關(guān)于壓力管道安裝焊接質(zhì)量分析及其控制探討

盧培培

河南省安裝集團有限責(zé)任公司 山東 泰安 271000

隨著各個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，所需要的壓力管道數(shù)量逐漸增加，在快速發(fā)展的背景之下，管道安裝焊接工作依舊存在著一些問題，導(dǎo)致管道安裝工作存在一定的難度[1]。因此在實際工作當(dāng)中，相關(guān)的焊接操作人員應(yīng)嚴格的制定施工計劃，立足于實際情況和企業(yè)的發(fā)展需求，有針對性的進行質(zhì)量控制措施，才能全面提升管道安裝焊接的整體工作質(zhì)量，營造安全穩(wěn)定的施工空間，注重焊接質(zhì)量的全面提升，為壓力管道運行提供安全穩(wěn)定的條件，才能實現(xiàn)全面促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國家經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的目標，相關(guān)部門應(yīng)重視起來嚴格控制管道安裝焊接質(zhì)量，提升對質(zhì)量分析的效率，維持壓力管道安裝焊接質(zhì)量控制之間的平衡。

1 壓力管道與焊接工藝的概述

在實際工作當(dāng)中為了落實壓力管道的焊接與安裝工作，前提是明確焊接接頭的性能是否能夠達到標準，然后再對壓力管道與焊接工作質(zhì)量合理性進行判定，隨后選擇有針對性的焊接工藝，實現(xiàn)全面提升焊接工作施工質(zhì)量的目標，選擇合適的施工單位進行安裝與焊接操作[2]。在安裝與焊接工作的評定過程當(dāng)中，密切的分析影響焊接接頭機械性能的主要因素，也應(yīng)當(dāng)將焊接工作的變形和焊接應(yīng)力進行分析，明確施工現(xiàn)狀和施工條件，進行深入且有效的分析，明確勞動生產(chǎn)率和施工設(shè)備的具體參數(shù)，對施工人員的綜合素質(zhì)條件進行分析，確保焊接工藝選擇的合理性和穩(wěn)定性，優(yōu)化現(xiàn)場施工和焊接工作的整體質(zhì)量，并將所有的參數(shù)和數(shù)據(jù)以及施工圖片分發(fā)給施工團隊，進而全面保障焊接工藝的整體質(zhì)量。

2 壓力管道安裝焊接質(zhì)量影響因素

針對現(xiàn)階段的施工問題進行分析，壓力管道安裝焊接工作最主要的影響因素分別是焊接工藝、焊接操作人員和焊接工作條件三方面。在培養(yǎng)焊接技術(shù)型人才的時候，企業(yè)培訓(xùn)部門應(yīng)加強對操作人員素質(zhì)的提升與培養(yǎng)，提升操作人員對于焊接工藝的把握，深度了解焊接工藝的內(nèi)在要求。其次也需要對焊接工作的原材料和施工要求和焊接技

術(shù)操作的風(fēng)速、溫度、環(huán)境等多個方面進行分析，充分分析作業(yè)條件，減少對安裝焊接工作的整體影響，維護壓力管道安裝施工的良好條件。焊接管道的質(zhì)量主要分為內(nèi)部的工作質(zhì)量缺陷和焊縫表面的質(zhì)量問題等，其中焊縫表面質(zhì)量問題有夾渣、氣孔未熔合等多種現(xiàn)象，后者的缺陷多半因為表面的缺陷[3]，主要是由于焊槍的電流比較小，坡口的角度也比較小，與金屬融合冷卻速度較快、焊條受潮等問題都可能會導(dǎo)致在焊接結(jié)束之后出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，嚴重影響焊件的質(zhì)量造成不必要的工時浪費，造成金屬消耗加劇了整體焊接安裝工作的施工成本。

3 壓力管道安裝焊接質(zhì)量存在的問題

3.1 施工環(huán)境

安裝焊接對于施工環(huán)境的要求非常之高，環(huán)境與溫度已經(jīng)成為了影響壓力管道焊接的主要問題，為了能夠在安全的環(huán)境當(dāng)中進行焊接操作，必須要合理的清除問題因素，減少環(huán)境和溫度對于焊接操作的影響，滿足具體的生產(chǎn)需求。大多數(shù)焊接工作需要在室外的環(huán)境進行，在進行焊接操作的過程當(dāng)中，風(fēng)速應(yīng)控制在合理的規(guī)定范圍之內(nèi)，同時也需要在干燥的環(huán)境中進行[4]。

3.2 坡口清理方面

在進行壓力管道安裝工作的同時，氧乙炔多半用于開槽工作，在特殊的環(huán)境處理之下可以采用等離子弧的方式來進行，配合角磨機把坡口打磨光亮，并清除坡口及正反面邊緣25mm范圍內(nèi)的油、銹、水及其他污物。

3.3 焊接人員的影響

焊接人員的專業(yè)能力必定會成為影響整體工程施工質(zhì)量的主要原因，根據(jù)壓力管道設(shè)計圖紙要求，施工單位配備相應(yīng)技術(shù)水平的焊接人員進行施工。

3.4 氣孔夾渣

3.4.1 氣孔

焊接氣孔主要是指在進行焊接作業(yè)的過程當(dāng)中，熔池中的氣體來不及逸出而停留在焊縫中形成的孔穴。一般包括一氧化碳氣孔、氫氣孔和氮氣孔。例如：一氧化碳氣孔產(chǎn)生的原因，主要是熔池中FeO和C發(fā)生如下反應(yīng)，F(xiàn)eO+C=Fe+CO,這個反應(yīng)在熔池處于結(jié)晶溫度時進行的比較劇烈，由于此時熔池已經(jīng)開始凝固，CO氣體不易逸出，于是在焊縫中形成一氧化碳氣孔。而引起氫氣孔的主要原因是工件及焊材表面的鐵銹和油污沒有有效清理以及保護氣體中含有水分。氮氣孔則是焊接時，保護氣氛圍遭到破壞，大量空氣侵入焊接區(qū)所致[5]。一般情況下，氣孔多半分布在與焊縫比較近的表面位置，這也是導(dǎo)致管道表面出現(xiàn)冷裂紋的主要原因。

3.4.2 夾渣

壓力管道的夾渣現(xiàn)象是比較常見的一種失誤，夾渣主要分為金屬夾渣和非金屬夾渣兩種類型。其中非金屬夾渣，特指焊后殘留在焊縫中的熔渣，包括焊條要皮或焊劑、氫化物、硫化物、氮化物等。根據(jù)其形成的情況，可分為點狀夾渣、線狀夾渣、鏈狀夾渣以及密集夾渣。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究在對壓力管道進行焊接檢測的同時，比較頻繁出現(xiàn)的問題就是焊縫里的點狀和線狀的夾渣現(xiàn)象，夾渣會降低焊縫的塑性和韌性，帶有尖角的夾渣會產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，發(fā)展成裂紋源，導(dǎo)致管道強度下降，焊縫開裂，產(chǎn)生安全事故[6]。

3.4.3 壓力管道焊接面未焊透、未熔合現(xiàn)象

壓力管道在進行焊接過程當(dāng)中，可能會出現(xiàn)焊接頭部未完全熔合的現(xiàn)象， 其主要原因是由于相關(guān)操作人員在具體施工過程當(dāng)中未能夠及時地按照具體的施工要求來進行操作，自身的操作水平不夠，管道的焊接縫隙與標準不符。通過對施工操作的具體分析明確其中主要的原因是由于管道口的形狀不夠規(guī)則。

3.5 焊縫表面裂痕

焊接裂痕是焊接中最常見的一種嚴重缺陷，成因不同，但是危害性巨大，它影響焊接件的安全使用，是一種非常危險的工藝缺陷。

4 壓力管道安裝焊接工作的質(zhì)量控制措施

4.1 焊接開始前的準備工作

4.1.1 焊接技術(shù)人員的管理

為了保障焊接工作能夠超額完成，首先需要明確具體的管理和施工要求，焊接技術(shù)操作人員要注重自身素質(zhì)的提升，同時也要加強管理工作保障焊接工作順利進行。在焊接工作開始之前企業(yè)應(yīng)正確選擇具備資質(zhì)條件焊接人員，從根本上去控制焊接技術(shù)人員的工作質(zhì)量，才能避免因施工人員的技術(shù)問題對壓力管道安裝焊接工作所帶來的影響。

4.1.2 焊接應(yīng)用設(shè)備

壓力管道進行焊接工作時，最常用到的設(shè)備為逆變焊機，還有對焊縫熱處理和焊條的烘干設(shè)備等。在焊接前，相關(guān)技術(shù)人員要提前對設(shè)備進行檢查，確保焊接設(shè)備的性能更加可靠安全，配備齊全的、完好無缺的零件，確保在運行過程當(dāng)中不會出現(xiàn)安全隱患問題，并配備在校準期內(nèi)的電壓表、電流表和壓力表。確保施工設(shè)備合理安全，對施工人員也是一種保障，最大程度的營造安全施工空間。

4.1.3 焊接坡口的加工處理

為了能夠保障焊接工作順利地完成，在焊接工作施工中，施工人員通過坡口機對管口進行規(guī)范處理。坡口處的油污熔渣現(xiàn)象會嚴重的影響到焊接縫的美觀程度，因此在施工完成時要求技術(shù)人員應(yīng)對加工范圍進行處理，并在＞20mm范圍處進行清理。

4.1.4 管道的定位

當(dāng)對壓力管道清理完畢之后，應(yīng)該對管道進行應(yīng)對處理。這樣做的目的是為了保障焊接的整體質(zhì)量，減少因連接構(gòu)件不均勻兒而造成的錯臺問題，由于坡口處存在不均勻的現(xiàn)象，無法準確的對間隙和鈍邊大小進行判定，這也導(dǎo)致所連接的部分可能出現(xiàn)焊瘤和內(nèi)凹以及未焊透的現(xiàn)象。因此在對管道進行定位的時候，應(yīng)確保管道兩側(cè)與內(nèi)壁保持齊平狀態(tài)，并且內(nèi)壁的厚度不要高過內(nèi)壁管徑10%，如果兩側(cè)的壁厚程度不一樣，需要在鏈接過程當(dāng)中對不同的一邊進行打磨[7]。并在定位連接的時候應(yīng)提前將兩邊固定好，進而選擇合適的方式來減少對管道的形變，進而影響到焊接部位，通過合理的對焊接方式的選擇，選擇符合要求的施工人員對現(xiàn)場進行操作。

4.2 焊接過程中對材料的控制

4.2.1 焊材與材料

在壓力管道的焊接操作過程中企業(yè)需要制定嚴格的管理機制，根據(jù)具體的施工要求來選擇正確的規(guī)格和型號。

4.2.2 現(xiàn)場材料的控制

施工材料到達現(xiàn)場后需要對貨物的數(shù)量、名稱、規(guī)格等進行詳細的核對，確保材料的真實可靠性。并在材料檢測核對準確無誤之后才能登記入庫并做好詳細記錄。對室外堆放的材料應(yīng)做好保存工作，需要登記入庫的則需要正確的進行處理，避免因材料丟失而造成的損失。焊條使用之前需進行干燥處理，利用保溫桶來減少返潮現(xiàn)象，焊接材料的選用非常重要，必須考慮與母材的匹配要求。例如，低氫型焊條抗銹較差，有銹時容易產(chǎn)生氣孔，而酸性焊條卻有很不錯的抗銹型，所以選擇同型號的焊條才能避免錯誤。

4.2.3 工序間的材料管理

部分材料需要多種施工步驟才能投入使用，例如管材在焊接的過程當(dāng)中需要經(jīng)過開坡口、除銹、鈍化等多項工序，閥門儀表等配件還需要經(jīng)過后期的脫脂、檢驗實驗清洗等多個步驟才能進行試用，因此在不同的環(huán)節(jié)需要做好防護，并在工序交接的過程當(dāng)中，應(yīng)有效的防止工序污染，如果工序未進行良好的處理可能會在后期的使用當(dāng)中暴露缺點，甚至還會造成經(jīng)濟損失。

4.3 科學(xué)選擇焊接方式

焊接方法也是決定整體焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)，在具體工作當(dāng)中相關(guān)工作人員應(yīng)明確具體的焊接要求，充分結(jié)合實際管道安裝情況進行，科學(xué)的選擇焊接模式合理的控制工作流程，在具體的操作過程當(dāng)中應(yīng)隨機應(yīng)變。根據(jù)具體的管道焊接需求來進行，能有效地提升整體焊接效率，減少問題的發(fā)生幾率和企業(yè)的經(jīng)濟損失。只有采取合理的焊接方式，才能維護整體管道應(yīng)用的質(zhì)量。

4.4 焊接環(huán)境的控制

施焊環(huán)境決定著整體的焊接工程質(zhì)量，一般情況下施焊環(huán)境應(yīng)保持干燥，在適宜的溫度下進行，才能形成良好的施工空間來維護內(nèi)在的質(zhì)量。風(fēng)速、溫度都會影響焊接質(zhì)量。管道材料也可能會受外界因素的影響，在焊接過程當(dāng)中未能達到要求，因此應(yīng)提前對焊接材料進行預(yù)熱處理，焊接環(huán)境應(yīng)保持干燥，并在焊接電弧的一米范圍之內(nèi)濕度需低于90%，如果施工現(xiàn)場的濕度太高，會造成焊接表面出現(xiàn)水珠，當(dāng)出現(xiàn)這一現(xiàn)象時應(yīng)采取有效的措施，進而保障整體焊接質(zhì)量。

4.5 壓力管道表面氣孔和夾渣控制

氣孔與夾渣現(xiàn)象會影響整體焊接質(zhì)量，因此在施工前應(yīng)對形成氣孔和夾渣的原因進行分析，檢查焊材與母材匹配度、焊條進行徹底的烘干、有效清理鐵銹和油污，施焊時要考慮不潔凈的保護氣體、過小的氣流量、噴嘴被飛濺物部分堵塞等因素。還有工藝因素如電弧電壓越高、焊接速度快等。當(dāng)出現(xiàn)問題時應(yīng)采取緊急預(yù)案進行拯救，如果問題較為嚴重應(yīng)重新進行焊接避免后期的安全隱患，保障壓力管道能夠正常運行，否則將會出現(xiàn)毒氣泄漏甚至爆炸。

4.6 未焊透、未熔合質(zhì)量控制

管道焊接未熔合多半出現(xiàn)在焊接坡口與焊接縫之間，在具體焊接工作中稍不注意就會出現(xiàn)未熔合現(xiàn)象，為了避免再次發(fā)生這一現(xiàn)象，需要嚴格的對施工環(huán)節(jié)進行控制，采取緊急措施進行補救。提升焊材的整體質(zhì)量，選擇高質(zhì)量的焊材將未焊透、未熔合現(xiàn)象控制在可控范圍之內(nèi)。

4.7 裂紋缺陷控制

焊接裂紋作為危害最大的一類焊接缺陷，嚴重影響焊接結(jié)構(gòu)的使用性能和安全可靠性。當(dāng)焊縫出現(xiàn)裂紋時，焊工不得擅自處理，應(yīng)申報焊接技術(shù)負責(zé)人查清原因，訂出修補措施后才可處理。裂紋的種類也有很多，裂紋產(chǎn)生的原因及防止措施要在施工前做好功課，焊接工藝要交底清楚，施工中焊接后構(gòu)件要緩慢冷卻，使焊縫內(nèi)的應(yīng)力松弛，達到減少應(yīng)力集中的目的，選用合適的焊絲焊機匹配焊接作業(yè)，嚴格清理焊絲和焊接區(qū)域烘干焊劑等。

4.8 建立責(zé)任獎懲有效機制

為了保障壓力管道焊接工作的穩(wěn)定發(fā)展，更應(yīng)該建立責(zé)任獎懲有效機制，相關(guān)部門應(yīng)嚴格的進行培訓(xùn)工作，確保施工人員的整體素質(zhì)得到提升，保障壓力管道安裝等問題得到解決。相關(guān)部門應(yīng)制定有效的管理措施來加強管道安裝熱暖和焊接人員的社會責(zé)任意識，通過建立完整且合理的責(zé)任制度，對不合理的行為進行處罰，對于正確的行為進行獎勵，加強各個區(qū)域的壓力管道安裝工作，提升工作人員的責(zé)任意識和團隊意識。壓力管道施工部門可以以團隊為單位，不斷地完善工作制度，創(chuàng)新團隊管理模式。制定更高質(zhì)量、更高效率的壓力管道安裝制度，保障焊接工作質(zhì)量得到提升，最大程度的提升壓力管道安裝工作效率，發(fā)揮良好的約束作用實現(xiàn)最終的建設(shè)目標。

5 結(jié)束語

焊接作為壓力管道施工的具體內(nèi)容，管道質(zhì)量也決定了工作效率的高度，相關(guān)部門應(yīng)加強對壓力管道的安裝質(zhì)量保障，構(gòu)建完整的管理體系從人員、設(shè)備材料、焊接工藝等多個角度入手，強化管理工作改善當(dāng)今的焊接環(huán)境，營造安全穩(wěn)定的施工空間，達到全面提升壓力管道焊接質(zhì)量的目標。