長慶油田公司建設工程處 (陜西西安 710068) 張 斌 龔衛(wèi)斌 高 磊
西氣東輸二線東段干線工程采用X80鋼,管徑為φ1219mm×18.4mm/22.0mm,我公司承擔15A標段施工任務?,F(xiàn)場焊接工藝為:STT根焊+藥芯焊絲自保護焊填充、蓋面,向下焊,坡口形式為雙V形(見圖1),根焊使用伯樂SG3—Pφ1.2mm焊絲,填充、蓋面使用金橋JC30,坡口鈍邊1.0~1.5mm。焊接參數(shù)如表1、表2所示。
圖1 坡口形式
表1 根焊焊接參數(shù)
表2 填充、蓋面焊接參數(shù)
西氣東輸二線管道工程管徑大,施工難度大。為了更好的控制現(xiàn)場焊接質(zhì)量,我們對15A標段半自動一機組3~5個月所有缺陷焊縫進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場焊接缺陷主要有根部未熔合、咬邊、夾渣、氣孔和裂紋等(見圖2)。由此可看出,缺陷出現(xiàn)頻率最大的是夾渣,裂紋出現(xiàn)頻率最小。
圖2 各類缺陷出現(xiàn)數(shù)量
(1)根部未熔合 產(chǎn)生根部未熔合的原因主要有:①現(xiàn)場對口間隙過小。②焊工操作手法不穩(wěn)定。③雙V形坡口加工不規(guī)范,坡口鈍邊太厚。④施焊時焊接電流偏小。
通過分析焊接施工記錄,得出現(xiàn)場產(chǎn)生根部未熔合缺陷的主要原因(見圖3)。
圖3 各種因素對根部未熔缺陷產(chǎn)生的影響
從圖3可看出,根部未熔缺陷首先是對口間隙較大,占到62%;其次焊工操作手法存在問題。
根部未熔缺陷控制措施:施工前由質(zhì)檢員對管口圓度、管口坡口進行仔細測量,對不合格管子進行校正。嚴格執(zhí)行焊接組對參數(shù),保證管道組對間隙。對根焊焊工進行再培訓,并控制現(xiàn)場根焊焊接速度。維修焊機,對焊機的電流、電壓表進行校驗。請有豐富根焊經(jīng)驗的焊工對操作手法有問題的焊工進行現(xiàn)場指導。
(2)咬邊 現(xiàn)場焊接出現(xiàn)咬邊缺陷主要發(fā)生在蓋面。分析咬邊缺陷焊縫的施焊記錄后發(fā)現(xiàn),咬邊產(chǎn)生的主要原因:①蓋面焊接電流大。②焊接速度過快。③焊工的操作手法不穩(wěn),擺動不到位。
咬邊缺陷控制措施:根據(jù)經(jīng)驗結合焊工個人施焊水平,蓋面時電流比填充時電流調(diào)低10~15A;管道3點、9點方向焊接速度不能過快;焊工施焊時特別注意焊絲在坡口位置的停留時間。
(3)夾渣 現(xiàn)場焊接夾渣缺陷主要出現(xiàn)在填一層至蓋面層間,現(xiàn)場施焊中夾渣缺陷產(chǎn)生原因:①層間打磨不徹底,殘留熔渣。②層間打磨質(zhì)量差,焊縫與母材結合部留有高槽。③焊接速度過快。④焊接電流小。經(jīng)過查看焊接施工記錄并與當值焊工溝通后,得出了圖4所示結論。
圖4 各種因素對夾渣缺陷產(chǎn)生的影響
夾渣缺陷現(xiàn)場控制措施:每層焊工負責該層層間打磨質(zhì)量,特別是管道兩側下45°、12點位置必須仔細檢查。層間打磨時應仔細,不得傷及母材,要求坡口與母材結合部應圓滑過渡。施焊時控制焊接速度,緊盯熔池,一旦發(fā)現(xiàn)熔渣未翻出,應立即打磨重新焊接。特別對下45°、12點位置應采取適當降低焊接速度,保證熔池翻渣。
(4)氣孔 氣孔主要分部在填充位置,根焊氣孔較少。分析焊接施工記錄認為出現(xiàn)氣孔主要原因:①坡口不清潔(有鐵銹、油污等)。②焊機電流、電壓不穩(wěn)。③焊接速度太快。④根焊保護氣體流量過大。通過對現(xiàn)場氣孔成因統(tǒng)計,真結果如圖5所示。
圖5 各種因素對氣孔缺陷產(chǎn)生的影響
氣孔缺陷現(xiàn)場控制措施:在仰焊位置采用較慢的焊接速度,保證氣泡有足夠的時間逸出熔池。施焊前對坡口兩側20~30mm內(nèi)的鐵銹、油污、水清除干凈。如果一道焊縫當天沒有完成,第二天施焊前必須重新進行坡口除銹。冬天雨季施工時必須對坡口預熱時間延長并保持預熱溫度,除去坡口內(nèi)水分。根焊時應特別關注保護氣體流量,防止因保護氣體流量過大產(chǎn)生氣孔。保護氣瓶在使用前必須進行倒置,除去瓶中液態(tài)水。此外,大風天氣施焊時應使用防風棚,也是有效抑制氣孔產(chǎn)生的重要措施。
(5)裂紋 我單位承擔的15A標段線路工程焊接出現(xiàn)一道焊縫裂紋,該焊縫在邊坡點位置,且邊坡點屬于彈性鋪設,焊口拘束應力很大。通過分析認為該道焊縫裂紋屬于應力因素,與焊接方法無關。
裂紋缺陷現(xiàn)場控制措施:管道組對時嚴禁強力組對,管道爬坡時(彈性敷設)組焊應根據(jù)地形提前削方,采取地形適應管道,防止焊口發(fā)生應力集中。對內(nèi)口器必須等待根焊完全焊完后方可撤離進行下一道焊口組對。
經(jīng)過對我單位半自動一機組2009年3~5月焊接缺陷分析后,我們有針對性地對現(xiàn)場焊接質(zhì)量進行控制。通過現(xiàn)場控制措施,使該機組在后續(xù)施工中焊接一次合格率提高至95.7%,高于EPC項目部要求合格率5.7%,在西氣東輸二線東段各個施工機組中名列前茅。