长输管道下向焊焊接缺陷及防止措施

王晓香

摘要：本文根据自己在天燃气管道工程中使用下向焊工艺施工过程工作经验，总结了使用下向焊工艺在具体施工中会出现的缺陷和预防这些缺陷发生的一些措施。

关键词：下向焊接；纤维素焊条；焊接缺陷；防止措施

前言

下向焊工艺是从60年代中期开始发展起来的一种手工电弧焊焊接工艺方法，目前,这种方法因其生产率高、易保证焊接质量等特点,在国内已用于压力容器和大口径输油、输气管线的焊接。下面根据在石化行业天燃气管道工程的实际应用情况,对其焊接缺陷及防止措施进行简单介绍。

1 下向焊焊接特点及采用纤维素下向焊焊条的优点

1.1 在长输管道的焊接中经常采用下向焊焊接工艺，例如在石化行业天燃气管道工程中采用了纤维素焊条打底、药芯半自动填充盖面和复合型下向焊焊接工艺。

1.2 下向焊焊接特点是，在管道水平放置固定不动的情况下，焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊，一直到底部中心。其焊接部位的先后顺序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。

1.3 下向焊焊接工艺采用纤维素下向焊焊条，这种焊条以其独特的药皮配方设计，与传统的由下向上施焊方法相比，其优点主要表现在：

1.3.1 焊接速度快，生产效率高。应用该种焊条铁水浓度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率50%。

1.3.2 焊接质量好，纤维素焊条焊接的焊缝根部成型饱满，电弧吹力大，穿透均匀，焊道背面成型美观，抗风能力强，适于野外作业。

1.3.3 减少焊接材料的消耗，与传统的由下向上焊接方法相比焊条消耗量减少20%-30%。

1.3.4 焊接一次合格率可达96%以上。

2 在使用向下焊焊接工艺施工过程中易产生的缺陷

2.1 夹渣产生的原因

2.1.1 打底焊后不彻底，致使在快速热焊时，未能使根部熔渣完全溢出。

2.1.2 打底焊清根的方法不当，使根部焊道俩侧沟槽过深，呈现W状。在快速热焊时，流到深槽的熔渣来不及溢出而形成夹渣。

2.1.3 在6点钟位置收弧过快也易产生夹渣。

2.2 气孔产生的原因

2.2.1 盖面焊时，熔池过热，吸覆大量的周边空气。

2.2.2 盖面焊时，焊条摆动幅度太大，熔池保护不良。

2.2.3 根部间隙过小，容易产生根部针形气泡。

2.2.4 焊条未在规定时间内用完或长时间暴露在空气中。

2.3 裂纹产生的原因

2.3.1 如果施工地段起伏较大，土墩未及时垫到位，使管子处在受力状态，在焊接收弧点（尤其是6点钟位置）易出现应力裂纹。

2.3.2 在焊接过程中，如果早松开或撤离对口器，致使熔池中的铁水未来的及凝固好，在焊接收弧处容易产生裂纹。

2.3.3 焊工在6点钟位置采用直线熄弧等不当的收弧方法，致使熔池未填满形成弧坑而出现弧坑裂纹。

2.4 内凹产生的原因

2.4.1 打底焊时焊条送入深度不够。

2.4.2 焊接电流过大，热焊时在5-7点位置运弧太慢。

2.4.3 对口间系过大。

3 针对易产生的缺陷所采用的措施

根据工程用的管材和焊材要求，对每次工程要作好焊接工艺评定，编写好焊接工艺操作规程，并要求电焊工严格按焊接工艺规程要求进行操作施焊。

作好焊接的保护，焊条在运输和存放过程中，严禁摔、撞、磕及碰等，确保焊接的完好性。

3.1 焊前准备要求

3.1.1 组对前应将坡口及其外侧表面不小于25mm区域范围内的油、漆、垢、锈和毛刺等杂物采用电动钢丝刷清理干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷，并呈现金属光泽。

3.1.2 组对前要对坡口进行修磨，使坡口角度及钝边等符合设计参数和焊接工艺要求。

3.1.3 焊接施工前应用砂轮机将钢管两端15mm内的螺旋焊缝磨成缓坡，以保证该处焊道熔合良好。

3.1.4 管道组对尺寸要符合焊接工艺要求。

3.2 焊接过程中采取的措施

3.2.1 防止夹渣的措施

打底焊后要派专业砂轮工进行清渣，清根要彻底，每个接头点一定要打平。清根时要将根焊道清成“U”形槽，避免清成“W”形槽。6点钟收弧时要将熔池填满后，再运弧到成形的焊缝上进形收弧，要采用平甩法熄弧。

3.2.2 防止气孔的方法

3.2.2.1 盖面时，电流不要太大（电流应低于填充焊电流），采用小电流、短电弧、快焊焊接，避免过热现象，防止表面气孔。

3.2.2.2 焊接时采用适应的运条技术，否则将使熔池超前，易造成长时间短路、焊条粘在焊道上，这对脱氧不利，易产生气孔，但是焊条摆动宽度不应超过焊条直径的两倍，否则也易产生气孔。

3.2.2.3 防止组对间隙过小缺陷，由于组对间隙过小，在焊接时造成过大的母材稀释作用，而妨碍排气，致使形成根部针状气泡。

3.2.2.4 焊条在使用过程中，要存放在焊条保温筒内，要随用随取，严禁焊条暴露在外，以防焊条受潮。

3.2.3 防止裂纹的措施

3.2.3.1 再起伏地段施工时，土墩要及时垫到位，或采用倒链严格控制在焊接过程中焊口受力。

3.2.3.2 焊接过程中严禁松撤对口器。

3.2.3.3 电焊工在6点钟位置收弧时，一定要保证熔池填满，且采用平焊法方式熄弧，严禁采用直线式方法熄弧。

3.2.4 防止内凹缺陷的措施

3.2.4.1 加强质检力度，控制组队质量，确保组队间隙，钝边符合焊接工艺要求。

3.2.4.2 土墩一定要垫得足够高（一般不低于400mm）以便于焊工操作，保证运条深度。

3.2.4.3 打底焊时电流不易过大，而热焊在5-7点钟位置时运条速度要适中，不要太慢。

4 结论

以上为我在天燃气管道施工中的一点经验，通过实践证明，长输管道下向焊在焊接过程中采取的措施可以很好地避免焊接缺陷。