焊接質(zhì)量在大口徑長輸管道中常見問題及其控制措施探討

1、<p>　　焊接質(zhì)量在大口徑長輸管道中常見問題及其控制措施探討</p><p>　　摘 要：改革開放以來，不論是鋼管的制造水平還是焊接技術(shù)的水平，都達(dá)到了一定的程度，正因?yàn)槿绱?，用于長距離的介質(zhì)運(yùn)輸?shù)拈L輸管道也被廣泛地運(yùn)用。在施工過程中，很大程度上都是采用自動化、機(jī)械化的施工工藝，因此對于施工過程的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。本文就筆者多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)針對大口徑長輸管道的焊接質(zhì)量控制展開討論。 </p>

2、;<p>　　關(guān)鍵詞：大口徑長輸管道 焊接 質(zhì)量 控制 </p><p>　　一、管道施工常用的質(zhì)檢方法 </p><p>　　一般情況下來說，為了能夠有效地保證管道的使用壽命以及其自身的施工安全，我們要對焊縫的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制檢驗(yàn)，而且大口徑長輸管道的運(yùn)行壓力也比較高，只有這樣才能保證管道在運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)泄露或者爆裂等問題而造成介質(zhì)外泄，從而污染環(huán)境以及帶來經(jīng)濟(jì)方

3、面的損失。在管道焊接完畢，無損檢測也完成后，要進(jìn)行最后一道的檢驗(yàn)工序，即壓力試驗(yàn)。通常試壓是分段進(jìn)行，試壓分段要按照管道試壓時(shí)，最低點(diǎn)壓力不得大于管道屈服強(qiáng)度的百分之九十、最高點(diǎn)要與設(shè)計(jì)壓力相符的要求來進(jìn)行。因?yàn)殚L輸管道的輸送壓力相對較高，所以出于安全的考慮，通常采用潔凈水作為試壓介質(zhì)。在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)與嚴(yán)密性試驗(yàn)。 </p><p>　　二、焊縫常見質(zhì)量問題 </p><p&

4、gt;　　一般情況下，我們會通過長輸管道的施工工藝以及其檢測方式，把它的焊接缺陷分為兩種：焊縫成型和微觀組織。 </p><p><b>　　1.咬邊 </b></p><p>　　所謂的咬邊就是在焊接時(shí)熔敷金屬無法按照要求蓋住母材的坡口，從而在焊道邊緣處留有缺口，比母材低。咬邊如果比較淺短即使不做處理也無大礙，但是如果咬邊過深，則會嚴(yán)重的影響到焊道的力學(xué)性能，產(chǎn)生應(yīng)

5、力集中致使接頭的強(qiáng)度有所降低。通常產(chǎn)生咬邊的原因有幾個(gè)，比如電流值過大，電弧過長無法集中，致使熔池熔敷不到位；或者焊條的傾斜度不準(zhǔn)確，出現(xiàn)偏吹，以及焊接時(shí)手法不正確，擺動不到位等等。 </p><p><b>　　2.夾渣 </b></p><p>　　所謂夾渣是指在焊縫中留有雜質(zhì)，比如熔渣或者鐵銹等等。通常在層間最容易出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象，其它的諸如焊道根部等部位也會出現(xiàn)。

6、夾渣的形狀大小不同，其中尖銳的夾渣會對焊道的塑性產(chǎn)生影響，特別是在焊道受到拉應(yīng)力時(shí)，會出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中。產(chǎn)生夾渣的原因也有很多，比如進(jìn)行多層焊接時(shí)未將熔渣清理干凈，造成焊道中埋有熔渣；焊接的電流不足以將熔渣充分融化使其浮出熔池；坡口過小，或者坡口和上層焊道形成一個(gè)夾角，導(dǎo)致熔渣無法充分融化而浮出熔池等。 </p><p>　　3.未熔合和未焊透 </p><p>　　未熔合是指在焊接過程

7、中，焊道和母材坡口中、上下層焊道之間未完全熔化結(jié)合，形成缺陷。相對而言，由于未焊透導(dǎo)致焊道的有效截面積減小，而且因?yàn)閷儆陂_口性缺陷，會導(dǎo)致比較嚴(yán)重的應(yīng)力集中，因此相對而言未焊透對焊道的危害比較大。在管道下溝時(shí)，或者承壓比較高的條件下，假如有比較深的未焊透現(xiàn)象，則焊道有可能會沿著未焊透處撕裂。通常產(chǎn)生未熔合與未焊透的原因主要是因?yàn)槠驴诘募庸げ粔蛞?guī)范，角度過大，鈍邊過厚，未留下足夠間隙；過度進(jìn)行層間清理導(dǎo)致坡口被打?qū)捫纬蓽喜?；或者焊接手法?/p>

8、穩(wěn)，電流過小，線能量輸入過小等等。 </p><p><b>　　4.氣孔 </b></p><p>　　通常氣孔是因?yàn)槿刍饘倌虝r(shí)，未將熔池中的氣體溢出而形成。一般氣孔的形狀有條形的、球形的或者柱狀形的以及密集性氣孔，此外，在長輸管道的焊接過程，還容易出現(xiàn)一種縮孔缺陷，在進(jìn)行射線檢測時(shí)，其投射到底片上的影像比較類似于氣孔，不過其形成機(jī)理通常是因?yàn)槿刍饘倌虝r(shí)，液

9、相向固相轉(zhuǎn)變這程中出現(xiàn)體積差而導(dǎo)致的，其與氣孔在本質(zhì)上就不相同，此處由于該缺陷相對較少，所以不做討論。通常普通的氣孔缺陷對于管道的危害都比較小，在某種情況下還會起到止裂的作用，但是一些很深的柱形孔或者面積比較大的圓形孔則危害較大。在焊接過程中產(chǎn)生氣孔的主要原因主要有以下幾點(diǎn)：焊材或者坡口的清潔度不夠，存在鐵銹油污等雜質(zhì)，或者焊材受潮；焊接時(shí)電源的電壓、電流值不穩(wěn)定；焊接速度過快；保護(hù)方法不合理等等。 </p><p&

10、gt;<b>　　5.裂紋 </b></p><p>　　相對來講管道焊接過程中，危害性最大的缺陷就是裂紋。裂紋呈現(xiàn)出一定的延伸性，如果焊道存在內(nèi)應(yīng)力，則裂紋會一直擴(kuò)展、延伸，從而破壞整個(gè)焊道。所以在長輸管道的施工過程中，堅(jiān)決不允許出現(xiàn)裂紋等狀況，而且也不可返修，一旦出現(xiàn)裂紋，則要割口重焊。通常產(chǎn)生裂紋的原因基本上都是因?yàn)楣に囈?guī)程未執(zhí)行到位，或者外部應(yīng)力過大而導(dǎo)致的。下面我們主要看一下液化裂

11、紋、結(jié)晶裂紋以及延遲裂紋。 </p><p><b>　　5.1結(jié)晶裂紋 </b></p><p>　　通常結(jié)晶裂紋是比較常見的熱裂紋的一種，在焊縫凝固的過程中會形成結(jié)晶裂紋。結(jié)晶裂紋只會出現(xiàn)在焊縫中，大多數(shù)呈現(xiàn)出縱向或者弧形分布在焊縫中心和兩側(cè)等部位。產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的主要原因是由于熔池中存在過多的雜質(zhì)，冷卻的速度過快，或者由于外界應(yīng)力過大。在管道施工過程中，焊材與母材

12、均要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，將材料不合格的因素排除后，熔池中如果存在過多的雜質(zhì)通常是由于未按照規(guī)程操作多次返工后造成的。此外，強(qiáng)行組對或者不預(yù)熱也會導(dǎo)致冷卻速度過快、應(yīng)力過大。 </p><p><b>　　5.2液化裂紋 </b></p><p>　　形成液化裂紋的機(jī)理與結(jié)晶裂紋基本上是一樣的，均是由于存在晶間低熔相或者共晶，在液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，因?yàn)榇嬖诶鋮s收縮使得晶粒邊界

13、出現(xiàn)裂紋。不過液化裂紋通常在多層焊時(shí)，母材多次受熱后晶間層重新熔化所形成。所以液化裂紋一般最容易出現(xiàn)在前層焊道存在偏析處或者母材的坡口邊緣處。在進(jìn)行長輸管道焊接時(shí)，如果無損檢測底片顯示裂紋的部位在焊道層間，一般都屬于液化裂紋。 </p><p><b>　　5.3延遲裂紋 </b></p><p>　　在管道施工過程中，比較常見的一種裂紋缺陷即延遲裂紋，其屬于冷裂紋，

14、通常在焊后幾個(gè)小時(shí)甚至幾天后才會出現(xiàn)，而且時(shí)間越長，延遲裂紋會越來越多越來越長。一般延遲裂紋主要是由于母格淬硬傾向、焊接接頭承受的應(yīng)力和焊縫氫含量來決定的。要避免產(chǎn)生延遲裂紋可以從三個(gè)方面加以控制，即降低焊縫的冷卻速度，改善焊縫組織以及降低焊接應(yīng)力。具體措施包括：選擇制作鋼管的鋼材時(shí)，盡量選擇抗裂性比較好的材料，焊接材料也要合理選擇，焊接施工時(shí)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，保證焊縫組織結(jié)構(gòu)的韌性與塑性；按照焊接的工藝要求進(jìn)行預(yù)熱，如果冬季施工則

15、要采取相應(yīng)的保溫措施，如果有必要則進(jìn)行焊后加熱或者熱處理；對組對應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡可能不采用外對口器進(jìn)行強(qiáng)制組對，特別是在管道連死頭時(shí)，禁止使用千斤頂、吊管機(jī)上提或者采用挖掘機(jī)下壓來進(jìn)行對口間隙的調(diào)節(jié)。 </p><p>　　三、焊道缺陷的返修 </p><p>　　在焊接工序全部完成后，施工機(jī)組要對焊縫的外觀進(jìn)行自檢，自檢合格后再向檢測公司申請無損檢測，無損檢測的方法通常是超聲波檢測

16、或者射線檢測。在完成探傷后，要對合格的焊口做相應(yīng)的防腐處理，如果焊口不合格，則要做返修。返修的具體作法如下：按照射線檢測底片的位置在焊口上標(biāo)示出需要返修的部位，再利用角向磨光機(jī)或者碳弧氣刨打開焊縫，發(fā)現(xiàn)缺陷將其磨除再進(jìn)行補(bǔ)焊。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，我國的天然氣發(fā)展前景下步入高峰期，隨之我國的長輸管道也逐漸步