李曉武

摘 要：長(zhǎng)輸管道一般具有野外作業(yè)、焊接環(huán)境不穩(wěn)定、非固定電網(wǎng)取電、管固定位置不確定、焊道內(nèi)部成型難以觀測(cè)等特點(diǎn)，因而對(duì)它出現(xiàn)的問(wèn)題要進(jìn)行分析研究，并采取相應(yīng)措施予以解決。本文分析了幾種長(zhǎng)輸管道的焊接缺陷，提出了長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道；焊接質(zhì)量；控制措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，石油、天然氣的需求逐年增加，而且需求總量增長(zhǎng)的潛力很大，因此能源安全成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速成長(zhǎng)的核心，而能源運(yùn)輸方式是保證能源安全的一個(gè)重要因素，管道運(yùn)輸憑借其安全、經(jīng)濟(jì)、高效、長(zhǎng)距離流體介質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞?，得到了越?lái)越廣泛的應(yīng)用，長(zhǎng)輸管道的建設(shè)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期。焊接在管道建設(shè)中起到舉足輕重的作用，管道焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)工程施工的質(zhì)量?？偨Y(jié)出相應(yīng)的焊接質(zhì)量控制預(yù)防措施，提升管道焊接的質(zhì)量， 才能使長(zhǎng)輸管道運(yùn)行的更長(zhǎng)久、更安全。

一、長(zhǎng)輸管道焊接的缺陷

焊接質(zhì)量缺陷的種類很多，在不同的標(biāo)準(zhǔn)中也有不同的分類方法。在此將長(zhǎng)輸管道施工與焊道檢測(cè)方式緊密結(jié)合，列出在實(shí)際焊接過(guò)程中出現(xiàn)較為頻繁的五種焊接缺陷。

1、咬邊

咬邊即通常所說(shuō)的焊道咬肉，主要是由于在焊接過(guò)程中熔敷金屬未能蓋住母材的坡口，在焊道邊緣留下的低于母材的缺口。淺短的咬邊可以不作處理，但過(guò)深的咬邊會(huì)對(duì)焊道力學(xué)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。咬邊將減少母材的有效截面積，在咬邊處引起應(yīng)力集中，降低接頭強(qiáng)度，特別是低合金高強(qiáng)鋼的焊接，另外咬邊的邊緣組織被淬硬，易引起裂紋。預(yù)防措施：（1）調(diào)整好焊接參數(shù)，避免電流太大、電弧過(guò)長(zhǎng)、電弧力不集中而導(dǎo)致熔池熔敷不到位；（2）調(diào)整焊條或焊絲的傾斜角度，以防出現(xiàn)偏吹等情況；（3） 操作手法要穩(wěn)，運(yùn)條的擺動(dòng)要到位。

2、夾渣

夾渣是指焊縫中存在的熔渣、鐵銹或其他物質(zhì)，在焊道根部、層間均可能存在，最常見的就是層間夾渣。夾渣形狀不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖銳形的夾渣，影響焊道的塑性，尤其是在焊道受拉應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。預(yù)防措施：（1）多層焊時(shí)，焊絲、焊條等產(chǎn)生的熔渣要清理干凈，避免熔渣埋入焊道；（2）避免焊接電流較小，導(dǎo)致熔渣不能充分融化而浮出熔池；（3）如果坡口太小或上層焊道與坡口間形成了夾角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。

3、未熔合及未焊透

未熔合是指焊接時(shí)焊道與母材坡口、上層焊道與下層焊道之間沒(méi)有完全熔化結(jié)合形成的缺陷。未熔合是一種面積缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面積的減小都非常明顯，應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重，其危害性僅次于裂紋。未焊透是指母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。未焊透對(duì)焊道的危害很大，它使焊道的有效截面積減少，同時(shí)由于屬于開口性缺陷，又能造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在管道進(jìn)行下溝作業(yè)或承壓很高的情況時(shí)，如果未焊透深度很深，會(huì)出現(xiàn)焊道沿未焊透處撕裂現(xiàn)象。預(yù)防措施：（1）坡口加工要嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，角度不能太小，要保證間隙寬度，鈍邊不能太厚。（2）層間清理不要過(guò)度，以免造成坡口被打?qū)?，形成溝槽等。?）操作手法要穩(wěn)，要控制好電流，避免線能量輸入太小。

4、氣孔

氣孔一般是由于熔池中的氣體在熔化金屬凝固時(shí)沒(méi)有逸出所形成的。其形式有條形氣孔、密集氣孔、球形氣孔、柱狀氣孔等。氣孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面積很大的圓形氣孔外，其他氣孔的危害性都較小，甚至還有止裂傾向。預(yù)防措施：（1）施焊前，焊材、坡口要清理干凈，不能有鐵銹、油污等，同時(shí)要避免焊材受潮；（2）調(diào)整好焊接電壓、電流；（3）焊接速度不要太快；（4）氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣流量不能過(guò)大或過(guò)小。

5、裂紋

裂紋是焊接中危害性最大的一種缺陷，主要有結(jié)晶裂紋、液化裂紋、延遲裂紋，由于其有延伸性，在焊道存在內(nèi)應(yīng)力的情況下裂紋會(huì)一直延伸擴(kuò)展，直至焊道破壞為止。因此在長(zhǎng)輸管道的施工中，裂紋缺陷是不允許存在的，通常也不允許返修，必須割口重焊。在管道施工中，裂紋的產(chǎn)生基本都是由于工藝規(guī)程執(zhí)行不到位、外部應(yīng)力太大等情況造成的。預(yù)防措施：（1）選用抗裂性好的鋼材制作鋼管，合理選擇焊接材料及烘干，嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定的要求施工，以確保焊縫的組織結(jié)構(gòu)塑性和韌性；（2）嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行預(yù)熱，冬季施工時(shí)應(yīng)采取保溫措施，必要時(shí)進(jìn)行熱處理或焊后加熱；（3）嚴(yán)格控制組對(duì)應(yīng)力，盡量不使用外對(duì)口器進(jìn)行強(qiáng)制組對(duì)。尤其是在管道進(jìn)行連死頭時(shí)，切不可采用千斤頂、吊管機(jī)上提、挖掘機(jī)下壓等來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)口間隙的強(qiáng)力組對(duì)方式。

二、長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量控制措施

1、技術(shù)準(zhǔn)備

（1）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。目前在長(zhǎng)輸管線的建設(shè)方面還沒(méi)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。施工管理者和技術(shù)人員應(yīng)全面了解和掌握管線建設(shè)所執(zhí)行的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)， 在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙， 制定出切實(shí)可行的管道施工方案。

（2）建立各項(xiàng)規(guī)章制度。建立健全質(zhì)量保證體系及質(zhì)量管理制度，質(zhì)量保證體系責(zé)任人員的資質(zhì)應(yīng)滿足工程施工的要求并應(yīng)在施工過(guò)程中認(rèn)真負(fù)責(zé)做好本職工作。做到各項(xiàng)責(zé)任落實(shí)到人。建議在焊接工藝規(guī)程之外， 編制專門的焊接作業(yè)指導(dǎo)書以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

（3）材料檢查。這些材料必須有原始質(zhì)保書或復(fù)印件， 質(zhì)保書內(nèi)容應(yīng)齊全， 并經(jīng)生產(chǎn)單位質(zhì)檢部門蓋章確認(rèn)。

2、焊前準(zhǔn)備

（1）焊口檢查、清理。檢查管口形狀是否符合橢圓度要求， 焊件坡口尺寸及型式應(yīng)符合圖紙及工藝規(guī)定。被焊表面應(yīng)均勻、光滑，不得有起鱗、磨損、鐵銹、渣垢、油脂、油漆等和其他影響焊接質(zhì)量的有毒物質(zhì)。坡口兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)清理干凈，并呈現(xiàn)金屬光澤。

（2）鋼管對(duì)口。鋼管對(duì)口間隙的大小將直接影響焊接質(zhì)量，對(duì)口間隙過(guò)大，焊接時(shí)容易燒穿而形成焊瘤；對(duì)口間隙過(guò)小，焊接時(shí)容易造成根部熔化不良，即未焊透等缺陷。鋼管的對(duì)口優(yōu)先采用內(nèi)對(duì)口器組隊(duì)、在無(wú)法應(yīng)用內(nèi)對(duì)口器對(duì)口時(shí)，可用外對(duì)口器。對(duì)口時(shí)兩管的制管焊縫在對(duì)口處應(yīng)相互錯(cuò)開100mm以上。

（2）焊前顱熱。管線鋼在進(jìn)行焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱， 預(yù)熱溫度要嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。焊前顱熱宜采用環(huán)形火焰加熱或中頻加熱方法進(jìn)行，應(yīng)均勻地加熱焊接部位，并將溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般預(yù)熱溫度的幅度在下限溫度正負(fù)50攝氏度的溫度范圍中。

3、焊接過(guò)程

（1）焊接規(guī)范。焊接過(guò)程是決定焊縫質(zhì)量的最主要環(huán)節(jié)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中最重要的一點(diǎn)就是焊工在操作過(guò)程中一定要嚴(yán)格遵守焊接工藝規(guī)程中的焊接規(guī)范參數(shù)和焊接作業(yè)指導(dǎo)書中的各項(xiàng)要求，尤其是焊接電流的大小。決不允許焊口根據(jù)自己的習(xí)慣或喜好私自改變規(guī)范參數(shù)。

（2）焊縫成形。應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程的焊縫外形尺寸進(jìn)行焊接， 一般情況下焊縫余高控制在1.6mm以內(nèi)， 焊縫增寬單邊控制1.6mm以內(nèi)。

（3）操作要領(lǐng)。在焊接過(guò)程中，除嚴(yán)格遵守焊接規(guī)范外，還應(yīng)注意以下操作要領(lǐng)。在管子焊接時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止管內(nèi)產(chǎn)生穿堂風(fēng)；現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)，有關(guān)接頭設(shè)計(jì)、焊接層數(shù)、焊接工藝參數(shù)、焊后緩冷等嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程執(zhí)行；焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程，在兩個(gè)焊工收弧交接處，先達(dá)到交接處的焊工應(yīng)多焊部分焊道，便于后焊焊工的收?。缓傅赖钠鸹』蚴栈√帒?yīng)相互錯(cuò)開30mm以上，每個(gè)接頭焊前必須修磨；焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)偏吹、易粘條或其他不正常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停止焊接，更換焊條及修磨接頭后施焊；焊接時(shí)，纖維素焊條不易擺動(dòng)太大，較寬焊層易采用排焊方法。

4、焊縫返修

如有焊口需要返修，返修應(yīng)在監(jiān)理人員的監(jiān)督下，由具有返修資格的焊工依照返修焊接工藝規(guī)程進(jìn)行返修。對(duì)于重要管線焊縫返修只允許進(jìn)行一次，一次返修不合格， 則該焊縫必須從管線上切除。

總之，長(zhǎng)輸管道焊接的現(xiàn)場(chǎng)施焊環(huán)境惡劣、工序繁多、情況復(fù)雜，影響焊接質(zhì)量的因素很多，只要對(duì)這些影響因素進(jìn)行有效的控制，就能保證長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范的要求。隨著科技的進(jìn)步，焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接新工藝、新技術(shù)在長(zhǎng)輸管道建設(shè)中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量將會(huì)又上一個(gè)新臺(tái)階。

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