水下焊接范文

水下焊接篇1

关键词：海洋工程； 水下焊接；自动化

中图分类号： P755.1 文献标识码： A

前言

随着国民经济的高速发展、能源战略的迫切需求，海洋工程不断地向深海推进。水下焊接作为海洋工程领域的重要技术，正受到越来越多的关注。从海上油气平台的安装建造到海底管线的铺设维修，从海上打捞营救工作到大型船舰的应急修理，随处可见水下焊接的身影。海洋结构件与陆地不同，除受到工作载荷之外，还要承受风暴、波浪、潮流所引起的附加载荷以及海水腐蚀、流沙磨蚀的作用。目前用于水下焊接的可用方法有20 多种，如水下焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊、高压干法 GTAW 焊、激光焊、铝热剂焊接、摩擦叠焊、水下爆炸焊等，但电弧焊由于具有操作性好、适用能力强等优点被广泛采用。

1 水下焊接方法

1.1 水下湿法焊接

湿法焊接是指被焊部件和焊枪直接暴露在水下环境中，电弧的形成、燃烧是在水中完成的。电弧气泡中的气体主要是由水蒸气高温解离形成的氢和氧，以及焊条药皮中燃烧分解的 CO 和 CO2气体组成，还有少量的 N2和微量气态金属构成。由于电弧气氛内氢的含量很大，所以氢脆敏感性成为特别关键的问题，极大地降低了焊缝强度。但由于湿法焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适用性强等优点，现已广泛用于海洋工程的建造安装及维修。目前采用的主要方法有水下焊条电弧焊和药芯焊丝半自动焊两种，一些先进水下焊接方法陆续被应用到工程中华,如激光焊、电阻焊、摩擦焊和爆炸焊等。

1.2 水下干法焊接

干法焊接的方法是指人为地将焊接部位及其周边一个较大范围内的水排开，在一个干的气相环境中让潜水焊工进行焊接。根据工程结构的具体形状、尺寸和位置的不同，通常需要设计相应的气室，气室中需备有一套生命维持、湿度调节、监控、照明、安全保障、通信联络的系统。辅助工作时间长，水面支持队伍庞大，施工成本较高。例如，美国 TDS公司的一套可焊接直径 φ813 mm 管线的焊接装置(MOD-1)造价高达 200 万美元。因此，这种方法多用于深水，且需要预热或焊后热处理的材料或质量要求很高的结构焊接。按水下气室中气体压力的不同，干法焊接又分为高压干法焊接和常压干法焊接。

1.2.1 高压干法焊接

高压干法焊接是当前最主要的优质水下焊接技术，目前最大实用水深约为 300 m。在该焊接方法中，气室底部是开口的，通过通入气压略高于工作水深压力的气体把气室内的水从底部开口处排出，从而保证焊接在干的气室中进行。一般采用焊条电弧焊或惰性气体保护电弧焊，其中 GTAW 具有电弧稳定、适于全位置焊接、易于实现自动化等特点，已成功应用于海底管道修复等水下钢结构焊接，并基本上可以达到陆地焊缝的水平。但是高压干法焊接

同样存在“压力影响”问题。在深水下进行焊接时，随着电弧周围气体压力的增加，焊接电弧的特性和焊接工艺都会受到不同程度的影响。因此，研究高压气氛中电弧特性是了解高压干法水下焊接过程，获得良好焊接接头的关键。北京石油化工学院蒋力培等人利用自制的高压干法水下焊接模拟实验平台，首次系统研究了高压空气环境下 GTAW电弧特性，并在实验数据的基础上，建立了高压环境下的GTAW电弧电压数学模型，综合分析了电弧长度、环境压力和焊接电流对 GTAW 电弧电压的影响。

1.2.2 常压干法焊接

常压干法焊接是指在深水下焊工仍然与在陆地一样的气压环境中进行焊接，排出了水深的影响，完全保证了焊接质量，其示意如图 1 所示。1977 年，法国 LPS 公司首次采用常压干法焊接技术在北海水深 150 m 处成功地实现了直径 426 mm 海底管线的焊接。但其设备造价比高压干法水下焊接还要昂贵，焊接辅助人员更多，所以一般只用于深水且非常重要的结构焊接。

1—浮箱；2—常压仓；3—液压测力计；4—装配塞；5—新管

子；6—调整短管；7—密封卡环

图 1 常压焊接原理示意

1.3 局部干法水下焊接

局部干法水下焊接是 20 世纪 60 年代末发展起来的，利用气体把被焊部件周围局部区域的水人为排开，形成一个较小的气相区，使电弧在其中稳定燃烧。局部干法焊接综合了湿法和干法两者的优点，由于降低了水的有害影响，使得焊接接头质量与湿法焊接相比有了明显的改善；与干法焊接相比，又无需大型昂贵的排水气室，其适应性和灵活性大大提高。如日本提出的水帘式焊接，该方法焊枪结构分为内外两层，外层通过喷出高压水所形成的水帘来阻挡外界水的进入，内层通入保护气体以在水帘内侧形成气相区，让电弧稳定燃烧。这种方法的焊接接头强度不低于母材，接头面弯和背弯均可达到180°，但是可见度问题没有解决。为克服水帘式的缺点，日本又相继开发了钢刷式，采用直径 φ0.2 mm 的不锈钢丝“裙”代替水帘的一种局部排水法，可进行自动焊和手工焊焊接，并已用于修补钢桩被海水腐蚀掉的焊缝。除此之外，现有的局部干法水下焊接方法还包括干箱式焊接、旋罩式以及局部干法大型气罩水下MIG/TIG 焊接等。

2 水下焊接设备

2.1 水下焊接机器人

水下焊接机器人作为一种专用的水下自动化焊接智能设备，不仅可以代替潜水焊工在危险水域进行焊接，保证人员生命安全，还能提高工作效率和保持焊接过程的稳定性。近年来，随着特定用途机器人的迅猛发展，水下焊接机器人被认为是未来水下焊接自动化的发展方向。目前，对水下焊接机器人的研究主要集中在结构密封、移动方式、远程通信及遥控和力觉、触觉传感系统的设计上。蒋力培等人在设计全位置智能焊接机器人时采用四磁轮方式，底板与左右两侧磁轮间通过铰链机构柔性连接，磁轮箱中的磁轮由交流伺服电动机通过减速器驱动，可自动保证四个磁轮同时接触焊接表面，磁吸力达 1 960 N 以上，并实现左右转弯，甚至原地转动。英国 Cranfield 大学海洋技术研究中心为实现水下无人焊接，用 Workspace 软件和 ASEA IRBL6/2机器人建立了水下焊接遥控仿真系统，并进行了水下环境模拟、远程操作、避障等方面研究。但是由于水下环境的复杂性和不确定性，水下机器人在焊接领域的主要应用还是焊缝无损检测和裂纹修复，这在英国北海的油井和天然气生产平台中得到了应用，目前世界上还没有完全将水下焊接作业交由水下机器人完成的实例。

2.2 水下焊接舱

深水中许多重要结构件的焊接为了获得质量高、性能好的焊缝，高压干法焊接仍是目前最主要的焊接方法。水下干式高压舱系统为水下干式维修作业人员提供了工作的平台，如图 2 所示。其核心是一套 TIG 焊接机器人，如图 3 所示，主要由焊接行走小车、钨极高度和横向自动调节器、钨极二维精细调准器、焊接摆动控制器、遥控盒、送丝机构、导轨、TIG 焊接电源及焊炬、水冷系统、气体保护系统、弧长控制器、角度检测器、焊接监视系统和控制箱等部分构成。目前，国际上比较知名的作业系统有巴西CENPES中心的水下高压模拟实验装置，英国Aberdeen SubseaOffshore Ltd 开发的 OOTO 系统，挪威 Statoil 公司开发的 PRS 系统以及英、法合作的 Comex 公司开发的THOR21 系统等。近年来，北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心设计建造了压力为1.5 MPa，即相当于 150 m 水深的高压焊接实验装置，研制了钨极氩弧自动焊机，并获得了 0.1~0.7 MPa的16Mn 管道全位置自动焊接工艺。2006 年 11 月16日，该装置已在中国渤海湾天津新港锚地附近12 m水深海域进行实验，获得了外观良好的焊缝。

图 2 水下干式高压舱

图 3 TIG 焊接机器人

结束语

电弧焊仍是目前水下焊接的主要方法，其中湿法焊接因其成本低廉、操作简单等特点，在水下工程中的应用正在逐步扩大。水下焊接设备上正向自动化、智能化、高效化发展。随着海洋工程进一步向深海挺进，应发展更加智能的水下焊接机器人。

参考文献：

[1] 陈式亮.水下焊接技术的现状和展望[J].海洋技术，1982(2)：37-47.

[2] 蒋力培，王中辉，焦向东，等．水下焊接高压空气环境下GTAW 电弧特性[J]. 焊接学报，2007，28(6)：1-4．

水下焊接篇2

关键词：铁水罐Z向钢板焊接过渡层

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

铁水罐是承接高炉铁水的容器。铁水罐承接铁水后，经过铁水“三脱”处理（三脱：脱硅、脱磷、脱硫）后，将铁水运至炼钢车间炼钢。我公司承揽的出口日本397t铁水罐，自重84吨，铁水容量397t，渣重7t，是公司历年来生产的最大铁水罐，该产品在亚洲也属最大。由于承载大量高温铁水，若发生质量事故，后果不堪设想。因此在铁水罐制作过程中，质量应放在首位，严格按照设计图纸、组焊工艺及相关标准执行。

组焊工艺分析

2.1桶底为平底，桶底与下桶皮之间的焊缝容易形成层状撕裂，为了避免这种情况发生，除了要求钢板采用Z向钢板外，在焊接时还要采取合理的工艺措施，比如焊前预热、焊后保温缓冷等。

2.2耳轴与中桶皮间焊缝的焊接，耳轴的材质为45#锻件，焊缝区域容易产生淬硬组织。焊接时焊缝中含碳量较高，导致焊缝区域产生热裂纹，为了保证焊缝接头得到优良的机械性能，采用在耳轴焊缝坡口处焊接过渡层的方法，避免产生裂纹。

组焊工艺

3.1 桶底与下桶皮的组焊

如下图所示，把桶底掉放在支架上调整到水平，下桶皮与桶底一起点固，并用水平仪在垂直高度处打处水平基准下，并根据桶底十字线吊铅锤划出桶皮十字中心线，内侧焊接拉筋。

焊接桶底与下桶皮间的焊缝时，与桶底接触的二条纵向焊缝各60mm范围内事先必须用手工焊J506、Φ4mm焊条焊好，焊接时采用水平位置焊接，保证焊接质量。桶底和桶皮焊接前要在焊缝区域用履带加热器预热，预热温度150℃～200℃，层间温度控制在150℃。焊接由4名焊工，采用同规范、同速度对称焊，在焊缝根部要采用手工焊打底，焊至CO2焊允许范围时方可用CO2焊。焊至2/3坡口深后翻转桶底朝上清根，打磨并做MT检查。焊缝焊接完成后进行保温缓冷。

3.2 上、中、下三段桶皮组焊

在组焊前要检查上、中桶皮的高度，并划出十字中心线组立定位。三段桶皮组立后应确认上口直径，保证公差要求，确认对接错边量符合图纸要求，确认在耳轴心处的直径应控制在图纸要求，确认总高度公差±10mm。焊接采用埋弧自动焊，焊接顺序采用先焊内侧纵焊缝、环焊缝，再焊接外侧纵焊缝、环焊缝注意清根后要进行MT检查。

3.3 耳轴及耳轴板的组焊

耳轴在热装前要在焊接坡口表面焊接过渡层，避免在焊缝区域产生裂纹，如下图过渡层焊接2层，每层焊肉≤3mm，用ER50-6焊丝Φ1.2mm焊丝或用J506 Φ4mm焊条长肉，焊前用履带加热器预热焊缝区域，预热温度250℃～300℃，焊后用石棉布覆盖缓冷，不允许放在有风的地方。

耳轴与耳轴板采用热装的方法进行装配，热装前要进行选配并进行编号。耳轴板从加热炉内吊出平稳放在工装支架上，并注意对位标记，将耳轴吊起，中心线及标记要与耳轴板的对号，再将耳轴缓缓压入。

按下图所示进行耳轴与桶体的组焊，控制耳轴的同轴度和耳轴板的水平度。

结论

水下焊接篇3

关键词：焊缝漏水；原因分析；维修措施；

引 言

2013年我公司为西安一家锅炉有限责任公司协作生产的集中供热项目；角管锅炉的左侧壁、右侧壁和前壁部件。安装使用一年运行良好，2014年09月用户在锅炉运行时发现右侧壁上部左端第二根跳管与集箱对接焊缝出现开裂现象，漏水较为严重；为了不耽搁锅炉供热，用户对焊缝漏水部位进行了临时修补。

1原因分析

1.1 该跳管双弯弯制、工作位置倾斜；影响跳管与集箱对接焊缝内部水循环；

1.2集箱与跳管接口处内部容易结水垢，影响跳管与集箱对接焊缝导热。该焊缝受水循环与水垢影响，长期处于高温状态；焊缝的强度、韧性降低，从而出现开裂。

1.3该跳管与集箱对口焊接过程中焊缝内部出现质量问题，如“加渣””气孔“等，降低了焊缝的强度、韧性；长期使用出现开裂。

2、维修方案

2.1用户自查水质是否符合国家标准；锅炉给水品质应符合GB1576-2001《工业锅炉水质》的有关规定。

2.2对漏水焊缝进行射线探伤（RT）或超声探伤（UT），确定焊缝缺陷性质及范围，即对焊缝缺陷定性定位。

2.3用角磨机、圆磨机、锉刀、钢丝刷和毛刷等工具清理有缺陷的焊缝部位见金属光泽。

2.4用氧-乙炔火焰对补焊部位进行焊前预热，预热温度90b-110b。

2.5对修磨掉焊缝进行补焊

焊材型号：J427 牌号：E4315 直径Φ3.2或Φ2.5；

焊接电压：18V-22V 焊接电流：90A-110A或60A-80A；

电流类型：直流反接；

焊接前焊材应进行烘干，烘干温度350b保温时间120min

2.6焊接施工技术要求

2.6.1基本要求

（1）、参加锅炉维修焊接的焊工必须持有有效的《压力容器焊工合格证》，合格证上的合格项目应与焊工的焊接内容相一致。禁止无证上岗和越位焊接。

（2）、焊接材料应符合国家标准，材料人员应按技术人员指定的厂家采购，并提供《焊接材质证明书》。

（3）、现场应配备专人管理焊条，按要求负责焊条领取、烘干、发放、记录等工作。

（4）、现场负责人应负责焊接技术措施的贯彻实施焊接质量的监督检查工作。

2.6.2、焊接工艺焊接施工前，应根据工程实际情况，对以前未做过工艺评定的项目必须重新进行焊接工艺评定。

（1）、焊接方法均采用手工电弧焊。

（2）、点固焊前，应检查对口尺寸，符合要求后才准点焊，点固焊长度一般为10～15mm，高度为2～4mm，点固焊3～4点，点固焊应与正式施焊工艺相同。

（3）、施焊时应特别注意接头和收弧质量，多层、多道焊每层接头应错开，收弧时弧坑要填满。

（4）、焊接开始后，应连续焊完，若被迫中断，应根据工艺要求，采取防止产生裂纹的措施（保温），再焊时应仔细检查，并确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。

（5）、施焊时引弧严禁在被焊件表面随意引弧，试电流或焊临时支撑物等。

2.6.3焊接注意事项

（1）、管口组焊前，应将管子表面及内外壁各15mm范围内的铁锈、油污等清除干净，露出金属光泽，并检查有无裂纹、夹层等缺陷，然后再组焊。

（2）、焊件组对应垫置牢固，以免在焊接过程中变形。应尽量避免强制组对，以防止引进附加应力，使得焊口在焊接时少受外力影响。

（3）、管子对口应做到内壁齐平，其局部错口值不超过壁厚的10%，且不大于1mm。 （4）、焊口局部间隙过大时，应设法修正，严禁在间隙内填充它物。

（4）、焊工施焊前，应对管件进行检查，如有裂纹、重皮或尺寸偏差超过规定值时，应及时提出。待消除缺陷，偏差符合标准后方可焊接。否则，焊工有权拒绝施焊，有争议的问题报告现场技术人员处理。

（5）、焊工每焊完一个口后，应仔细检查外观质量，发现缺陷及时修补并打下焊工钢印号。

2.7焊接后立即用石棉绳或其它保温材料包裹焊缝，使焊缝缓慢冷却下来。

2.8用10倍放大镜目检，咬边深度≤0.5、表面不能有夹渣、针孔、和裂纹等缺陷。

3、按TSG G0001-2012《锅炉安全技术检察规程》进行水压试验。

水压试验与锅炉本体一起进行。技术条件按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及JB/T1612《锅炉水压试验技术条件》的规定进行，试验压力为：Ps=1.65Mpa，保压20分钟后压力降至工作压力后进行检查，符合下列情况时为为合格：

1.在受压元件金属壁和焊缝上没有水珠和水雾；

2.水压试验后，没有发现残余变形。

水压试验发现漏水（渗水）焊缝时，应卸压放水后对焊缝进行返修，然后重新做水压试验直到合格为止。

4、结束语

当地锅检部门和用户同意该维修方案，我公司人员对该焊缝进行了维修；锅炉运行半年来没有出现漏水现象。

参考文献

[1].TSG G0001-2012《锅炉安全技术检察规程》 ；

水下焊接篇4

本文主要对某核电项目模块化安装凝汽器的焊接质量控制进行了描述，并对现场施工过程中常见的质量问题进行了经验反馈，为以后类似焊接过程提供经验。

关键字：焊接 常规岛 质量控制

中图分类号： TG4 文献标识码： A

1 常规岛凝汽器简介

1.1 凝汽器介绍

某核电工程凝汽器是由东方汽轮机有限公司设计供货。该凝汽器主要由上喉部、下喉部（包括双联低压加热器）、壳体（包括热井、水室）、凝结水集水箱、与凝汽器相关的旁路扩散装置（减温减压器装置 ）、疏水扩容器（闪蒸箱）等组成的全焊结构。凝凝汽器整体采用模块化设计。其中凝汽器上部对应上喉部、下喉部、旁路扩散装置分为十个模块，其余为散件；凝汽器下部对应壳体、热井共计八块，其余均为散件，各模块在制造厂均进行预装配。

该项目凝汽器的材质主要有Q345R、Q235B、16MnR、A106GrB、20G等，焊接接头型式以角接为主，主要涉及壳体上下部件间、内部支架的焊接；对接接头主要为层间模块的横焊缝和立焊缝。

1.2凝汽器焊接工艺选择

凝汽器的焊接采用手工电弧焊和二氧化碳保护焊焊接，焊条选择CHE507，二氧化碳保护焊焊丝选择ER50-6，焊材使用如表1.2所示。

CHE507是低氢钠型药皮的碳钢焊条，具有优良的塑性、韧性和抗裂怀能，焊接工艺性能优良、飞溅少、成型美观、脱渣容易，可进行全位置焊接。根据国际焊接学会推荐的碳当量公式CE(IIW)具有良好的焊接性，如公式（1）所示。CHE507理化性能如表1.3、1.4所示。

CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%) =1.6/6+(0.2+0.3+0.08)/5+0.3/15(%)

=0.385＜0.4具有良好的焊接性能。 公式（1）

焊丝ER50-6具有优良的焊接工艺性能。焊接时电弧稳定，飞溅较少，具有良好的抗气孔性能，焊缝外形美观，采用二氧化碳保护焊接方式，焊接热量集中，引起的焊接变形较小，对于焊接低压缸与凝汽器连接部位有较好的控制变性作用。焊丝ER50-6化学成分和机械性能如表1.5、1.6所示。

通过表1.3、表1.4、表1.5、表1.6、表1.7可发现焊材与母材的化学成分较为匹配，力学性能要求满足母材的需要，并结合其它核电焊接经验及焊接工艺评定，选择上述焊材较为适宜。

表1.2 凝汽器焊材选择

表1.3 焊条CHE507熔敷金属化学成份（%）

表1.4 焊条CHE507熔敷金属力学性能

表1.5 焊丝ER50-6化学成分(%)

表1.6 焊丝ER50-6机械性能

表1.7板材理化性能

2 施工前准备

施工前对施工单位人、机、料、法、环等五个方面进行检查，确保后续施工时具有资质的人选择合适的方法，使用合格的材料，制作出合格的产品。

施工前焊接的质控工作主要有：

人：焊接人员及无损检测人员均具有电力规范相应的焊接、无损检测资格证书，且在有效期内。

机：焊接涉及的设备、仪器仪表能够正常工作，已经进行过校验，且在有效期内。

料：焊接使用的材料应经过验收，复验结果符合标准要求，焊接前焊条应进行烘干。

法：焊接工艺评定、工艺卡、焊接程序、施工方案等经过审核批准，且已经；图纸已经分发各方，且设计交底无问题；施工人员经过详细的焊接技术交底。

环：现场具备焊接施工条件。

3施工过程的质量控制

3.1 组对检查

3.1.1 检查焊口组对时，焊件坡口及边缘应无氧化渣、油、水等污物。对接接头清除范围为坡口两侧（10~15mm），角接接头清除范围为（焊脚尺寸K值+10mm）。

3.1.2焊缝坡口尺寸、型式、组对间隙符合图纸要求。

经验反馈事例：焊接监理人员在1MX凝汽器施工现场巡查时，发现凝汽器壳体之间的上部连接板焊前未开坡口，不符合图纸开双V型坡口的要求，部分连接板已完成组对。对此要求施工单位：1、对已组对的连接板重新开坡口，并严格按照图纸施工；2、施工前必须对图纸进行审查、做好技术交底，杜绝此类事情的再次发生。施工单位对问题坡口重新打磨处理完成后，监理检查合格，关闭质控单。原本因分析：施工班组施工前没有及时核对图纸，且施工班组质量意识不强，发现问题后未按照图纸要求进行重新组对。

3.2.2检查点焊处，是否存在裂纹、夹渣等缺陷，若发现缺陷应立即进行处理。如点固处发现裂纹，应打磨后重新点焊。对于熔入最终焊缝的点焊，这也是防止气孔、裂纹等缺陷的重要步骤。

经验反馈事例：焊接监理人员检查凝汽器4#下喉部模块与壳体侧板组对时，发现3处点焊开裂，立刻要求施工班组清除点焊缝重新进行点焊。原因分析：在下喉部与壳体装配组对过程中，点焊后，局部通过千斤顶进行了校位，事后未及时检查点焊口外观质量。

3.2.3焊件组对时应做内壁（根部）齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求：对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的10%，且不大于1mm。

一般情况下采用目测或焊检尺检查，如发现错位超标应割口重新组对。对于长焊缝的局部错口可采用楔形块挤压的方法进行校正。

注意事项：

1）、点固用的骑马铁或者塞块等应与母材材质相同或同类，点固焊工艺与正式施焊工艺相同。目前碳钢材料焊接时一般采用采用Q235。

2）、焊接过程中严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物。

3）、焊接完成后须清除临时支撑件，并后续检查缺陷处理。

3.3 焊接过程中检查

①人员资质抽检

焊工应取得相应焊接资质，且在有效期内，防止无证上岗。检查时注重焊接项目与实际操作内容的一致；且与焊接工艺要求一致。若焊工资质不符合要求，应立即要求焊工停止施焊。

②焊接参数的检查

现场施工中焊工应携带工艺卡，工艺卡应能够覆盖实际焊接的母材，实际焊接电流、电压值应在工艺卡要求范围内。

③焊接过程的检查

焊工应按照施工方案、技术要求进行防变形措施，层间焊缝焊接后应进行清理，如：对热井2、3模块间的焊缝进行分段退步跳焊的方法施焊。

多道焊缝每一层焊接完成后都应在下一道焊接前清理飞溅、氧化物等，防止产生夹杂、气孔等缺陷。特别是在非连续焊接的情况下，焊接前焊缝表面的氧化物、水渍等应进行清除，必要时可采用火焰烘干的方法清除水渍。

经验反馈事例：焊接监理人员在巡视凝汽器施工时，发现施工人员焊接时一处层间角焊缝中间有气孔，并有水冒出。监理人员现场监督施工人员对此气孔进行打磨清除，采用火焰烘干焊缝及焊缝周边，表面干燥后进行焊接修复。原因分析：近期雨量将多，导致壳体立板与热井顶板间（不焊透的角焊缝）存在残留雨水，焊接前干燥后局部残留雨水未清除干净。

④环境温湿度

焊接施焊前最低环境温度AⅠ类钢：-10℃，AⅡ类钢：0℃，环境湿度＜90%；应采取措施减小焊接场所的风力，SMAW时，风速不大于8m/s； 二氧化碳保护焊，风速不大于2m/s；焊接场所应该具有防风、防雨设施。

⑤焊材的使用

焊条使用前应进行烘干，使用时焊条应存放在保温筒（70℃-120℃）中，焊条在焊接过程中随取随用，焊条头要回收，不得乱丢乱放。

经验反馈事例：焊接监理人员在1MX现场巡查时，发现在凝汽器热井底部有11根整焊条随意放在地板上，焊条头乱丢乱放，2#壳体与3#壳体中间的连接板上有多处弧伤，对此发质控单《关于加强焊接工艺纪律的问题》，要求施工单位加强技术交底，增强焊条的使用管理；质检要加强对现场焊接的质量控制和管理。施工单位整改完毕后，监理人员复查符合要求后，关闭质控单。原因分析：焊接人员质量意识不强，对使用后的焊接头不及时回收，焊后也未及时清除母材上存在的弧伤；焊材库管理人员管理不到位，没有及时检查焊条头回收数量；质检过程巡检力度不足。

注意事项：由于核电项目依山靠海，空气较为潮湿，焊接前应注意母材上受潮出水的现象，在焊接前做好除水、除锈工作，防止气孔、裂纹等缺陷的产生。尤其是在下雨时或雨后初晴时，应注意容器壁焊缝周边出现凝结水的现象，焊接前可采用火焰加热的方法使得焊接部位干燥，然后打磨除锈，保证坡口及焊缝两侧10-15mm内无氧化物、水渍等。

4 无损检测检测要求

4.1 外观检查

焊缝外观检查按照《火力发电厂焊接技术规程》DLT869-2004要求检查。外观检查包括焊缝正面及热影响区域，焊缝边缘应圆滑过渡到母材，咬变深度≯0.5mm，焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷。

凝汽器焊缝外观检查常见缺陷主要有：咬边、弧伤、未焊透、气孔等。处理方式有：

1）、打磨修整 对于深度较小（一般不大于0.5mm）的咬边、凹坑等缺陷，采用打磨修整的方法即可清除，但要保证焊缝的圆弧过渡。

2）、补焊 主要应用于较深的表面缺陷（深度大于0.5mm），如未焊透，气孔等。补焊前应清除焊缝表面氧化物及缺陷，焊后应对焊缝打磨修整，使焊缝圆滑过渡。

4.2 液体渗透

液体渗透Ⅰ级合格，液体渗透按照《承压设备无损检测 第五部分液体渗透》JB4730.4-2005进行。

5 凝汽器焊接工作的质控要点

5.1 凝汽器结构复杂，局部焊接位置较差，如空间狭小、脚手架不易搭设，焊接操作不易，不利于焊前清理、过程焊接，对于此类问题，应提前进行针对性技术、安全交底，防止造成焊接质量问题。

5.2 在设备安装过程中，常见有设备到货后局部变形，导致焊接部位组对间隙过大或错位，对于该类密封性焊缝，要求施工单位制定焊接措施，针对性的对焊接人员进行技术交底，加强过程检力度，防止质量问题的发生。

经验反馈事例：如凝汽器壳体底部与热井接配间隙过大，最高达30mm，导致无法焊接，经过与厂家联系，开启不符合项，采用堆焊或加垫板方式焊接。诸如此类组对型式较多，焊接位置较差，焊接时操作困难。焊接注意事项：1）未加垫板间隙较大位置采取逐层堆焊，不得直接焊接焊缝两侧母材，防止焊后焊接应力较大，出现焊缝开裂；2）加垫板位置优先焊接垫板-上下坡口拐角位置，且应连续焊接完成，防止拐角位置焊后出现裂纹、夹杂、气孔等缺陷。

5.3 焊接变形的预防也是大型设备焊接过程中重点控制之一。在凝汽器的现场安装过程中，凝汽器模块间的密封焊缝较长（可达11米多），如凝汽器热井模块间的对接焊缝、壳体与热井及下喉部的角接焊缝，在焊接过程中应多点定位，设置焊接卡具；焊工焊接时应取材对称退步跳焊等措施施焊，防止焊接变形。

凝汽器的主体密封焊缝有33条，由于长度较长，焊接变形不易控制，所以在焊口组对时应设置卡具，严格控制错边量；焊接过程中，采用分段退步跳焊的方法施焊，可以有效减少焊接变形，一般对于长焊缝焊接(长度大于1m)，应采用分段退步跳焊法，每段长为250mm；焊接过程中也可采用锤击的方法降低焊接变形。

6 总结

在凝汽器整个安装过程中出现不少的焊接质量问题，但通过监理人员有效监督，及时发现问题，通过有效地手段（如发工作联系单、整改通知单等）保证了整体焊接质量。

事前按程序要求严格审查施工方案、焊接程序等技术文件，做好施工准备；事中做好对人、机、料、法、环五方面的监督检查，起到有效的事中控制，防止质量问题产生；事后及时跟踪处理，直至质量问题整改完毕，如此三步走，从预控着手，过程严格监督，事后续跟踪到底，能够保证质量控制工作的有序、有效。

参考文献

1、《火力发电厂焊接技术规程》DLT869-2004

水下焊接篇5

1.城市排水系统现状

城市排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市的“地下血脉”。发达国家城市排水系统规划建设较早，现己发展较为成熟，美国城市排水管道长度在2010年大约为150万km，人均长度为4m以上，城市排水管网密度平均在15km/km2以上。截止2012年底，我国城市排水管道长度总量为37万km，城市排水管道密度为9.0km/km2，城镇人均排水管长度仅0.57m。与发达国家相比，我国城市排水管网不论是总量，还是人均占有量和管网密度均落后，且差距悬殊。随着我国经济的快速发展，未来的十几年我国城市排水管网系统的建设将有令人振奋的发展。

2.管道焊接常见缺陷的危害及预防措施

（1）气孔

气孔一般呈圆形或椭圆形，内壁洁净光滑。气孔可以在焊缝内部，也可以穿透到焊缝表面，或者两种都有。产生气孔的原因很多，如母材周围的铁锈和油污未清理干净；焊接时焊缝大，熔池深，气体从熔池中溢出困难；当采用未经很好烘干的焊条进行焊接时，使用交流电源，焊缝最易出现气孔；焊接速度增加，焊接电流增大，电弧电压升高都会使气孔倾向显著增大。

气孔属于体积性缺陷，它主要是削弱焊缝的有效截面积，降低焊缝的机械性能和强度，尤其是焊缝的弯曲强度和冲击韧性，同时也破坏了焊缝金属的致密性，应力集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷。

预防措施是焊接前应按规定烘干焊条，仔细清除坡口及母材表面的上的铁锈和油污等杂质；采用合适的焊接工艺参数；在室外焊接，气体保护焊时当风速超过2m/s时，要设置防风措施。

（2）夹渣

夹渣缺陷分单个与条状两类。有的外形不规则，有的呈球状，他们都是焊缝金属中残留的外来固体物质。夹渣形成的原因一般是：由于焊接电流太小，以至于液态金属和熔渣分离不彻底，焊接速度太快使熔渣来不及浮起；焊件的坡口设计不合理，坡口的角度太小；多层焊接时清渣不彻底；焊件坡口处杂质及油污和有机物质清理不彻底；手弧焊时焊条角度不正确等。

夹渣的危害是影响了焊缝金属的致密性及连贯性，易引起应力集中，并且可能成为一种裂纹源；夹渣缺陷有尖锐的边缘，同时也会因减少焊缝的有效截面积而降低焊缝机械强度、塑性、韧性和耐腐蚀的能力以及疲劳极限。

预防措施是设计合理的焊接坡口，焊前要严格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等；多层焊时特别要注意前道焊渣的彻底清理；选择适当的焊接规范，采用具有良好工艺性能的焊条，正确选用焊接电流和运条角度，防止焊缝金属冷却过快；焊接过程中不断地搅动熔池中的熔化金属，促使熔渣与铁水分离。

（3）裂纹：

对焊接接头质量影响最大的缺陷是裂纹，裂纹的产生可以由不适当的焊接工艺、焊工技术或材料所致。裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹一般是在焊缝金属结晶过程中形成的，是应力对焊缝金属结晶过程作用的结果，冷裂纹是焊缝冷却过程中出现的，它可在焊接后立即出现，也可在焊接后较长时间后出现。

裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷，尖端是一个尖锐的缺口，应力集中很大，任何焊缝都不能允许有裂纹出现，一经发现必须马上返修。

热裂纹的预防措施是控制钢材及焊条中的有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量，减少溶池中低溶点共晶体的形成；预热以降低冷却速度，改善应力状况；采用碱性焊条以降低焊缝中的杂质含量，改善焊缝金属组织；冷裂纹的预防措施是首先从减少氢元素的来源入手，焊接是采用碱性焊条，焊条在使用前必须按规定进行烘干、保温；对接头部位必须先清除油污、水分和锈蚀采用焊前预热、焊后热处理等措施，以利于氢的溢出。

（4）未焊透

未焊透属于一种面状缺陷，通常都是为裂纹类缺陷。主要是焊缝坡口钝边过大，坡口角度太小，焊根未清理干净焊接时有磁偏吹现象，或电流过大，焊件金属尚未充分加热时，焊条已急剧融化；层间或母材边缘的铁锈、氧化皮及油污等未清理干净，焊接位置不佳，焊接可达性不好等。

未焊透的存在会导致焊缝的有效截面减少，从而降低焊缝的强度。在应力主要作用下很容易扩展形成裂纹导致构件破坏。若是连续性未焊透，更是一种及其危险的缺陷。所以焊缝中的未焊透是一种不允许存在的缺陷。

预防措施是正确选用和加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认真操作，防止焊偏等。

（5）未熔合

未熔合发生在焊道之间或焊道与母材之间，通常是因为被焊部位未能完全熔化结合或液态金属流动不充分所造成的。主要是焊接电流过小，焊接速度太快，使母材坡口或先焊的金属未能完全熔化。

未熔合其实质就是一种虚焊现象，从而导致焊缝的有效截面积减少，在交变应力高度集中的情况下致使焊缝的强度降低，塑性下降，最终造成焊缝开裂。

预防措施是焊前对坡口周围进行认真清理，去除油污和铁锈；加强层问清渣；正确选择焊接工艺参数；防止焊条偏心，注意焊条摆动等。

（6）咬边和焊瘤

主要是由于焊接工艺参数选择不当，一般讲，焊接速度过快，容易产生咬边，当焊接速度过慢，容易产生焊瘤。咬边最大的危害是损伤了母材，使母材有效面积减少，也会引起应力集中。预防措施是选择正确的焊接电流及焊接速度，电流不宜过大，且控制弧长，尽量采用短弧焊接，掌握正确的运条方法和运条角度。

3.结语

对于新建、扩建的排水管道焊接过程中，建立焊接质量管理体系、实行全面质量控制，是影响管道焊接质量的关键环节。本文主要针对管道焊接常见缺陷进行了分析，并提出了几点相关的预防措施，旨在能够在理论方面与大家进行探讨。

参考文献

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（2卷）[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性[M].北京：机械工业出版社，1988.

水下焊接篇6

关键词：AP1000核电; 防甩支架; 焊接工艺

1概述

AP1000核电单堆共有防甩支架21套，在发生事故时，防甩支架可以通过塑性形变吸收能量，缓冲因管道破裂产生的意外载荷事件，其结构复杂、支架较重、焊缝较长，导致施工难度较大，施工工期较长。

2防甩支架焊接施工难点分析

2.1施工空间受限。AP1000核电主给水管道防甩支架位于12404房间，施工空间狭窄，在进行焊接施工时会受到墙体、其它支架及主给水管道的影响，部分焊缝距离小于200mm，焊接操作空间受限，焊接施工难度较大，若焊接操作顺序不当，会导致部分焊缝无法焊接。2.2焊接裂纹预防。AP1000核电主给水管道防甩支架主体材质为SA572GR50，因母材较厚，支架具有较大的拘束度。在焊接过程中容易产生焊接裂纹。2.3焊后热处理AP1000核电主给水防甩支架结构复杂，共有41条焊缝需要进行焊后热处理。若焊缝焊后热处理的次数过多，将势必会影响焊接接头组织性能，造成机械性能下降，影响防甩支架的焊接质量。因此对于防甩支架焊后热处理，必须合理分布热电偶，避免重复热处理。

3防甩支架焊接施工工艺

3.1坡口准备。主给水管道防甩支架的坡口焊缝的坡口形式均为单边V型坡口，角度为40°~70°，为减少焊接填充量同时保证焊工在焊接防甩支架具备可操作性，现场对于防甩支架的实际坡口角度保持在45°~50°范围内。因支架具体结构及机械器材型号的限制，防甩支架的坡口加工选用火焰切割的方式进行。切割前通过划线等方式确定切割量，切割时需预留10mm的切割余量便于后续坡口调整。3.2焊口组对及点焊。12厂房主给水管道防甩支架各部件重量较大，需采用手拉葫芦、倒链等工具进行辅助。组对前，在支架表面焊接一个临时吊耳便于吊装。将组对间隙调整到1～5mm范围内，满足要求后进行定位焊。点焊时需注意在点焊的位置在焊缝上均匀分布。焊缝打底结束之后，再去除临时吊耳，去除区域进行打磨处理，并进行PT检测。3.3焊前预热。对于厚板焊接，焊前预热能够减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高焊接接头的抗裂性能。根据标准ASMEⅢ卷给出的预热要求并结合现场施工经验，防甩支架焊前预热的最低温度为95℃，层间温度不超过300℃。通过综合考虑防甩支架结构及现场的实际焊接时的操作性因素，防甩支架在焊接前可采用氧乙炔火焰加热的方式进行预热。加热时，需对焊缝两侧均匀加热，确保焊缝两侧受热均匀。3.4焊接。防甩支架焊缝类型有全熔透焊缝、部分熔透焊缝及角焊缝三种。对于全熔透焊缝，采用氩电联焊的方式进行焊接；对于部分熔透和角焊缝，采用焊条电弧焊的方式，焊接时所采用的焊接参数需严格按照焊接工艺规程要求执行。12厂房主给水管道防甩支架的焊接的关键在于焊接施工逻辑顺序及焊接过程中主体焊缝的顺序制定。3.4.1施工逻辑顺序。整体施工逻辑顺序对于防甩支架的焊接极为重要，施工逻辑顺序不当势必将会造成支架部分焊缝的焊接操作空间受限，影响施工进度。对于防甩支架的焊接，需在主给水管道安装完成之后立即进行，否则将会因防甩支架四周的支架和管道等因素的制约增大了主给水管道的施工难度。1#机组防甩支架在焊接时，因周围其他管道、支架在防甩支架焊接之前已经完成安装，导致部分焊缝焊接时操作空间极为狭窄，施工进度缓慢。3.4.2支架焊接顺序。因防甩支架所处位置施工空间地方狭小，且防甩支架自身结构紧凑，尤其是MFW-01A支架，在进行防甩支架的焊接施工时，需要综合考虑到现场焊接操作空间的影响。因此必须制定整体的焊接顺序，以避免焊接空间受限。以防甩支架MFW-01A为例，在焊接MFW-01A支架时，需要考虑到操作空间的影响，焊接操作空间受限的焊缝优先焊接。首先进行支架主体立柱的焊接，立柱焊接可以采取车间预制的方式进行，焊接时便于翻转。然后进行防甩件支撑底部的焊接，可以避免后续支架施工空间狭窄。接下来进行斜支撑的焊接，斜支撑的焊接顺序也需要根据焊接操作空间的大小来进行，避免出现“焊不到”的情况。3.4.3立柱焊缝的焊接顺序。主给水管道防甩支架主体立柱的壁厚较厚，在焊接过程中，焊缝中会产生较大的焊接应力，极易出现焊接裂纹，必须制定合理的焊接顺序。对于立柱两面四条焊缝，需采用双人对称焊的方式进行。立柱上面的焊缝两人沿着相反的方向同时进行焊接，焊完一层之后，翻转至另外一面，继续按照相反的顺序同时进行焊接，不断的变化焊接面保证焊接收缩量一致，焊接应力可以相互抵消，避免焊接裂纹的产生。3.5后热。焊接过程中焊件的温度分布不均匀，焊缝金属的热胀冷缩等原因，会造成焊缝中存在大量的残余应力。为防止焊缝急冷导致焊缝开裂，需对防甩支架焊缝进行后热处理。在焊接中断之后或焊接完成之后，通过氧乙炔火焰加热对焊缝及焊缝边缘区域进行均匀加热。当焊缝温度达到150℃时，停止加热，并用保温棉进行包裹，延缓焊缝冷却速度。3.6焊后热处理。为了进一步消除残余应力并获得良好的焊缝接头组织，12厂房主给水管道防甩支架上的坡口焊缝在焊接完成后还需进行焊后热处理。根据ASMEⅢNF分卷要求，焊后热处理保温温度为620±15℃,加热温度在425℃以上时，升温速率和冷却速率需按照ASMEⅢNF分卷要求进行控制；加热温度在425℃以下时，升温、冷却速率不限。12厂房主给水管道防甩支架因其结构复杂，坡口焊缝分布广泛，不能对所有焊缝进行整体焊后热处理。现场主给水管道防甩支架在进行焊后热处理时分区域进行。对焊缝接头较多的区域进行整体热处理，避免逐条进行焊后热处理时，相邻焊缝受其他焊缝热处理影响次数过多，对焊缝的组织性能产生影响。而对于不与其它焊缝接触的焊缝，可逐条焊缝进行焊后热处理。

4结束语

通过精心准备，AP1000核电主给水管道防甩支架制订了合理的施工工艺及施工逻辑顺序，保障了防甩支架的安装质量，积累了施工经验，同时提高了技术人员解决相关问题的能力，为后续施工提供了借鉴意义。

作者:盛世宝 单位:中国核工业第五建设有限公司

参考文献:

水下焊接篇7

关键词 :铸铁冷焊 ；焊接应力； 焊接工艺；裂纹；淬硬组织;气孔；

中图分类号： P755.1文献标识码： A

易产生白口及淬硬组织，易产生裂纹和气孔，是铸铁冷焊工艺中最有代表性的缺陷。随着科学技术的发展，新的焊接材料不断出现，冷焊工艺也随之发展起来，在焊接材料的选用、焊接工艺的制定上各家都有独到之处。为进一步总结焊接成功的经验，很有必要对其机理进行研究。现就一些文章中所登的把铸件浸泡在水中，在强制冷却的条件下，采用普低钢焊条（φ2.5~φ3.2E4303）进行焊修的可行性进行讨论。

1理论分析

铸铁冷焊的成功与否，关键在于对白口层及裂纹的控制，因此焊接材料的选择，焊接工艺的制定主要是围绕这两个问题进行的。

白口组织的多少与化学成分和冷却速度有直接关系。石墨化元素不足，冷却速度过快，都是促进白口产生的因素。实践证明，冷却速度的影响较化学元素的影响更大。

裂纹（冷裂纹）的产生与焊接应力的大小及淬硬组织的多少、分布状况有关。应力是根本原因，淬硬组织是必要条件，经测试焊缝金属中心区的 温度与应力关系如图1，从测试图可看出在850℃ 以下开始产生平均应力。在600～700℃之间因发生相变出现某些应力缓和，此后随着温度的降低拉应力直线增加[1]。

当化学元素一定时，冷却速度快有利于白口组织的产生。

有些人试图通过强制性“水冷焊接”达到减少白口及冷裂目的，实际上水冷所能达到的是提高热影响区的冷却速度。可见这种做法只会有利于白口及淬硬组织的产生，同时可能伴随裂纹的出现。

焊缝中热的传播主要靠表面放热和壳体内导热，表面放热包括对流换热和辐射换热。对于较大铸件，使用特定焊接工艺方法，可以通过几种热交换的数值分析[2]来比较水冷焊效果。

壳体内部导热

按文章所说“将铸件放在水里焊补（焊缝露出水面8～12mm）时，导热首先是沿着有焊缝的上平面向四周扩散，然后传到侧面，经8～12mm后，才与水接触。根据大壳体瞬时冷却速度计算公式：

则有：

λ：壳体导热系数，T：某一瞬时温度，T0：室温，q/v：焊接线能量（J/cm））

根据文中所说的条件T空=T水（在同高温时，开始比较空气和水冷条件下时的冷却速度）有：

T0空=T0水（同一室温）；(q/v)水=(q/v)空（同样线能量）

λ水代表在水冷焊时铸铁的导热系数，λ空代表在空气中焊壳体时铸铁的导热系数。

同种材质当温度不同时其导热系数不一样，但按文章所说的特定焊法，传到侧壁8～12mm后的温差很小（用表面温度计测得），故λ水≈λ空。说明从壳体内部导热这方面，在水中和空气中的冷却速度变化不大，没有明显作用。

辐射换热

辐射换热比热流量：qr(卡/公分·秒)

式中εC0为比例系数，其中C0为常量，且C0=1.373x10-4卡/公分2·秒·K4，ε为黑度系数，T0为室温，在水冷、空冷焊时εC0、T0都是一致的。T为焊件被加热的温度。由于采用上述焊接方法，对于较大铸件，在接近水面部位温度基本一致（表面温度计所测），接近室温，此时水的对流交换作用很小，故T水≈T空，即在水冷和空冷焊中其比热流量近似相等。说明在辐射热方面水冷起不到使大铸件快速冷却的效果。

对流换热

对流换热比热流量qk（卡/公分2·秒）

式中：T为固体表面温度，T0为初始温度，αk为对流放热系数（卡/公分2·秒）。

铸件在空冷焊时，全部与空气对流换热；在水冷时，低于焊缝8～12mm的部位是与水进行对流换热（即泡在水中部分），而以上部分是空冷。按上述焊接方法T水≈T空，所以两种焊法空冷部分的qk值可以看成是一样的。对于较大的铸件，在8～12mm以下部分，温度不会有明显升高（由表面温度计测得），即T≈T0≈室温，此时即使αk水≥αk空，但仍αk水≈αk空≈0，即在这种焊接方法情况下，在焊缝以下8～12mm的部位因温度上升很少，无论是空冷、水冷对流换热都不明显。

通过以上的理论分析，不难看出，对于大型铸件，采用文章所说的焊法，水冷实际上没有效应，企图通过这种方法提高冷却速度“控制母材的熔化量”是很难做到的。对于一些小型铸件，水冷还是有效的，确实提高了冷却速度，但这是有害作用，是应防止的。它不但增加了白口层厚度，增加了淬硬组织，而且还极易产生裂纹和气孔。

2 实验结果与分析

为能进一步说明问题，我们完全按照文章所介绍的方法进行模拟试验。采用文章所介绍的φ结422焊条。采用了三组不同体积的铸件进行焊接，绘制热循环曲线图，分别比较水冷、空冷效应。最后观察焊道横断面的金相组织，进一步分析水冷效果的利弊。

2.1热循环曲线

（1）管材这是用来代表小体积的。管材外径80mm，壁厚6mm，长150mm。在水冷焊时只露出顶部10mm（这是按文章要求所做）。焊接参数：电弧电压20V；焊接电流：90A；室温：25℃；焊道长：25mm，焊接时间：10秒。其热循环曲线如图2。

（2）壳体 这是代表中体积的（东方红-75正时齿轮室盖）。焊接参数：焊接电压20V；焊接电流：90A；室温：25℃；焊道长：27mm，焊接时间：11秒。其热循环曲线如

图3。

（3）缸盖 这是代表大体积的（东方红-75的缸盖）。焊接参数：电弧电压20V；焊接电流：90A；室温：25℃；焊道长：26mm，焊接时间：10秒。其热循环曲线如图4。

通过以上三种不同大小的铸件，在不同的冷却条件下，按基本相同的参数进行焊接，可以看出以下问题：①对于小铸件，水冷比空冷速度快；②对于大铸件，水冷效果不明显。

2.2 金相分析

通过金相组织分析（如表1）可以看出：①同一铸件在水冷条件下焊接产生的白口组织及马氏体多；②铸件越大，水冷对组织的影响越小。

表1金相组织

组织 部位 焊缝区组织 半熔合区组织及

白口层厚度（mm） 母材组织

缸盖 空冷 P+F+S+M少+A残余 Lα断续 =0.08 F+P+C片

水冷 P+F+S+M少+A残余 Lα断续 =0.102 F+P+C片

壳体 空冷 P+F+S+M少+A残余 Lα断续 =0.075 F+P+C片

水冷 P+F+S+M少+A残余 Lα断续 =0.086 F+P+C片

管材 空冷 P+F+S Lα断续 =0.08 F+P+C片

水下焊接篇8

关键词：集中供热；热力管道，安装技术，水压试验

通过对以往管道泄露事故的分析，供热管道室内外连接点、管道变径和弯头处、阀门等部位是整个系统的薄弱点容易发生渗漏，导致事故的发生。而导致渗露的因素除了设计不合理、材料不合格之外，还包括管件加工不良、焊接工艺低劣和焊缝的开裂等。 从质量管理的要素讲，“人、材、机、法、环”是影响工程质量的五大因素，因此，在供热管道施工时应严格按照规范要求，保证材料、施工等各方面的质量，从而防止事故的发生。

1 钢管组对及安装

钢管组对前要对钢管及管件进行外观检查，坡口表面应整齐光洁，不得有裂纹、溶渣等缺陷。如发现有保温层防水漆面破裂等现象，该管子及管件不准使用。管道安装前，管道内杂物、砂土应清除干净。

管道采用吊车吊装，吊装时采用钢丝绳加橡胶管外套捆绑。管道吊装时应稳吊稳放，严禁将管道直接推入沟中。管道组对时选用管径差值最小的管节组对，并检测管口椭圆度，根据规范要求椭圆度不大于0.01D。如大于此值，应先校圆并作十字支撑后方可使用。管道安装前，先设置临时支架，以防止管道横向位移，支架应牢固，在整体安装完成之后拆除。钢管对接时，在沟底用倒链配合吊车对管子进行调整，达到点焊条件，点焊牢固后，然后立即焊接。并在焊口200 mm处测量平直度，其偏差值不大于1 mm，且对口间隙为2 mm～4 mm，全线平直度不大于80 mm。

管道连接时，不准强力对口，不准夹焊帮条来缩小间隙。阀门安装前，按设计规定校对型号。阀门外观检查应无缺陷，并开闭灵活。安装时，其开关手轮应置于方便操作的位置，且阀门应在关闭状态下进行安装，吊装时不得将阀门手轮作为吊装点。

补偿器安装时应注意方向，要与管道保持同轴，不能歪斜。安装前应按设计或产品说明书给定的伸长值进行调整。施焊时，两条焊接线应吻合。管道挖眼时，必须先用油毡纸按1B1放样，严禁不放样直接开口，接管时根据设计要求加设披肩式加强环。管道穿井壁时，应加制防水套管，且管道焊缝不宜置于套管内，管道与套管之间的空隙用油麻压实填满。支管在弯头处设软回填，采用YL型冷保温材料，D=60 mm，L=6 m。

2 焊接措施

2.1 准备工作

1）制定焊接工艺，编制焊接作业指导书；2）检查钢管椭圆度不得大于2 mm；3）准备挡风、挡雨材料。

2.2 焊接工艺

焊接前应采用同种母材做试焊。根据试焊情况，编制焊接工艺指导书，进行焊工培训。根据GB 50236-98第4.2.9条规定，焊接母材厚度为12 mm，取试件厚度12 mm。按要求焊好后进行力学试验。焊接前应对焊口表面进行全面清理，并用焊口检测器检查对口坡度，用磨光机将焊口打磨干净，角度不符合要求时用手提砂轮机修磨，坡口及焊口内外清理范围不小于10 mm～15 mm。焊条应进行烘干，选用E4303、R3.2、R4焊条。焊条应放入保温桶中。钢管对口间隙不大于3 mm，错边不大于2 mm，检查合格后方可点焊。点焊时，应对称点焊，其焊缝高度应与第一层焊接厚度一致，点焊时发现裂纹、气孔等缺陷时应及时处理。点焊长度为40 mm～50 mm，环向点焊间距不大于30 cm。焊接时，采取逆向分段跳焊法，每个口对称施焊，同时应使焊缝自由伸缩，并使焊口缓慢降温，以减少焊接热影响。应在无阳光直照与气温较低时施焊，焊后及时清理渣皮及飞溅物。风速不应超过8 m/s，超过时，应采取防风措施，当焊接表面潮湿或在下雨期间，应对焊工和焊件进行保护。除因工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接时应先检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。

2.3 焊接层数的确定

根据经验，每层厚度约为焊条直径的0.8倍～1.2倍时，生产率较高，且容易操作。焊接完毕后，应进行外观检查，外观质量应符合以下要求：不得有熔化金属流到焊缝外熔化的母材上，焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑和灰渣等缺陷，表面光滑、均匀，焊缝与母材应平缓过渡，焊缝宽度应焊出坡口边缘2 mm～3 mm，表面余高不大于2 mm。根据对所有焊口100 %的X光照相检验要求，对检验不合格的焊口要进行返修，每个焊口的返修次数不得超过两次。隐蔽工程记录应把每个焊口的位置标注清楚。待法兰紧固后方可全面施焊与法兰接口两侧相邻的第一至第二接口。每焊一道口，都应随时记录对焊工人员姓名及编号、焊接部位。并用单线图表示出来，作为资料，以备检索。

2.4 水压试验措施

焊口外观检查合格，无损探伤检验符合要求。采用电动加压泵加压，压力表精度不低于1.5级，至少两块，量程为试验压力的1.5倍，即4.0 MPa。使用前先校表，合格后方可使用。所有设备装置经检查无误后，开始注水，排尽空气，当高点放气阀无气排出时，停止注水。升压应缓慢进行，达到工作压力时，恒压3 min，检查两端管身及接口，无异常情况后继续升压，升至试验压力1.95 MPa，恒压10 min。检查各接口、管身无破损及漏水现象，则强度试验合格。水压试验应做好各项记录。水压试验时，严禁对管身、焊口等部位进行敲打或修补，如有缺陷，卸压后修补。水压试验完毕放水时，应先打开排气阀，防止因放水形成真空损坏管道。

3 管道现场接口保温防腐方面的控制

保温接口处的防水已成为关系到直埋保温管寿命的重大问题，地下水一旦从破损处或者未处理好的缝隙处渗入就很难再流出来，造成管线长时间加速腐蚀，同时造成能源浪费。基材处理时要将施工中的管道外壁的泥沙和焊渣处理干净，并涂上耐高温防锈漆。 外护管焊接时 DN200 及以上的护管用电熔套进行焊接，DN200以下的才可以用现场手工气焊进行。电熔套焊接时要用专用焊机进行加热，要严格按照操作规程操作，保证焊接时间和温度，外护管焊接时尤其要注意三通处的焊接质量。电熔焊完成后还应该在两侧焊口处手工焊接一层专用收缩带进行保护， 专用收缩带通过火焰加热收缩，将管道外壳和接头套袖搭接处严密柔性连接起来，可保护接头的密封防水并消除接头处的轴向热应变。

4 结语

供热管网是一个系统工程，组成复杂，工序众多，质量要求高运行环境恶劣，只有重视组成系统的所有工序质量控制，以及重视管网工程的所有环节，才能构成一个优质的热网工程。

参考文献

[1]城市热力网设计规范CJJ34-2002[S].

[2]工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-1997[S].

[3]城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98[S].