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        加強(qiáng)管道焊接質(zhì)量之我見

        2011-12-20 03:49:24李瑩杜志友
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:焊條坡口裂紋

        李瑩 杜志友

        摘要:在工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目中,壓力管道通常采用焊接方式連接。因此,焊接是壓力管道施工中最關(guān)鍵、最重要的一項(xiàng)工作,影響管道焊接質(zhì)量的因素較多,本文主要通過對(duì)壓力管道焊縫質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,就如何做好質(zhì)量管理,進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

        關(guān)鍵詞:管道施工焊接工藝 質(zhì)量控制

        引言

        壓力管道是指管內(nèi)或管外或管內(nèi)外同時(shí)承受壓力,內(nèi)部輸送 “可能引起燃爆、中毒或高壓”的介質(zhì)的管道。焊接是壓力管道安裝的主要控制內(nèi)容,是質(zhì)量形成過程中的關(guān)鍵工序,焊接質(zhì)量的好壞直接影響著工程的竣工驗(yàn)收和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

        1. 管道焊接質(zhì)量缺陷的分類:

        1.1焊接表面質(zhì)量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、焊瘤、未焊透、根部收縮、余高過大、外觀成形凹凸不平、角焊縫厚度不足或焊腳不對(duì)稱情況等。

        1.2焊接內(nèi)部質(zhì)量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等。

        ? 幾種焊縫表面和內(nèi)部質(zhì)量缺陷示意圖:

        2. 幾類重要焊縫質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因:

        2.1未焊透:①電流強(qiáng)度不夠,運(yùn)條速度太快;②管道組對(duì)時(shí),坡口的鈍邊太厚或間隙太小;③焊條角度不對(duì)以及電弧偏吹;④焊件散熱速度太快使焊融金屬迅速冷卻。

        2.2氣孔:①熔化金屬冷卻太快,氣體來不及從焊縫中逸出:如風(fēng)速過大、溫度較低,或者焊工操作技術(shù)不良,運(yùn)條速度太快,使焊肉很薄,冷卻過快,氣體來不及從焊縫中逸出;②電弧太長(zhǎng)或太短。電弧太長(zhǎng)使空氣浸入熔池,太短則阻礙氣體外逸;③焊條受潮;④焊件及焊條上沾有油漆、油污等,受熱后放出氣體浸入熔池;⑤基本金屬及焊條化學(xué)成分不當(dāng),含碳?xì)膺^多,所含的合金成分使鐵水發(fā)粘,使熔渣粘度太大,阻礙氣體外逸。

        2.3裂紋:①焊接材料化學(xué)成分不當(dāng)。碳及合金成分含量多,以及含磷、硫,促使產(chǎn)生裂紋;②對(duì)于可淬性高的鋼,焊接措施不當(dāng),如未進(jìn)行預(yù)熱或退火等;③管道組對(duì)不正確,如焊低碳鋼時(shí)坡口小,間隙小,導(dǎo)致填充金屬少,強(qiáng)度低,焊縫冷卻快,應(yīng)力較大,以致產(chǎn)生裂紋;④點(diǎn)焊處尺寸較小,受外力或焊接應(yīng)力作用而破裂;⑤其他具有尖角的缺陷未檢查并及時(shí)修復(fù),由于應(yīng)力作用而發(fā)展成裂紋。

        3. 壓力管道的焊接方法和工藝

        3.1 焊前技術(shù)準(zhǔn)備工作

        ① 焊接前編制壓力管道焊接作業(yè)指導(dǎo)書,進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和填寫焊工工藝卡。焊接技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程概況,編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書,擬定技術(shù)措施,制定焊接方案。凡施焊單位首次采用的鋼種、焊接材料和工藝方法,必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,用以評(píng)定施焊單位是否有能力焊出符合產(chǎn)品技術(shù)條件所要求的焊接接頭,驗(yàn)證施工單位制定的焊接工藝指導(dǎo)書是否合適。焊接工藝評(píng)定應(yīng)以可靠的鋼材焊接性能試驗(yàn)為依據(jù),應(yīng)在工程焊接之前完成。

        ② 當(dāng)評(píng)定不合格時(shí),應(yīng)分析原因,并修正不合理的參數(shù),重新擬定工藝后,再進(jìn)行評(píng)定,直到合格為止。最后完成的焊接工藝評(píng)定報(bào)告,經(jīng)施焊單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人審批后,編制“焊接工藝卡”,用于生產(chǎn)中指導(dǎo)焊接工作。

        3.2 壓力管道焊接方法和工藝

        3.2.1采用氬弧焊打底,電弧焊填縫和找補(bǔ)

        氬弧焊即氬氣保護(hù)焊,可以獲得良好的焊接接頭,返修率低,易于保證工程質(zhì)量,目前已普遍用于質(zhì)量要求較高的碳素鋼和合金鋼焊接接頭的根部焊道焊接。電弧焊是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬熔化的焊接方法??稍谑覂?nèi)或野外高空進(jìn)行平、橫、立、仰全位置焊接,是壓力管道焊接中的主要焊接方法。

        3.2.2 焊接工藝

        ①打底:選用氬弧焊打底,由下往上施焊,點(diǎn)焊起、收尾處可用角磨機(jī)打磨出適合接頭的斜口。整個(gè)底層焊縫必須均勻焊透,不得焊穿。氬弧打底必須先用試板試焊,檢查氬氣是否含有雜質(zhì)。氬弧施焊時(shí)應(yīng)將焊接操作坑處的管溝用板圍擋。以防刮風(fēng)影響焊縫質(zhì)量。底部焊縫焊條接頭位置可用角磨機(jī)打磨,嚴(yán)禁焊縫底部焊肉下塌、頂部?jī)?nèi)陷。并應(yīng)及時(shí)進(jìn)行打底焊縫的檢查和次層焊縫的焊接,以防產(chǎn)生裂紋。

        ②中層施焊:底部施焊完后,清除熔渣,飛濺物,并進(jìn)行外觀檢查,發(fā)現(xiàn)隱患必須磨透清除后重焊,焊縫與母材交接處一定清理干凈。焊縫接頭應(yīng)與底層焊縫接頭錯(cuò)開不小于10mm,該層選用焊條直徑為Φ3.2。

        ③蓋面:該層選用焊條直徑為Φ3.2。焊接時(shí)視其焊縫已焊厚度而選用。每根焊條起弧、收弧位置必須與中層焊縫接頭錯(cuò)開,嚴(yán)禁在中層焊縫表面引弧,該蓋面層焊縫應(yīng)表面完整,與管道圓滑過渡,焊縫寬度為蓋過坡口兩側(cè)約2mm,焊縫加強(qiáng)高度為1.5-2.5mm,焊縫表面不得出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺等。不得出現(xiàn)大于0.5mm深度,且總長(zhǎng)不大于該焊縫總長(zhǎng)10%的咬邊,焊接完畢,清理熔渣后,用鋼絲刷清理表面,并加以覆蓋,以免在保溫、防腐前出現(xiàn)銹蝕。

        ④焊縫焊接過程中,設(shè)專人記錄,對(duì)每個(gè)焊縫的材質(zhì),管道規(guī)格,焊接過程中的電壓、電流、時(shí)間,外界溫度,焊前預(yù)熱及焊后熱處理進(jìn)行詳細(xì)記錄。焊縫焊接完畢后,對(duì)焊縫進(jìn)行編號(hào),在每道焊縫處都加蓋焊工鋼印號(hào),以便后期檢查及對(duì)焊工進(jìn)行考核。

        ⑤壓力管道焊接完畢后,對(duì)所有焊縫進(jìn)行外觀檢查,檢查完畢后按比例進(jìn)行無損檢測(cè),無損檢測(cè)包括焊縫表面無損檢測(cè)和焊縫內(nèi)部無損檢測(cè)。

        4. 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)措施及控制:

        4.1焊縫表面質(zhì)量檢驗(yàn)措施:

        ①采用目測(cè)和焊接檢測(cè)尺實(shí)測(cè)的方式檢驗(yàn)外觀質(zhì)量:主要檢查焊縫表面的裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未焊透、焊瘤、根部收縮、余高、焊縫外觀成形、角焊縫厚度、角焊縫焊腳對(duì)稱情況等。②滲透檢驗(yàn):主要是在焊縫表面噴涂滲透檢測(cè)劑,通過顯示的跡痕,判定焊縫的缺陷,主要有著色法和熒光法兩種。③磁粉檢驗(yàn):主要是在焊縫表面施加磁粉,對(duì)焊件進(jìn)行磁化,通過顯示的磁痕,判定焊縫缺陷。主要有干磁粉法、濕磁粉法、熒光和非熒光磁粉法。

        4.2焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損探傷檢驗(yàn)措施:

        4.2.1無損探傷檢驗(yàn)方法:

        焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損探傷檢驗(yàn)方法主要有射線透照檢測(cè)和超聲檢測(cè)。射線透照檢測(cè)比較直觀并能保留檢驗(yàn)記錄,是最常用的檢測(cè)方法,有一定的輻射污染。超聲檢測(cè)對(duì)操作者要求比較高,要有很高的理論基礎(chǔ),但操作簡(jiǎn)單,成本低。

        4.2.2檢驗(yàn)控制:

        ①施工單位或建設(shè)單位委托的檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)人員要有相應(yīng)的等級(jí)資格證書,且只能從事與該等級(jí)相應(yīng)的無損檢測(cè)工作;

        ②由于超聲檢測(cè)對(duì)檢驗(yàn)人員的判斷缺陷技術(shù)要求較高,所以超聲檢測(cè)必須留下書面的檢驗(yàn)記錄備查,對(duì)超聲檢測(cè)后有懷疑的焊縫可用射線進(jìn)行復(fù)查。有的行業(yè)規(guī)范已規(guī)定無損檢測(cè)可以在超聲和射線中任選其一。

        ③ γ射線或χ射線對(duì)人體有不良影響,必須確保操作人員及周邊人員的安全,射線輻射防護(hù)應(yīng)符合GB18871、GB16357、GB18465的有關(guān)規(guī)定。作業(yè)前必須辦理審批手續(xù),提前通告,根據(jù)射線的影響范圍,做好警戒、隔離、輻射監(jiān)測(cè)等措施。

        4.3管道焊接操作過程控制:

        主要是對(duì)管道切割下料、管口和坡口加工、管口清理、組對(duì)、點(diǎn)焊和正式焊接的電流、電壓、焊接環(huán)境等方面進(jìn)行檢查。檢查手段基本以巡檢為主。

        4.3.1管道切割下料檢查:主要控制管口平面與管道軸線的垂直度,另外注意不銹鋼、合金鋼管道的切割工器具不得與碳鋼類材料混用,防止造成滲碳銹蝕。

        4.3.2坡口加工的控制:主要應(yīng)控制坡口角度、坡口的形式和細(xì)部尺寸等。管道對(duì)焊接頭的坡口形式主要有Ⅰ型、V型、U型、X型、雙V型等,見下圖:

        4.3.3管道組對(duì)控制:主要根據(jù)焊接工藝卡的要求檢查管口組對(duì)的間隙、平直度、錯(cuò)邊量等,防止焊縫出現(xiàn)未焊透、焊瘤過大、焊縫寬度不合格等質(zhì)量問題。

        5. 結(jié)語:

        壓力管道的焊接質(zhì)量控制是環(huán)環(huán)相扣的, 在施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)程進(jìn)行,認(rèn)真做好焊接工藝評(píng)定,并做好從材料檢驗(yàn)、管道組對(duì)、焊接操作、過程控制及焊后檢查等每一道工序的質(zhì)量管理,最終才能取得良好的施工質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張西庚.壓力管道安裝質(zhì)量保證指南.2002.9.

        [2]沈松泉,黃振仁,顧竟成.壓力管道安全技術(shù).2000.4.

        注:文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。

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