压力管道焊接缺陷成因和控制对策

2015-03-15毛建海李瑞娜

北极光 2015年10期

文/毛建海李瑞娜

由于社会的飞速进步，压力管道应用更加广泛，因其焊接存在的缺陷，使压力管道的应用过程中依然有安全隐患，为减少压力管道存在的隐患，需提升其安装和运作、维修与检查标准，从根源上降低安全事故发生的可能性，并防止压力管道爆炸情况。压力管道安全事故的发生，是由于管道爆炸或管道漏气导致的安全事故占比最大，其关键因素是压强超高、管道严重锈蚀、高温或焊接效果不达标导致的管道泄漏。如上原因中，压强超高与管道严重锈蚀以及高温关键是因为运营阶段管控不良而导致的，焊接效果不达标通常情况下均由于施工过程中质量问题或未遵循规章制度对管道实行有效验收导致的。

1 压力管道焊接缺陷的成因

压力管道所有部件中最关键也是最容易出问题的部分就是焊接点，任何一个焊接点都有极大的可能性对总体压力管道的承载力产生影响。所以，若管道焊接点有缺陷存在，就极易出现压力管道泄漏的情况，甚至导致安全事故的发生。进行压力管道焊接的过程中导致缺陷的关键因素为如下几个方面：管道出现裂痕、焊接不充分、焊接部位未完全融合、焊接面沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷、焊接中残留在焊缝中的熔渣以及焊接部位存在许多气孔等情况。此类情况通常肉眼不能完全发现，其在整体金属主结构内普遍存在，造成总体金属面遭到割裂，导致压力管道应力局部增高的情况出现。在介质内部压力的影响下对上述缺陷问题实行加压，导致基杆逐步出现裂缝，且逐渐发加重成为肉眼可以观察到的裂缝，最后贯穿压力管道壁，造成管道泄露和管道爆炸的安全问题出现。所以，以压力管道的角度来看，焊接效果的优劣对压力管道的安全系数有直接的影响。

2 压力管道焊接缺陷的基本类型

2.1 焊接夹渣

焊接夹渣属于一类多见于因为焊缝阶段出现焊接失误的缺陷，焊接夹渣通常分成两类，第一类为焊接金属夹渣，第二类为是焊接非金属夹渣。且焊接夹渣的类型也多种多样，通常有如下几个类型：斑点形状、条纹形状、锁链形状以及密集散布夹渣。依据有关机构资料显示，与焊接缝内深埋的斑点形状焊接夹渣和条纹形状焊接夹渣属于压力管道审查中最多见的一类焊接问题，针对此类焊接夹渣的断层进行检查，能够看出其形状通常为类似椭圆形滑面。

2.2 焊接气孔

焊接气孔通常是实行压力管道焊接工作的阶段，因焊弧热而熔化成池状的母材部分中的部分气体在彻底固化前未能排除，最终残留在焊接缝内，产生了对应的空气空洞，且焊接气孔的形成途径较多。焊接气孔中残留的主要气体通常是H2或CO。针对焊接气孔的填充部位，通常情况下，均具有锈蚀痕迹或污染痕迹，焊接气孔产生的物理因素通常由于焊条未能实行完全烘干，因焊弧热而熔化成池状的母材部分的冷却速度高于预期。通常来讲，焊接气孔大部分散布于焊接缝接近管表面部位，同样属于导致高压管道外表面裂痕出现的关键因素。

2.3 未焊透或未彻底熔合

未焊透主要是指，实行焊接的过程中，接头未彻底熔合，焊接金属未进入接头根部的情况，直接造成部分残留。这种情况属非常多见的焊接缺陷，关键因素是由于焊接人员实行焊接工作阶段，未遵循标准规定实行焊接，操作生疏导致未熔合同样属于多见的焊接缺陷，通常是由于焊接金属与被焊接材料彼此形成超标的焊接缝。针对管道中较多采用的X焊接坡口，不管是未焊透或者未熔合的焊接缺陷，通常均存在全部焊接坡口接口的中央部分，和管道外表的距离较远，管道断面形状通常为椭圆或无规则形状。

2.4 焊接缝外表面形成的裂缝

焊接缝外表面接触位置的原子结构形成了原子层面上的晶体中粒子之间存在着相互作用力影响，则在焊接缝外表面产生裂缝，形成对应的缝隙。此类焊接缺陷对压力管道来讲，属于非常致命的缺陷，由于此类焊接缺陷通常是压力管道破裂的主要原因。此类焊接裂纹的种类通常分为如下几点：结晶性质、液化性质、热应力性质、延迟性质、应力腐蚀性质、其它性质的裂纹等形式。

3 针对压力管道焊接缺陷的控制对策

3.1 对错边或角变形的控制对策

实行压力管道拼接的阶段，参差不齐而粗糙的边缘和角变形的情况根本无法杜绝，可万一压力管道在实行拼接结束或今后的应用阶段发生参差不齐而粗糙的边缘或角变形的情况，想将此类问题彻底解决就非常困难。唯一切实可行的预先防范措施即在实行工程施工阶段，严格遵循有关的工程施工准则，将总体焊接缺陷掌控于能够实行调节的范围。

3.2 焊接气孔与焊接夹渣的控制对策

此类情况通常为深埋产生的焊接缺陷，实行自我检查阶段需切实解决，还需实行重新的焊接工作，否则压力管道应用阶段肯定会出现管道泄漏和管道爆炸的安全事故。依据有关资料显示，大部分压力管道全部焊接气孔和焊接夹渣为大范围扩散的情况。对于此类特征，为针对焊接气孔和焊接夹渣实行消除，针对已经炭化的压力管道，最佳方式是采用氩弧焊进行打底作业。

3.3 未焊透或未彻底熔合的控制对策

未焊透的问题通常发生于两类焊接模式，即手工焊接与自动焊接焊接面。对其实行处置的过程中，若发现问题的部位处于允许标准范围，则不需要进行返修工作。未熔合的问题通常会形成于焊接缝的金属与破口相交位置，此时，最佳模式即实行补焊工作，防止意外情况的发生。

3.4 焊接裂纹情况的控制对策

焊接裂纹属于压力管道焊接缺陷中常见的缺陷，同时是对压力管道危害严重的缺陷。常用的处置方式如下：第一，全部距离管道外表面较近的裂纹均对其实行打磨解决；第二，若管道裂痕自身的尺寸超出标准范围就要应用补焊模式实行处置；第三，若能够确保压力管道自身应用的安全性，则保留部分细微裂纹，以对裂纹的发展原理实行记录分析，确保之后发展趋向的可靠数据，取得安全隐患的发展趋向且研究预防对策。