事焊接工作，否則應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。

2.6 施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制措施

(1)要實(shí)現(xiàn)壓力管道良好的焊接效果，就需要對(duì)參與進(jìn)行壓力管道焊接的施工人員進(jìn)行管理。通過規(guī)章制度與施工規(guī)范來約束焊接人員在施工過程中的各類操作。并對(duì)其施工過程中存在的問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)糾正和指導(dǎo)，保證焊接人員在進(jìn)行焊接過程中能夠符合焊接標(biāo)準(zhǔn)，提升壓力管道的焊接質(zhì)量。

(2)除了對(duì)施工人員進(jìn)行管理之外，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的焊接設(shè)備以及焊接材料進(jìn)行管理。如在焊接過程中能保持焊條的干燥，要對(duì)焊條進(jìn)行烘干處理。在進(jìn)行烘干處理時(shí)，要保證烘干設(shè)備的溫度以及烘干時(shí)間。除此之外要保證焊接材料的含水率符合要求，對(duì)已經(jīng)焊接完成的部分進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，對(duì)于出現(xiàn)的焊接問題要進(jìn)行及時(shí)的返工以及補(bǔ)焊工作。

3 結(jié)語

壓力管道主要承擔(dān)工業(yè)生產(chǎn)及居民生活所需油、氣、水的輸送，其運(yùn)行安全與否與安裝焊接質(zhì)量有著直接的聯(lián)系。施工企業(yè)必須從提高焊接操作人員的操作技能出發(fā)，聯(lián)系輸送物壓力要求、輸送數(shù)量的實(shí)際，選擇合適口徑、相應(yīng)質(zhì)量要求的管道，施工中強(qiáng)化操作動(dòng)態(tài)管理，更新施工工藝，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施正確處理存在的氣孔、夾渣、燒穿及未焊透、裂紋等缺陷，最大限度地保證焊接質(zhì)量。