东湖水库大口径螺旋钢管焊接质量控制

2018-03-25王海滨

山东水利 2018年5期

王海滨，杨震

（青岛瑞源工程集团有限公司，山东青岛 266555）

东湖水库输水工程是南水北调续建配套工程的重要组成部分。工程全线埋设大口径螺旋钢管长22.7 km，总投资2.7亿元。青岛瑞源工程集团有限公司项目三标主要施工内容为输水管线15+400－19+500（折腰村－东湖水厂）段及 0+000－2+100（东湖水厂－东联供水叉管）段，采用规格为DN1400（壁厚14 mm）的螺旋焊管7 380 m、DN1200（壁厚12 mm）的螺旋焊管2 100 m。

1　大口径螺旋焊管焊接质量要求

对首次采用的钢材，施工单位必须在施焊前按设计要求和有关规定进行焊接试验，并根据试验结果编制焊接工艺指导书，施工前进行样板段施工，经检验合格后方可大面积施工。焊接施工前，应对焊管进行检查，焊管接口存在锈蚀、油污、水渍等污物的，应采用磨光机对焊口进行打磨。对检查坡口形式及尺寸应符合设计文件要求，对角度不符合要求的用手提砂轮机对坡口及焊口周围进行修磨。修磨范围应超出坡口及焊口1.0 cm。钢管焊接前先修口、清根，检查管端端面的坡口角度、钝边、间隙。施工过程中应保证施工表面光滑、焊口均匀，焊材与母材之间的过度平滑自然，焊口表面余高应小于或等于1.0+0.2倍坡口边缘宽度，且不大于4.0 mm；焊口宽度应焊出坡口边缘2.0～3.0 mm，咬边深度应小于或等于0.5 mm，不得有熔化金属流到焊缝外未熔化的母材上，焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑和灰渣等缺陷；焊缝两侧咬边总长不得超过焊缝长度的10%，且连续长不应大于100.0 mm，错边不应大于2.0 mm，严禁出现未焊满现象。

2　焊接质量影响因素分析

1）人员因素：焊接施工人员素质参差不齐，质量意识差。未进行岗前培训或技术交底不足导致施工失误。

2）机械设备因素：施工单位设备不齐全，未配备专用电焊机或烘烤箱等，设备检查保养不到位。

3）材料因素：管材壁厚、圆润度、防腐层等各项指标不达要求；管口、坡口污染，焊材、焊条不符合要求。

4）焊接方法因素：工艺方法选择不当，实际施工中往往出现焊接速度过快、焊接电流不适应，焊枪运行方法不当等现象，导致气孔、咬边、错边、焊瘤等质量问题。

5）外界环境因素：施工现场的风速过大、相对湿度过大、施工坑积水等问题影响焊接质量。

6）检查验收因素：进场管材、焊缝的检测频率不够，焊缝的检测手段落后，不能覆盖整个工程，暴露的质量问题处理方式不当。

3　焊接质量控制措施

1）人员控制。根据施工要求，对焊接队伍进行技术交底。组织有关操作人员，熟悉施工图纸及规程规范，根据施工要求选择适合的焊接工艺，并编制焊接作业指导书。要求施工单位必须配备具有相应资格且经过岗前培训的、持证技术人员方可上岗，施焊范围不得超过其资格证书的规定，且须按照焊接工艺指导书开展相关工作。

2）机械控制。焊接施工前应对施工单位的设备进行摸底统计，保障设备齐全，要求具有与焊接工程相适应的焊接设备，检验和试验设备，检验仪器仪表经计量检定、校准合格且在有效期内。大口径螺旋焊管焊接质量要求严格，需采购专用烘烤箱对焊材进行处理。同时要求采用的电焊机电流稳定，保证在105A－160A之间，避免焊缝出现气孔、咬边、错边、焊瘤等质量问题。各项施工设备应定期维护保养，保证现场使用时工作稳定无故障。以最长3个月为周期，定期进行机械可靠性检查并记录齐全，以保证机械的性能指标。

3）材料控制。检查到货钢管的圆度和坡口是否符合有关技术要求。首先检查进场检查材质单是否符合国标要求，选用的钢管应具备完善的焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工、热处理工艺参数、相应钢管的焊接接头性能数据等资料。其次钢管的化学成分、力学性能复验首先应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定，最后检查金属管节表面有无斑疤、裂纹、严重的锈蚀等缺陷，壁厚、圆润度、防腐层等各项指标均符合质量要求。严格要求焊接队伍根据标准选择焊条和焊丝。进场的焊材应由生产厂家提供熔敷金属化学成分、性能鉴定资料及指导性焊接工艺参数，对现场使用的焊条进行完好度检查，确保焊条无焊药皮脱落现象，焊接前要利用专用的烘烤机对焊条进行烘干处理，本次采用ZYHC－40型自控远红外电焊条烘干机对焊条进行处理。

4）焊接方法控制。在焊接施工前，应对逐根钢管进行量测，选用管径相差最小的管节对口焊接。对口时应保证管节内壁齐平，错口的允许偏差应为壁厚的20%，且不得大于2.0 mm。管道焊接前，焊工对坡口进行打磨处理，去除锈、水等污染物，管节组对焊接时应先修口、清根，管端端面的坡口角度、钝边、间隙，应符合设计要求，不得在对口间隙夹焊帮条或用加热法缩小间隙施焊。为避免产生气孔、咬边、错边、焊瘤等质量问题。焊接速度应不超过每分钟16.0 cm，焊枪前倾角应符合相关标准，保证焊枪前倾角70～80°，管道焊接中氩弧焊采用直流正接，手工电焊采用直流反接。焊枪直线行走，焊接均匀连贯，焊缝检测均匀饱满，焊透无气泡。

5）环境控制。焊接施工作业时应首先清除管道上的冰、雪、霜等；焊接作业区的相对湿度大于90%，焊接环境温度低于－10℃必须停止施工；焊接作业区相对风速不宜超过8.0 m/s，如果超过此范围，应采取措施保障焊接电弧区域不受影响。焊接环境温度如果低于0℃高于－10℃，应采取加热或防护措施，确保接头焊接处各方向不小于两倍板厚且不小于100 mm范围内的母材温度。焊接时，应使焊缝可自由伸缩，并应使焊口缓慢降温；冬期焊接时，应根据环境温度进行预热处理。加强施工坑排水，杜绝带水作业。

6）检验控制。检验分自检和监检两类。该工程质量检验控制主要是焊接检验，焊接检验分为焊前、焊中、焊后检验。焊前需对钢管、焊接材料的规格、材质、外观及质量证明文件进行检查；焊工合格证及认可范围坡口形式及表面质量检查；组对后的位置、错边量、变形、间隙等检查；引弧板和衬板的装配质量检查。焊中检验主要对焊接电流、电压、焊接速度层间温度等焊接工艺参数的符合性检查；外观检测和无损检测；焊接顺序和焊道缺欠的处理情况检查。焊后检验主要对焊缝的外观质量和外形尺寸、无损检测、焊接工艺规程记录及检验报告的检查。

提高对进场管材的检测频率，严控自检和第三方检测，要求材料质量合格率达到100%，提高焊缝检测频率，环向焊缝检查前应清除焊缝的渣皮、飞溅物；采用超声波、X光等无损探伤设备对焊缝的外观、质量进行100%的自检和第三方检测，确保焊接质量，检测记录齐全。对出现不合格现象的焊缝，要及时记录在案，并进行返修，返修次数控制在3次以内。