加强管道焊接质量之我见

摘要：在工业建设项目中，压力管道通常采用焊接方式连接。因此，焊接是压力管道施工中最关键、最重要的一项工作，影响管道焊接质量的因素较多，本文主要通过对压力管道焊缝质量缺陷产生原因进行分析，就如何做好质量管理，进行了简要阐述。

关键词：管道施工焊接工艺 质量控制

引言

压力管道是指管内或管外或管内外同时承受压力，内部输送 “可能引起燃爆、中毒或高压”的介质的管道。焊接是压力管道安装的主要控制内容，是质量形成过程中的关键工序，焊接质量的好坏直接影响着工程的竣工验收和系统的安全运行。

1. 管道焊接质量缺陷的分类：

1.1焊接表面质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、咬边、未熔合、焊瘤、未焊透、根部收缩、余高过大、外观成形凹凸不平、角焊缝厚度不足或焊脚不对称情况等。

1.2焊接内部质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等。

 几种焊缝表面和内部质量缺陷示意图：

2. 几类重要焊缝质量缺陷产生的原因：

2.1未焊透：①电流强度不够，运条速度太快；②管道组对时，坡口的钝边太厚或间隙太小；③焊条角度不对以及电弧偏吹；④焊件散热速度太快使焊融金属迅速冷却。

2.2气孔：①熔化金属冷却太快，气体来不及从焊缝中逸出：如风速过大、温度较低，或者焊工操作技术不良，运条速度太快，使焊肉很薄，冷却过快，气体来不及从焊缝中逸出；②电弧太长或太短。电弧太长使空气浸入熔池，太短则阻碍气体外逸；③焊条受潮；④焊件及焊条上沾有油漆、油污等，受热后放出气体浸入熔池；⑤基本金属及焊条化学成分不当，含碳气过多，所含的合金成分使铁水发粘，使熔渣粘度太大，阻碍气体外逸。

2.3裂纹：①焊接材料化学成分不当。碳及合金成分含量多，以及含磷、硫，促使产生裂纹；②对于可淬性高的钢，焊接措施不当，如未进行预热或退火等；③管道组对不正确，如焊低碳钢时坡口小，间隙小，导致填充金属少，强度低，焊缝冷却快，应力较大，以致产生裂纹；④点焊处尺寸较小，受外力或焊接应力作用而破裂；⑤其他具有尖角的缺陷未检查并及时修复，由于应力作用而发展成裂纹。

3. 压力管道的焊接方法和工艺

3.1 焊前技术准备工作

① 焊接前编制压力管道焊接作业指导书，进行焊接工艺评定和填写焊工工艺卡。焊接技术人员应当根据工程概况，编制焊接作业指导书，拟定技术措施，制定焊接方案。凡施焊单位首次采用的钢种、焊接材料和工艺方法，必须进行焊接工艺评定，用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品技术条件所要求的焊接接头，验证施工单位制定的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，应在工程焊接之前完成。

② 当评定不合格时，应分析原因，并修正不合理的参数，重新拟定工艺后，再进行评定，直到合格为止。最后完成的焊接工艺评定报告，经施焊单位技术总负责人审批后，编制“焊接工艺卡”，用于生产中指导焊接工作。

3.2 压力管道焊接方法和工艺

3.2.1采用氩弧焊打底，电弧焊填缝和找补

氩弧焊即氩气保护焊，可以获得良好的焊接接头，返修率低，易于保证工程质量，目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接，是压力管道焊接中的主要焊接方法。

3.2.2 焊接工艺

①打底：选用氩弧焊打底，由下往上施焊，点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透，不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊，检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨，严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。

②中层施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飞溅物，并进行外观检查，发现隐患必须磨透清除后重焊，焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于10mm，该层选用焊条直径为Φ3.2。

③盖面：该层选用焊条直径为Φ3.2。焊接时视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开，严禁在中层焊缝表面引弧，该盖面层焊缝应表面完整，与管道圆滑过渡，焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm，焊缝加强高度为1.5-2.5mm，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。不得出现大于0.5mm深度，且总长不大于该焊缝总长10%的咬边，焊接完毕，清理熔渣后，用钢丝刷清理表面，并加以覆盖，以免在保温、防腐前出现锈蚀。

④焊缝焊接过程中，设专人记录，对每个焊缝的材质，管道规格，焊接过程中的电压、电流、时间，外界温度，焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后，对焊缝进行编号，在每道焊缝处都加盖焊工钢印号，以便后期检查及对焊工进行考核。

⑤压力管道焊接完毕后，对所有焊缝进行外观检查，检查完毕后按比例进行无损检测，无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。

4. 焊接质量检验措施及控制：

4.1焊缝表面质量检验措施：

①采用目测和焊接检测尺实测的方式检验外观质量：主要检查焊缝表面的裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、焊瘤、根部收缩、余高、焊缝外观成形、角焊缝厚度、角焊缝焊脚对称情况等。②渗透检验：主要是在焊缝表面喷涂渗透检测剂，通过显示的迹痕，判定焊缝的缺陷，主要有着色法和荧光法两种。③磁粉检验：主要是在焊缝表面施加磁粉，对焊件进行磁化，通过显示的磁痕，判定焊缝缺陷。主要有干磁粉法、湿磁粉法、荧光和非荧光磁粉法。

4.2焊缝内部质量无损探伤检验措施：

4.2.1无损探伤检验方法：

焊缝内部质量无损探伤检验方法主要有射线透照检测和超声检测。射线透照检测比较直观并能保留检验记录，是最常用的检测方法，有一定的辐射污染。超声检测对操作者要求比较高，要有很高的理论基础，但操作简单，成本低。

4.2.2检验控制：

①施工单位或建设单位委托的检测机构和检测人员要有相应的等级资格证书，且只能从事与该等级相应的无损检测工作；

②由于超声检测对检验人员的判断缺陷技术要求较高，所以超声检测必须留下书面的检验记录备查，对超声检测后有怀疑的焊缝可用射线进行复查。有的行业规范已规定无损检测可以在超声和射线中任选其一。

③ γ射线或χ射线对人体有不良影响，必须确保操作人员及周边人员的安全，射线辐射防护应符合GB18871、GB16357、GB18465的有关规定。作业前必须办理审批手续，提前通告，根据射线的影响范围，做好警戒、隔离、辐射监测等措施。

4.3管道焊接操作过程控制：

主要是对管道切割下料、管口和坡口加工、管口清理、组对、点焊和正式焊接的电流、电压、焊接环境等方面进行检查。检查手段基本以巡检为主。

4.3.1管道切割下料检查：主要控制管口平面与管道轴线的垂直度，另外注意不锈钢、合金钢管道的切割工器具不得与碳钢类材料混用，防止造成渗碳锈蚀。

4.3.2坡口加工的控制：主要应控制坡口角度、坡口的形式和细部尺寸等。管道对焊接头的坡口形式主要有Ⅰ型、V型、U型、X型、双V型等，见下图：

4.3.3管道组对控制：主要根据焊接工艺卡的要求检查管口组对的间隙、平直度、错边量等，防止焊缝出现未焊透、焊瘤过大、焊缝宽度不合格等质量问题。

5. 结语:

压力管道的焊接质量控制是环环相扣的， 在施工过程中严格按规范规程进行，认真做好焊接工艺评定，并做好从材料检验、管道组对、焊接操作、过程控制及焊后检查等每一道工序的质量管理，最终才能取得良好的施工质量。

参考文献：

[1]张西庚.压力管道安装质量保证指南.2002.9.

[2]沈松泉，黄振仁，顾竟成.压力管道安全技术.2000.4.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。