張魯

摘要：中國長輸管道施工經(jīng)歷了低氫型焊條上向焊、纖維素焊條下向焊、自保護藥芯焊絲半自動焊到全自動焊施工的發(fā)展歷程，近些年通過實踐證明了全自動焊焊接接頭的力學性能及焊接效率明顯優(yōu)于其它焊接方法焊接的接頭。全位置自動焊是大口徑長輸管道焊接的趨勢，管道安裝專業(yè)工程質(zhì)量監(jiān)督工程師有必要掌握長輸管道全位置自動焊接的質(zhì)量監(jiān)督要點。

關(guān)鍵詞：長輸管道;全位置自動焊;質(zhì)量監(jiān)督;焊縫缺陷。

一、長輸管道全位置自動焊接技術(shù)簡介

長輸管道全位置自動焊接技術(shù)是由整套裝備、焊接工藝及全自動超聲檢測組成的一個相互結(jié)合體，只有三方面的完美配合才能發(fā)揮出其高效的優(yōu)勢。下面從概念、作業(yè)流程、焊接設(shè)備、焊接及檢測工藝五個方面簡要介紹長輸管道全位置自動焊接技術(shù)。

1、概念

自動焊：TSGZ6002-2010《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》對自動焊的定義為：焊機自動進行調(diào)節(jié)與控制工藝參數(shù)而完成焊接。

注意：長輸管道全位置自動焊并不是脫離人的監(jiān)控，焊機實際焊接過程中，操作人員手握控制盒全程監(jiān)控焊機運行狀況，對突發(fā)情況及時通過控制盒進行調(diào)整，如調(diào)整焊炬的擺幅。

2、長輸管道自動焊機組流水作業(yè)的基本過程

基本過程包括：布管、坡口加工、組對、根焊、熱焊、填充焊、蓋帽焊、全自動超聲檢測。

3、長輸管道全自動焊接整套設(shè)備

通常由坡口機、內(nèi)焊機、外焊機、控制系統(tǒng)四部分組成。

①坡口機：長輸管道自動焊對坡口的精度要求較高，國內(nèi)外的長輸管道自動焊施工均在施工現(xiàn)場由專用坡口機進行坡口加工。

②內(nèi)焊機：內(nèi)焊工藝由同時具有組對功能的多焊炬內(nèi)焊機實現(xiàn)。由于多焊炬同時焊接，管徑1219管道現(xiàn)場完成一道焊口的內(nèi)焊僅需要一分鐘左右。速度和質(zhì)量是其它焊接方法遠不可及的，是當前國內(nèi)外大口徑長輸管道焊接施工最主要的根焊工藝。

③外焊機和控制系統(tǒng)：主要由焊接電源、控制系統(tǒng)、焊接小車及環(huán)形軌道組成。主要有單焊炬和雙焊炬兩種形式。

4、長輸管道全位置自動焊接工藝

長輸管道全位置自動焊接工藝是指導現(xiàn)場焊接的重要技術(shù)文件，格式及內(nèi)容必須符合設(shè)計指定的相關(guān)焊接工藝評定規(guī)范要求，焊接評定機構(gòu)必須具有相應(yīng)的資質(zhì)。工藝內(nèi)容主要包括母材、填充材料、保護氣體、接頭形式、焊接設(shè)備、焊接程序及工藝要求等。

5、檢測工藝：

目前國內(nèi)長輸管道全自動焊接無損探傷主要采用相控陣全自動超聲波檢測，該檢測方法已廣泛應(yīng)用于大口徑長輸管道在線檢測，和全位置自動焊機配套使用，能及時發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷，檢測效率高。

二、長輸管道全位置自動焊接質(zhì)量監(jiān)督要點

由于國內(nèi)長輸管道全位置自動焊接應(yīng)用不夠廣泛，相應(yīng)規(guī)范和標準不很全面，增加了質(zhì)量監(jiān)督的難度，下面根據(jù)規(guī)范標準的要求及近幾年積累的經(jīng)驗，從行為質(zhì)量、實體質(zhì)量兩個方面簡述全位置自動焊接作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督的要點

1、行為質(zhì)量監(jiān)督要點

①自動焊操作人員資格的審核：

目前對自動焊操作人員資格審核不夠嚴格，其中有培訓、考核困難，有考規(guī)涉及內(nèi)容少等原因。

為確保作業(yè)人員滿足質(zhì)量控制，依據(jù)考規(guī)及行業(yè)對入場焊工的上崗要求，現(xiàn)場全位置自動焊機操作人員應(yīng)具有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗機構(gòu)頒發(fā)的自動焊操作證，同時具有建設(shè)單位項目部頒發(fā)的自動焊上崗證，每一名焊工必須持有“雙證”才能實施焊接操作。

②焊前預(yù)熱及層間溫度的控制：

焊前預(yù)熱、控制層間溫度非常重要，特別是焊接X80/X70高強管材，應(yīng)嚴格按照規(guī)程的要求進行重點監(jiān)測，檢測時需注意檢測的點數(shù)和位置，焊前預(yù)熱測量4個點（上下左右距離坡口25毫米）;溫度層間測4點（上下左右距離焊縫25毫米）。

檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)層間溫度均達不到要求，分析原因：一是加熱器移動速度過快，加熱深度不夠，雖然近表面溫度達到了，但根部未必能達到;二是焊接機組配置的填充焊機數(shù)量不夠，不能形成流水，由于間隔時間過長保證不了層間溫度。

③檢查環(huán)境條件是否符合要求：

雨雪天氣、濕度大于85%、風力大于等于2米/秒的條件下，在沒有采取措施的情況下是不能焊接的，全自動焊對風速要求很高，防風措施必須到位，即使風速小于等于2米每秒，為保證焊接質(zhì)量也要采取防風措施，否則不能焊接。

2、實體質(zhì)量監(jiān)督要點

①管口清理：一般要求坡口內(nèi)外表面直焊縫和螺旋焊縫余高應(yīng)修磨至0毫米-0.5毫米;坡口內(nèi)外表面20mm范圍內(nèi)用機械方法至金屬光澤。日常檢查中發(fā)現(xiàn)部分施工單位不重視管口的清理工序，往往不清理管口直接進行焊接作業(yè)，這將影響焊縫的質(zhì)量，也給后續(xù)的探傷檢測作業(yè)帶來不便。

②坡口質(zhì)量：坡口形式一般采用復(fù)合坡口，通常在現(xiàn)場加工成形，加工精度要求高，坡口表面平整紋理清晰，無毛刺、溝槽、銹跡，坡口加工質(zhì)量直接影響焊接質(zhì)量，可采取復(fù)查角度和查看加工記錄的方式檢查。

③組對質(zhì)量：一般采用內(nèi)對口器，對錯邊的要求要高于其他焊接方式，例如壁厚22毫米的管道要求小于等于2毫米，檢查時應(yīng)對組對寬度、組對錯邊（量上、下、左、右4點）進行抽查。

④焊縫外觀：檢查的主要內(nèi)容包括：焊渣、飛濺清除、焊縫及熱影響區(qū)表面缺陷（裂紋、夾渣、氣孔、未熔合、外咬邊）、管材焊縫錯開距離、焊縫寬度、錯邊、余高。

三、長輸管道自動焊焊縫常見缺陷及措施

1、氣孔缺陷：

①保護氣體純度達不到要求，影響熔池的寬度及深度。

措施：一是嚴格保護氣體采購，按批進行復(fù)驗;二是控制好氬氣與二氧化碳的比例，三是按照規(guī)程要求控制好混合氣體的流量。

②焊接時風速大于2米/秒。

措施：全自動氣體保護焊接，對風速的要求非常高，焊接作業(yè)開始前必須檢查防風棚是否扣好，是否是地方還在漏風。

2、層間未融合：

主要是焊接電流太大，導致焊絲熔化后鐵水流向離熔池較遠的地方，鐵水于周圍的低溫母材接觸，溫度降低后凝固，覆蓋在低溫的焊道表面，從而造成未熔合。

措施：根據(jù)正確的焊接參數(shù)，把焊絲速度、電流的大小 以及坡口的形成等因素全面的控制，控制好合適的焊接速度。