长输管道焊接缺陷及预防措施

长输管道焊接缺陷及预防措施
摘要:管道的焊接施工是管道建设当中最主要的环节之一，管道焊接施工质量不符合设计标准，会导致管道工程的前期所有工作前功尽弃。

当前，由于能源的需求量快速增加，长输管道运输油气资源的方式已经得到了越来越充分的应用，因此，本文将通过分析长输管道焊接中常见的焊接质量缺陷，对施工过程中的各质量环节控制要素进行讨论，提出相应的焊接质量控制预防措施，提升管道焊接的质量，保障我国油气输送管道的质量，确保能源输送安全可靠。

关键词:管道焊接缺陷; 对策
一产生缺陷的种类分析及整改措施
1气孔形成的原因：
1.1熔敷金属冷却太快，气体来不及逸出，形成了气孔；
1.2电流过大造成焊条熔化速度太快，对焊接熔池不能起到很好的渣气保护;
1.3施焊环境湿度大，采取措施不得利；
1.4焊条的使用，保管没严格按标SY0401-98标准规定执行，使焊条受潮。

2采取的措施：
2.1焊条当天用多少带多少，如有剩余则按规定烘干后使用。

2.2严格按工艺规程执行，杜绝违规作业，当空气湿度大于90 %时，将管口部位加热至100～150 ℃。

2.3选择合适的电流、电压。

2.4按规定清除坡口及焊条上的污垢。

2.5采取有效的防风措施。

二夹渣形成的原因及措施
夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质。

其在焊道根部、层间均有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。

1产生原因
1.1从试件焊接缺陷统计表中，可以看出夹渣是整个焊接过程形成缺陷的主要因素，其根本原因就是清根，打磨不到位。

1.2接头边缘有污物存在，下向焊工艺焊接层次多，熔池浅，各层间的熔渣清理不干净，形成了夹渣；
1.3焊接过程操作手法不当，在控制熔渣超前问题存在困难；
1.4焊接电流过小，熔敷金属不能完全摊开，铁水流动性减少，造成夹渣；
1.5熔敷金属太厚使内部熔渣不能及时浮出来，便形成了熔渣。

2采取的措施：
2.1根据位置变化在工艺参数允许的区间内适当地调整工艺参数；
2.2认真地打磨各层间接头，防止在引弧处产生夹渣；
2.3认真清理坡口及焊层间的熔渣；
2.4采取有效的防护措施，以防止焊接电弧不稳，或熔渣超前形成的夹渣；
2.5加强质量教育，多沟通加强员工责任心。

三焊接裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。

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，直至焊道被破坏。

所以，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。

应对措施控制焊接裂纹
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。

所以，在施工中要选用抗裂性好的钢材制作钢管，合理选择焊接材确保焊缝的组织结构塑性和韧性；根据工艺要求进行预热，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；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施工。

四未熔合
未熔合是指焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。

其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。

未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。

根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。

坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。

未熔合属于面状缺陷，易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。

因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。

管道未融合预防措施
管道施工中，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，层间清理不要过度，以免造成坡口被打宽，形成沟槽等操作手法要稳，要控制好电流，避免线能量输入太小，预防管道施工中未融合现象。

五咬边
所谓咬边就是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。

这都严重影响了管道输送的安全度。

咬边预防措施
施工过程中，要调整好焊接参数，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。

操作手法要稳，运条的摆动要到位，严格控制咬边。

六焊接应力
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。

焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节。

焊接应力措施
采用预热法、同步收缩法等措施控制焊接应力。

管道焊接中，焊接温差越大，残余应力越大，同时从组织转变来说，冷却越快组织应力也越大。

预热可减小温差和减慢冷却速度，从而减小焊接应力。

同时，焊缝的收缩受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力，有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩而形成较大的应力，采取适当的工艺措施，使能允许它或者部分允许它收缩，就可以免除或者部分地免除残余应力。

同步收缩法就是基于这个原理所采取的工艺措施。

施工中，采用合理的焊接次序，尽量使焊缝能比较自由的收缩，特别是那些收缩比较大，残余应力比较大的焊缝，也可以实现控制焊接应力的目的.
七材料因素
焊接材料是影响焊接质量的关键因素. 对于焊接材料的控制通常从采购运输保管焊前烘干几个方面进行控制.如焊丝焊条必须采用工艺规程中要求的牌号型号选购厂家必须是合格的供货商等对于焊剂保护气等主要起保护作用的材料也应注意其纯度干燥度等情况. 焊前烘干是必须进行的一道关键工序尤其对于低氢焊条更应该严格注意.
八环境因素
长输管道的施工环境一般都比较恶劣, 尤其是水网风区雨季对焊接的施工质量影响更大.一般在焊接工艺规程中都会对施工环境进行要求.保证焊接质量的有效措施现在这些配置都已经成为焊接施工机组的必备材料.对于一些高坡大型冲沟等地段由于地形本身带有较大的坡度, 使焊接位置也都带有一定的斜度
这对焊接质量也就提出了更高的要求通常此类地段均应由具有6G位焊接资格证的焊工进行焊接, 以确保施工质量.
结语：
管道建设对于确保我国能源生命线安全，为社会经济建设提供坚强的保障有重要意义。

当前，我国油气管道焊接施工方面仍有许多不足，我们只有在实践中不断探索新的措施，加强管道焊接技术创新，才能确保能源生命线的安全，为我国的现代化建设提供能源保障。

参考文献
[1]天然气管道焊接施工质量控制措施何文杰;王杰中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司建安处[J]河南建材2010-12-20
[2]张春梅.浅谈不锈钢管道焊接施工的质量控制.秦皇岛市安装工程有限公司[J].价值工程。