摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源供需矛盾日益加劇。石油管道運(yùn)輸憑借其安全、經(jīng)濟(jì)、高效、長距離運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢,在能源供應(yīng)中扮演著越來越重要的角色。
管道焊接是石油管道施工建設(shè)過程中的重要環(huán)節(jié),焊接質(zhì)量及焊接工藝對管道的安全運(yùn)行具有非常重要的作用。本文主要對石油管道焊接中常見的焊接缺陷進(jìn)行了分析,并提出了石油管道焊接質(zhì)量控制預(yù)防措施,以期提升管道焊接的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:石油管道;焊接;缺陷;控制措施
管道焊接缺陷是指在管道焊接過程中出現(xiàn)的未焊、夾渣、氣孔、未熔合、咬邊、燒穿、未填滿、焊接裂縫等造成焊接位置出現(xiàn)不連續(xù)、不致密的現(xiàn)象。由于焊接缺陷的存在,對石油管道的安全運(yùn)行造成了極大的影響。因此,在石油管道焊接過程中,必須合理控制焊接缺陷,提升管道焊接質(zhì)量,并制定出相應(yīng)的控制措施,確保能源輸送的可靠性和安全性。
1石油管道施工常見焊接缺陷
石油管道焊接質(zhì)量缺陷種類繁多,在不同的標(biāo)準(zhǔn)中也有不同的分類方法。通常,焊接缺陷按其在焊縫中的位置可分為內(nèi)部缺陷和外部缺陷兩大類 。外部缺陷位于焊縫的外表面, 用肉眼或低倍放大鏡就能看到。包括焊縫尺寸不符合要求, 咬邊、表面氣孔、 表面裂紋 、燒穿 、焊瘤及弧坑等 。內(nèi)部缺陷位于焊縫內(nèi)部, 需用無損探傷法或用破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn),包括未焊透 、內(nèi)部氣孔、內(nèi)部裂紋及夾渣等缺陷。本文主要列舉了在實(shí)際焊接過程中常見的五種質(zhì)量缺陷。
1.1咬邊
咬邊即通常所說的焊道咬肉,主要是由于在焊接過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,但過深的咬邊會對焊道力學(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。
1.2未焊透
未焊透是指母材金屬未熔化,焊縫金屬沒有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。一般分為根部完全未焊透和單側(cè)未焊透這兩種。就產(chǎn)生原因而言根部完全未焊透是因鈍邊過厚 或者組對間隙過小,而單側(cè)未焊透是因?yàn)閮蓚?cè)鈍邊值的不等或者錯邊量的超標(biāo)。未焊透對焊道的危害很大,它使焊道的有效截面積減少, 同時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,如果未焊透深度很深,會出現(xiàn)焊道沿未焊透處撕裂現(xiàn)象。
1.3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。其產(chǎn)生原因主要是因?yàn)樵诤附犹畛涞臅r候,上一層的焊道存在死角或者沒有徹底清理熔渣,而在被后一層的焊道進(jìn)行覆蓋的時候就容易產(chǎn)生夾渣且多為點(diǎn)狀或者條狀。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)力時產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。
1.4裂紋
裂紋指的是在焊后冷卻過程中,焊道產(chǎn)生的應(yīng)力要高于母材抑或因焊縫金屬強(qiáng)度導(dǎo)致的縫隙,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)力的情況下裂紋會一直延伸擴(kuò)展,直至焊道破壞為止。因此,在石油管道的施工中,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。裂紋的產(chǎn)生基本都是由于施工工藝規(guī)程執(zhí)行不到位、外部應(yīng)力太大等情況造成的。
1.5氣孔
一般情況下,氣孔是因?yàn)楹附訒r熔池內(nèi)殘留的氣體形成了孔穴或者因凝固時的收縮產(chǎn)生的孔穴等,氣孔缺陷對焊道的影響比較小,只有大面積圓形氣孔和深度極深的柱孔缺陷才會對焊道產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。焊道氣孔主要由柱型氣孔、球狀氣孔、條狀氣孔和密集型氣孔組成。為了減少氣孔的產(chǎn)生,焊接之前必須要對流量計、導(dǎo)管等各個氣路進(jìn)行檢查,必須確保氣體較高的純度。
2石油管道焊接缺陷控制措施
2.1加強(qiáng)焊材質(zhì)量控制
焊接材料是保障石油管道焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,焊接材料的質(zhì)量、規(guī)格達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的焊材才能夠有效的和母材相融合。在開展焊接工作之前,石油管道施工管理工作人員以及質(zhì)檢人員務(wù)必確保焊材的質(zhì)量、規(guī)格、型號符合施工要求,檢驗(yàn)合格后,才可以投入使用。在焊材進(jìn)入施工場地之后,現(xiàn)場管理人員需要做好材料的保存工作,避免材料出現(xiàn)受潮等問題,焊接材料的存放要嚴(yán)格按照規(guī)范和要求,以免焊材在使用前發(fā)生了質(zhì)量問題,影響后期焊接效果。
2.2優(yōu)化焊接技術(shù)
目前,半自動埋弧焊、氣體保護(hù)焊等技術(shù)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的手動電弧焊技術(shù)。在石油管道焊接過程中,管理人員和工作人員需要根據(jù)施工地區(qū)的自然環(huán)境、石油管道口徑、母材和焊材、焊接標(biāo)準(zhǔn)要求,選擇合適的焊接技術(shù),確保石油管道焊接質(zhì)量。因此,對于管道焊接位置、焊口編號等數(shù)據(jù)務(wù)必進(jìn)行詳細(xì)的記載、檢查以及審核,確保焊口位置與設(shè)計圖紙相符,保障焊口編號清晰明了,一旦發(fā)現(xiàn)焊接問題,需要及時采取有效措施進(jìn)行處理。
2.3加強(qiáng)焊接全過程管理
焊接過程管理主要包括施工人員管理和施工環(huán)境管理兩方面。首先,人為因素是直接影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,需要對管道焊接施工現(xiàn)場的焊接人員資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查,避免出現(xiàn)無證上崗、超資質(zhì)焊接的情況出現(xiàn)。管理人員要嚴(yán)格考察施工相關(guān)人員的技術(shù)水平,確認(rèn)其具備上崗資格,特別是對于有特殊要求的崗位,施工人員上崗后,需要對其技 術(shù)熟練程度和技能水平進(jìn)行考核,根據(jù)考核結(jié)果來合理分配任務(wù)。其次,施工環(huán)境會在一定程度上影響到母材、焊材的質(zhì)量,所以,石油管道焊接之前,施工人員要做好焊接環(huán)境的選擇以及控制工作,以免環(huán)境因素干擾到焊材的質(zhì)量。另外,焊接完成后,必須開展焊接部位的無損檢測,對管道焊接情況進(jìn)行仔細(xì)檢查,確保管道焊接質(zhì)量合格。
3結(jié)束語
綜上所述,石油管道焊接質(zhì)量對能源能否安全運(yùn)輸具有非常重要的影響。石油管道一旦發(fā)生泄漏事故,就會造成嚴(yán)重的后果。因此,在石油管道施工過程中,必須做好焊接缺陷控制工作,加強(qiáng)焊接施工全過程管理,降低管道焊接缺陷的發(fā)生率,不斷提升管道焊接質(zhì)量,確保石油管道安全高效運(yùn)行。
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作者簡介:李洪亮(1975-),男,工程師。從事工程施工管理工作。