浅谈焊接质量对于石化管道的意义

李晓武

摘 要：长输管道一般具有野外作业、焊接环境不稳定、非固定电网取电、管固定位置不确定、焊道内部成型难以观测等特点，因而对它出现的问题要进行分析研究，并采取相应措施予以解决。本文分析了几种长输管道的焊接缺陷，提出了长输管道的焊接质量控制措施。

关键词：长输管道；焊接质量；控制措施

随着我国经济社会的发展，石油、天然气的需求逐年增加，而且需求总量增长的潜力很大，因此能源安全成為中国经济高速成长的核心，而能源运输方式是保证能源安全的一个重要因素，管道运输凭借其安全、经济、高效、长距离流体介质运输的方式，得到了越来越广泛的应用，长输管道的建设进入一个高速发展的时期。焊接在管道建设中起到举足轻重的作用，管道焊接质量的优劣直接关系到整个工程施工的质量。总结出相应的焊接质量控制预防措施，提升管道焊接的质量， 才能使长输管道运行的更长久、更安全。

一、长输管道焊接的缺陷

焊接质量缺陷的种类很多，在不同的标准中也有不同的分类方法。在此将长输管道施工与焊道检测方式紧密结合，列出在实际焊接过程中出现较为频繁的五种焊接缺陷。

1、咬边

咬边即通常所说的焊道咬肉，主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不作处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响。咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处引起应力集中，降低接头强度，特别是低合金高强钢的焊接，另外咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。预防措施：（1）调整好焊接参数，避免电流太大、电弧过长、电弧力不集中而导致熔池熔敷不到位；（2）调整焊条或焊丝的倾斜角度，以防出现偏吹等情况；（3） 操作手法要稳，运条的摆动要到位。

2、夹渣

夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质，在焊道根部、层间均可能存在，最常见的就是层间夹渣。夹渣形状不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖锐形的夹渣，影响焊道的塑性，尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。预防措施：（1）多层焊时，焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净，避免熔渣埋入焊道；（2）避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；（3）如果坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。

3、未熔合及未焊透

未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷。未熔合是一种面积缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。未焊透是指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。未焊透对焊道的危害很大，它使焊道的有效截面积减少，同时由于属于开口性缺陷，又能造成严重的应力集中。在管道进行下沟作业或承压很高的情况时，如果未焊透深度很深，会出现焊道沿未焊透处撕裂现象。预防措施：（1）坡口加工要严格按规范执行，角度不能太小，要保证间隙宽度，钝边不能太厚。（2）层间清理不要过度，以免造成坡口被打宽，形成沟槽等。（3）操作手法要稳，要控制好电流，避免线能量输入太小。

4、气孔

气孔一般是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出所形成的。其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等。气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面积很大的圆形气孔外，其他气孔的危害性都较小，甚至还有止裂倾向。预防措施：（1）施焊前，焊材、坡口要清理干净，不能有铁锈、油污等，同时要避免焊材受潮；（2）调整好焊接电压、电流；（3）焊接速度不要太快；（4）气体保护焊时保护气流量不能过大或过小。

5、裂纹

裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，主要有结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹，由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道破坏为止。因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。在管道施工中，裂纹的产生基本都是由于工艺规程执行不到位、外部应力太大等情况造成的。预防措施：（1）选用抗裂性好的钢材制作钢管，合理选择焊接材料及烘干，严格按照焊接工艺评定的要求施工，以确保焊缝的组织结构塑性和韧性；（2）严格按照工艺要求进行预热，冬季施工时应采取保温措施，必要时进行热处理或焊后加热；（3）严格控制组对应力，尽量不使用外对口器进行强制组对。尤其是在管道进行连死头时，切不可采用千斤顶、吊管机上提、挖掘机下压等来调节对口间隙的强力组对方式。

二、长输管道的焊接质量控制措施

1、技术准备

（1）规范标准。目前在长输管线的建设方面还没有相关的国家标准。施工管理者和技术人员应全面了解和掌握管线建设所执行的各项标准， 在此基础上根据设计图纸， 制定出切实可行的管道施工方案。

（2）建立各项规章制度。建立健全质量保证体系及质量管理制度，质量保证体系责任人员的资质应满足工程施工的要求并应在施工过程中认真负责做好本职工作。做到各项责任落实到人。建议在焊接工艺规程之外， 编制专门的焊接作业指导书以指导实际生产。

（3）材料检查。这些材料必须有原始质保书或复印件， 质保书内容应齐全， 并经生产单位质检部门盖章确认。

2、焊前准备

（1）焊口检查、清理。检查管口形状是否符合椭圆度要求， 焊件坡口尺寸及型式应符合图纸及工艺规定。被焊表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆等和其他影响焊接质量的有毒物质。坡口两侧各50mm范围内清理干净，并呈现金属光泽。

（2）钢管对口。钢管对口间隙的大小将直接影响焊接质量，对口间隙过大，焊接时容易烧穿而形成焊瘤；对口间隙过小，焊接时容易造成根部熔化不良，即未焊透等缺陷。钢管的对口优先采用内对口器组队、在无法应用内对口器对口时，可用外对口器。对口时两管的制管焊缝在对口处应相互错开100mm以上。

（2）焊前顱热。管线钢在进行焊接前应进行预热， 预热温度要严格按焊接工艺规程的规定执行。焊前颅热宜采用环形火焰加热或中频加热方法进行，应均匀地加热焊接部位，并将温度保持在规定的范围内。一般预热温度的幅度在下限温度正负50摄氏度的温度范围中。

3、焊接过程

（1）焊接规范。焊接过程是决定焊缝质量的最主要环节。在这个环节中最重要的一点就是焊工在操作过程中一定要严格遵守焊接工艺规程中的焊接规范参数和焊接作业指导书中的各项要求，尤其是焊接电流的大小。决不允许焊口根据自己的习惯或喜好私自改变规范参数。

（2）焊缝成形。应严格按照焊接工艺规程的焊缝外形尺寸进行焊接， 一般情况下焊缝余高控制在1.6mm以内， 焊缝增宽单边控制1.6mm以内。

（3）操作要领。在焊接过程中，除严格遵守焊接规范外，还应注意以下操作要领。在管子焊接时，应采取有效措施防止管内产生穿堂风；现场焊接时，有关接头设计、焊接层数、焊接工艺参数、焊后缓冷等严格按照焊接工艺规程执行；焊接时，应严格执行焊接工艺规程，在两个焊工收弧交接处，先达到交接处的焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧；焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上，每个接头焊前必须修磨；焊接时发现偏吹、易粘条或其他不正常现象时，应立即停止焊接，更换焊条及修磨接头后施焊；焊接时，纤维素焊条不易摆动太大，较宽焊层易采用排焊方法。

4、焊缝返修

如有焊口需要返修，返修应在监理人员的监督下，由具有返修资格的焊工依照返修焊接工艺规程进行返修。对于重要管线焊缝返修只允许进行一次，一次返修不合格， 则该焊缝必须从管线上切除。

总之，长输管道焊接的现场施焊环境恶劣、工序繁多、情况复杂，影响焊接质量的因素很多，只要对这些影响因素进行有效的控制，就能保证长输管道焊接质量满足设计图纸和规范的要求。随着科技的进步，焊接技术的发展，焊接新工艺、新技术在长输管道建设中的应用也会越来越广泛，长输管道的焊接质量将会又上一个新台阶。

参考文献：

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[2] 何小东、丁小军：高钢级油气输送管道环焊缝双丝焊接技术的应用[J]，钢管，2007（3）.

[3] 何文杰，王杰. 长输管道质量保证的几点做法[J]. 福建建材. 2011（01）