壓力管道焊接缺陷與應(yīng)對(duì)

李志濤

摘 要：對(duì)于壓力管道而言，焊接是一個(gè)重要的工作，它的質(zhì)量和效率對(duì)工程的工期及安全性有著重要的影響。為了避免壓力管道出現(xiàn)安全事故如泄漏、腐蝕等，應(yīng)在選材，安裝等環(huán)節(jié)上對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，并在操作規(guī)范上嚴(yán)格要求，壓力管道在發(fā)生安全隱患的時(shí)候能夠及時(shí)的進(jìn)行解決并施加措施以及辦法，及時(shí)對(duì)壓力管道焊接的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，以此來保障壓力管道的安全性。

關(guān)鍵詞：壓力管道;焊接缺陷;應(yīng)對(duì)措施

在壓力管道出現(xiàn)的安全事故中，最重要的因素之一就是焊接缺陷。因此，要想降低壓力管道出現(xiàn)安全事故的頻率，就需要加強(qiáng)對(duì)焊接工作的操作，減少壓力管道的焊接缺陷。

1 導(dǎo)致壓力管道焊接缺陷成因

壓力管道焊接缺陷主要是因?yàn)楹附拥募夹g(shù)水平不夠?qū)I(yè)，致使在壓力管道的焊接過程中的操作不當(dāng)，使得壓力管道的焊接點(diǎn)出現(xiàn)問題。焊接點(diǎn)是有關(guān)壓力管道安全性極其重要的一部分，如果壓力管道的焊接點(diǎn)存在缺陷，則容易產(chǎn)生泄漏的問題以至于引發(fā)事故。焊接表面有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣和飛濺、咬邊、錯(cuò)邊和角變形等嚴(yán)重問題。這些問題都是造成壓力管道焊接缺陷的主要原因。

2 壓力管道焊接缺陷原因的類型

2.1 錯(cuò)邊和角變形

錯(cuò)邊和角變形是由于焊接時(shí)操作出現(xiàn)問題，錯(cuò)邊和角變形主要出現(xiàn)在壓力管道的組裝過程，焊接面參差不齊，壓力管道的邊緣粗糙及角變形是不可避免的，但是錯(cuò)邊和角變形造成壓力管道的強(qiáng)度下降。錯(cuò)邊和角變形會(huì)致使壓力管道的承壓集于一點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)使得壓力管道出現(xiàn)安全事故。

2.2 焊接面夾渣

夾渣是因?yàn)槟承┰腥墼瓷细≈寥鄢氐谋砻娑鴼埓嬗诮Y(jié)晶的焊縫中而產(chǎn)生，由于壓力管道焊接時(shí)的工藝不當(dāng)及操作不謹(jǐn)慎造成的夾渣，被稱為偶爾夾渣，夾渣大部分都是由于熔渣直接殘存而產(chǎn)生的，壓力容器的焊接面夾渣會(huì)大幅度降低焊縫強(qiáng)度及致密性等。

2.3 焊接未焊透、熔合

焊縫金屬與母材間未被電弧熔化而留下的空隙叫做未焊透，熔焊金屬與基體母材或與相鄰焊道間及焊縫層間的局部殘留間隙叫做未熔合。未焊透及未熔合都是嚴(yán)重的壓力管道焊接缺陷，這種缺陷使得焊縫的焊接強(qiáng)度下降產(chǎn)生壓力容器的裂紋，因而引發(fā)安全事故。造成這個(gè)缺陷的主要原因是焊接電流過小及焊接電弧過長(zhǎng)等，通常出現(xiàn)于管道內(nèi)壁側(cè)與管道外表的距離較遠(yuǎn)。

2.4 焊接面裂紋

焊接裂紋是常見的壓力管道焊接缺陷，也是最為嚴(yán)重的一種焊接缺陷，會(huì)對(duì)管道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。焊接裂紋的一般情形有：液體性質(zhì)、熱應(yīng)力性質(zhì)、延遲性性質(zhì)等形式。焊接裂紋一般包括熱裂紋和冷裂紋。裂紋原因有：環(huán)境潮濕，管道水分較多，未先行烘烤干，焊接的高溫致使焊縫區(qū)產(chǎn)生微量氫內(nèi)部殘余，焊后快速的降溫收縮過程致使其內(nèi)部應(yīng)力加大產(chǎn)生裂紋。焊工責(zé)任心差，焊后未及時(shí)自檢，發(fā)現(xiàn)問題未及時(shí)處理。連續(xù)大面積管段且厚度小時(shí)，焊接散熱快，短時(shí)焊接后降溫迅速，造成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋等等。

3 壓力管道焊接缺陷的應(yīng)對(duì)措施

3.1 錯(cuò)邊及角變形應(yīng)對(duì)措施

在上述中我們知道錯(cuò)邊和角變形是不可避免的，要想對(duì)其進(jìn)行消除是非常復(fù)雜及困難的。因此，我們只能預(yù)先實(shí)施措施并進(jìn)行防范，壓力管道安裝和施工的時(shí)候嚴(yán)格執(zhí)行壓力管道的相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)，確保每道對(duì)口的錯(cuò)邊及角變形始終限制在制造條件允許的范圍之內(nèi)，杜絕其誤差累積，以此來做到即使壓力管道錯(cuò)邊及角變形會(huì)形成較高的應(yīng)力，但不會(huì)對(duì)壓力管道承壓的能力產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，不會(huì)對(duì)壓力管道的安全性產(chǎn)生問題。

3.2 焊接面夾渣應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于壓力管道焊接面夾渣的解決方法以及應(yīng)對(duì)措施，焊接保證裝配質(zhì)量坡口的角度和鈍邊尺寸符合設(shè)計(jì)要求，采用低氫鈣系堿性的焊條，在對(duì)壓力管道焊接的過程中，我們要保證熔池清晰、熔渣與液態(tài)中的金屬分離良好;按照焊接工藝規(guī)程對(duì)焊接規(guī)范進(jìn)行選擇，對(duì)坡口及兩側(cè)油污清除徹底，選擇工藝優(yōu)良，符合要求的焊條，接頭過程中先清渣，收弧時(shí)要填滿弧坑。

3.3 未焊透、未熔合應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于未焊透、未熔合，我們?yōu)楸ＷC焊接質(zhì)量，預(yù)防安全隱患，在焊接時(shí)出現(xiàn)這種問題，最好割口重新對(duì)接。對(duì)于這種缺陷，對(duì)焊接電流的大小要求以及焊接的速度需要嚴(yán)格選擇，對(duì)于工作環(huán)境的選擇要做到便于操作、適應(yīng)無損檢測(cè)要求等原則選用。

3.4 焊接面裂紋應(yīng)對(duì)措施

管道施工過程中質(zhì)量控制最為重要的一個(gè)問題就是焊接面裂紋問題，其對(duì)管道的危害性很大，對(duì)于這種缺陷的發(fā)生我們一般采取如下幾種方法來解決：淺表層存在的裂紋可以用砂輪打磨，用磨平的方法處理;焊接面的裂紋過小，我們可以用裂紋來研究其發(fā)展規(guī)律，觀察并記錄到它的發(fā)展走勢(shì)，對(duì)防止?jié)撛诘陌踩珕栴}具有很大的作用。就此，我們需要在焊前要認(rèn)真組裝，對(duì)組裝質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。盡量選擇小電流多層多道焊以防止焊縫中心產(chǎn)生裂紋;按照工藝規(guī)程進(jìn)行選擇優(yōu)良的焊接程序。

3.5其他應(yīng)對(duì)措施

第一，做好焊材的選取。要想保證壓力管道的焊接質(zhì)量，焊接材料的選取是一項(xiàng)非常重要的工作，在材料選取上要優(yōu)選堿性低氫型的焊接材料。由于這種焊接材料在焊接過程中產(chǎn)生的熔渣為堿性焊渣，在空氣中很難氧化，所以能夠很好地抵御硫化氫的腐蝕，而且焊接縫中一般不會(huì)留下殘?jiān)?，焊接施工完成后之后，壓力管道具有良好的力學(xué)性能，所以優(yōu)選最合適的焊接材料是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，需要施工單位高度重視這一問題，最大限度地使用這種焊材。

第二，焊接方法的選擇。在壓力管道焊接施工的過程中，保證施工質(zhì)量，建議使用GTAW+SMAW手工焊來展開施工，在焊接前需要認(rèn)真做好焊接母材的預(yù)熱工作，要確保預(yù)熱溫度在100～150℃之間。焊接過程中，電流一定要嚴(yán)格控制保持電流穩(wěn)定，以免因?yàn)殡娏靼l(fā)生變化影響焊縫的組織性能。在焊接的過程中要?jiǎng)蛩龠M(jìn)行焊接，以此來促進(jìn)焊接木材中硫等有害物質(zhì)的緩慢析出，在焊接過程中要嚴(yán)格按照多層多道焊的方法來展開焊接施工，每一層全部完工之后才能進(jìn)行下一層的焊接，要保證兩層焊接層之間的溫度在100～200℃之間，兩個(gè)焊層焊接的間隔距離要控制在10 min之內(nèi)，嚴(yán)禁施工人員在壓力管道表面進(jìn)行引弧操作，因?yàn)檫@樣會(huì)嚴(yán)重威脅管道的安全，焊接過程中對(duì)風(fēng)速也有很高的要求，當(dāng)風(fēng)速大于2 m/s時(shí)需要對(duì)焊接現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行填充和蓋面，風(fēng)速大于5 m/s時(shí)要建設(shè)防風(fēng)棚。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來，我國(guó)管道運(yùn)輸飛速發(fā)展，焊接技術(shù)的應(yīng)用也逐漸廣泛起來，壓力管道的運(yùn)輸與管道的安全檢測(cè)成為當(dāng)前的重中之重，對(duì)于壓力管道的維修和安裝有著重要的影響，對(duì)壓力管道焊接的質(zhì)量提升起到了關(guān)鍵作用。為此，上文就壓力管道的焊接缺陷的成因及其解決方法應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行探討。

參考文獻(xiàn)

[1]張一嘯.壓力管道焊接缺陷成因及對(duì)策分析[J].建筑與裝飾，2017，（007）：161，163.

[2]張仙芝，張 藝.壓力管道焊接缺陷成因及對(duì)策分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（019）：4625.

[3]任中安，張小壘.壓力管道焊接缺陷成因及對(duì)策分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（003）：2463.

[4]呂鍵.關(guān)于壓力管道焊接缺陷及其控制的探析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：上，2017，15（007）：285-285.

[5]蘇文勇.壓力管道焊接缺陷與改進(jìn)策略初探[J].工程技術(shù)：全文版，2017（2）：00257-00257.

[6]洪丹王，瑤洪.壓力管道工程焊接技術(shù)與質(zhì)量控制的探討[J].工程建設(shè)，2020，3（5）.