長輸管道焊接施工常見的焊接缺陷及防治要點

王建華(四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610000)

0 引言

在長輸管道施工中，焊接是一項關(guān)鍵技術(shù)，在焊接過程中，由于各種原因，會造成焊接的缺陷發(fā)生，從而影響整個工程的質(zhì)量和后期的使用與養(yǎng)護(hù)。文章就長輸管道焊接施工中容易產(chǎn)生的問題，進(jìn)行詳細(xì)地分析并提出主要的防治手段與措施。

1 焊接缺陷的產(chǎn)生因素

1.1 燒穿產(chǎn)生的原因

燒穿是指在焊接過程中，因為在調(diào)試焊接工藝參數(shù)時數(shù)值過大，或者根焊道厚度不夠，進(jìn)而出現(xiàn)填充層和熱焊層焊接時，將上層燒穿或?qū)⑶皫讓訜?/p>

1.2 裂紋產(chǎn)生的原因

裂紋是在焊接完成后進(jìn)行冷卻降溫時，由于溫度的變化，焊道產(chǎn)生應(yīng)力，而這個應(yīng)力大于母材，進(jìn)而產(chǎn)生了裂紋情況的發(fā)生。裂紋在連頭組對焊接和彎管組對焊接時，經(jīng)常產(chǎn)生的問題。焊接過程中，直管角度和彎頭角度的擺放，與施工時會有角度的偏差。為了讓管口組對更加準(zhǔn)確，在焊接過程中需要很大的外力作用，因此就會在焊道比較薄的地方，產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。另外，由于較高的氫含量擴(kuò)散或根焊道溫度減低過快，都有可能造成裂紋的出現(xiàn)。尤其是在冬季野外施工時，焊接條件惡劣，溫度過低促使裂紋更容易產(chǎn)生。

1.3 未焊透產(chǎn)生的原因

由于接觸面減少導(dǎo)致焊接處呈現(xiàn)開口型缺陷，在應(yīng)力方面影響了整體性和力學(xué)的分配。引起未焊透的主要原因有三種，分別是在焊接時，坡口的加工不規(guī)范，造成角度和間隙過小，這樣易發(fā)生未焊透情況；其次是清理焊接面時，由于過度打磨，造成坡口過寬，造成管道內(nèi)出現(xiàn)溝槽，影響焊接的質(zhì)量，導(dǎo)致未焊透現(xiàn)象發(fā)生；最后就是由于焊接時的電流太小，無法支持焊接的有效進(jìn)行，導(dǎo)致出現(xiàn)未焊透的現(xiàn)象發(fā)生[1]。

1.4 氣孔產(chǎn)生的原因

一是在使用表面張力熔滴過渡的焊接方法進(jìn)行焊接時，很容易產(chǎn)生珍珠鏈?zhǔn)綒饪谆蛘叻浅＜械臍饪?。主要是因為焊接點周邊氣體中含水量較大，而氣體干燥器沒有正常發(fā)揮本身的作用，或者是在焊接較厚的管道壁時，由于坡口有深有窄，限制了保護(hù)氣體的作用，或者是在焊接過程中，為了避免出現(xiàn)夾溝，所以提高了電弧電壓，造成了氣孔的出現(xiàn)。

二是在焊接時經(jīng)常使用移動電站來供電，由于電壓會出現(xiàn)波動不穩(wěn)定，在高壓出現(xiàn)時，同時產(chǎn)生氣孔。

三是在焊接過程中，有些部位需要增加填充厚度，所以要放慢焊接的速度，致使熔池過大，導(dǎo)致出現(xiàn)氣孔。

四是如果在清理焊接面時不徹底，出現(xiàn)殘留的雜質(zhì)，也會導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。

1.5 夾渣產(chǎn)生的原因

夾渣是在焊接時，在焊縫中遺留的殘渣，夾渣出現(xiàn)的主要原因是，在填充焊接時，頭層焊道有死角，在清理殘留溶渣時不仔細(xì)，然后在進(jìn)行二層焊接時，把殘留的熔渣覆蓋在了焊道空隙中。另外，在進(jìn)行填充和蓋面時，大都使用半自動下向焊接技術(shù)，如果在焊接過程中設(shè)備出現(xiàn)間接性故障，就會造成頂絲問題的發(fā)生，從而使焊絲進(jìn)入熔池，在熔池冷卻后，再進(jìn)行后續(xù)焊接時，就會有金屬殘渣混到焊縫中，導(dǎo)致夾渣的出現(xiàn)[2]。

1.6 咬邊產(chǎn)生的原因

在焊接時，熔敷金屬無法完全蓋住母材的坡口，造成焊道邊緣出現(xiàn)低于母材的缺口的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就是咬邊。咬邊會對長輸管道的質(zhì)量造成很嚴(yán)重的影響，如果咬邊較深較集中，會降低母材有效截面和接頭強(qiáng)度，從而產(chǎn)生裂紋。

1.7 未熔合產(chǎn)生的原因

未熔合屬于面積缺陷的一種，就是焊縫金屬和母材在沒有完全溶解的情況下，進(jìn)行了焊接。常見的未熔合會出現(xiàn)在三個位置，根部、坡口和間層。未熔合現(xiàn)象中根部未熔合和坡口未熔合會嚴(yán)重影響承載面積，造成其減小，進(jìn)而出現(xiàn)對應(yīng)力嚴(yán)重集中的現(xiàn)象。

2 焊接缺陷的防治要點

2.1 燒穿的防治要點

對于燒穿問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：保證根焊道厚度約等于三毫米；控制好根焊的工藝參數(shù)設(shè)置，要在適合的范圍內(nèi)；發(fā)現(xiàn)燒穿現(xiàn)象時，要馬上停止焊接工作，然后根據(jù)實際情況和具體要求，重新打磨好根部間隙和坡口角度，再次進(jìn)行根焊與熱焊工作。

2.2 裂紋的防治要點

對于裂紋問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：首先要避免強(qiáng)力組對；然后在開始焊接之前，要把預(yù)熱工作做好，在合理的范圍內(nèi)加厚根焊道，完成根焊工作之后，再把蓋面、填充和熱焊工作做好。在焊接過程中，焊條要嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行烘干，并將焊條放入電加熱保溫桶中，防止焊條受潮，減少因焊條受潮造成氫擴(kuò)散情況的發(fā)生幾率。在冬季進(jìn)行焊接作業(yè)時，要注意焊道發(fā)生的緩冷，更有利于氫的擴(kuò)散，可以有效地避免裂紋的出現(xiàn)。

2.3 未焊透的防治要點

對于未焊透問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：在進(jìn)行焊接工作前，組對工作和打磨工作要詳細(xì)進(jìn)行，打磨工作嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，然后根據(jù)要求設(shè)置好焊接參數(shù)，這樣有利于焊條及焊絲深入坡口根部，可以有效地避免未焊透的現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 氣孔的防治要點

對于氣孔問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：在進(jìn)行焊接作業(yè)前，嚴(yán)格檢查導(dǎo)管、加熱器等氣路設(shè)備，保障氣體的純度，然后徹底清理焊接面，以裸露金屬光澤為標(biāo)準(zhǔn)；在進(jìn)行焊接時，要保障電弧電壓和送絲速度符合操作標(biāo)準(zhǔn)。另外，在下向立焊時，還要掌握好焊接的實際速度。

2.5 夾渣的防治要點

對于夾渣問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：在進(jìn)行根焊之前，對于坡口的清理一定要認(rèn)真，仔細(xì)清理蓋面、填充焊接時產(chǎn)生的熔渣，尤其是死角，一定要清理干凈，進(jìn)而保障送絲的均勻性。另外，一定要控制好焊接的參數(shù)，要保持在合適的范圍之內(nèi)。

2.6 咬邊的防治要點

對于咬邊問題進(jìn)行防治的關(guān)鍵性措施為：第一，要適當(dāng)調(diào)整焊接的參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，這樣可以有效地規(guī)避熔池溶敷經(jīng)受電流過大、電弧過長或電弧力不集中等原因，產(chǎn)生不到位的現(xiàn)象；第二，在焊接過程中，要調(diào)整好焊條、焊絲的傾角，規(guī)避偏吹情況的發(fā)生；第三，焊接工作人員在焊接過程中，要盡量保證手法穩(wěn)定，減少焊接的偏差和失誤。

2.7 未熔合的防治要點

對于未熔合的問題要專門注意，因為未熔合是決定長輸管道質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，在焊接工作開始之前，一定要把坡口兩側(cè)50 cm之內(nèi)的油、漆、銹等雜物清理干凈，把間層清理工作做到位。在焊接起弧時，拉長電弧并采用慢速焊接，通過這種方式，可以達(dá)到局部預(yù)熱的效果，使母材可以充分熔化，然后在進(jìn)行焊接，另外要控制好焊條傾斜角度和運條的速度，隨時關(guān)注母材的熔化情況。此外，未熔合的返修很難，尤其是較厚的焊道，打磨和焊接的難度都比較高，所以在進(jìn)行焊接作業(yè)時，要盡量避免未熔合的情況發(fā)生。

3 強(qiáng)化長輸管道焊接施工質(zhì)量的有效措施

3.1 選用焊條以及相關(guān)處理

根據(jù)現(xiàn)在的長輸管道焊接情況的發(fā)展分析，很多打底焊道的焊接都在使用纖維素型的焊條，而其他的焊道還有蓋面焊道進(jìn)行焊接時，大都使用堿性焊條焊接。通過大量的實驗，證明這樣的焊接方式，可以有效的減少焊縫中混入氫的情況發(fā)生，保證和提高焊接接頭的質(zhì)量。因為焊條會產(chǎn)生水分，水分會造成焊接過程中氫的混入，所以在焊接前要對焊條按照相關(guān)的規(guī)定，進(jìn)行嚴(yán)格處理，做好焊接前的準(zhǔn)備工作，減少和避免由于焊條的原因造成的焊接缺陷，提高焊接的質(zhì)量，減少裂紋出現(xiàn)的幾率。在實際的焊接作業(yè)中，要提高烘干堿性低氫型焊條的溫度，減少焊縫當(dāng)中存在的氫含量，降低長輸管道出現(xiàn)裂紋的幾率。

3.2 焊接技術(shù)優(yōu)化

焊接技術(shù)的優(yōu)化，可以有效地降低出現(xiàn)焊接缺陷的幾率，在對長輸管道進(jìn)行焊接時，影響焊接質(zhì)量的原因有很多，其中氣候環(huán)境造成的濕度與風(fēng)度的影響，會使長輸管道焊接出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。因此，如果在自然條件惡劣、風(fēng)力較大的環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)，要是用藥芯焊絲進(jìn)行焊接，采用半自動下向焊接工藝，這種焊接形式可以抵抗一定的風(fēng)力。長輸管道的焊接工作一定要注意整體的焊接質(zhì)量，在終端要借用弧坑填滿后退引弧法的應(yīng)用，有效的避免焊接裂紋的產(chǎn)生[3]。

3.3 強(qiáng)化焊接管理

在進(jìn)行長輸管道焊接工作時，在充分分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因后，結(jié)合實際情況，做好管理工作，尤其是對于焊接技術(shù)人員的管理，要重點關(guān)注，加強(qiáng)管理。第一，參與長輸管道焊接作業(yè)的焊接人員，要具有對應(yīng)的工作資質(zhì)，可以熟練的操作焊機(jī)，精通各種焊接技術(shù)，具備一定的實際焊接工作經(jīng)驗；第二，焊接工作人員要有一定的責(zé)任心，嚴(yán)格按照焊接工作的各項標(biāo)準(zhǔn)和流程，完成每一項工作，這樣才能有效地保障長輸管道的焊接質(zhì)量并符合焊接標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國焊接技術(shù)仍有進(jìn)一步提升的空間。本文詳細(xì)解析了長輸管道焊接的常見缺陷，并針對這些缺陷提出了有效的防治措施和改進(jìn)建議，為我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供了有力保障，同時保護(hù)了人們的生命財產(chǎn)安全。