长输管道全位置自动焊接质量监督要点

张鲁

摘要：中国长输管道施工经历了低氢型焊条上向焊、纤维素焊条下向焊、自保护药芯焊丝半自动焊到全自动焊施工的发展历程，近些年通过实践证明了全自动焊焊接接头的力学性能及焊接效率明显优于其它焊接方法焊接的接头。全位置自动焊是大口径长输管道焊接的趋势，管道安装专业工程质量监督工程师有必要掌握长输管道全位置自动焊接的质量监督要点。

关键词：长输管道;全位置自动焊;质量监督;焊缝缺陷。

一、长输管道全位置自动焊接技术简介

长输管道全位置自动焊接技术是由整套装备、焊接工艺及全自动超声检测组成的一个相互结合体，只有三方面的完美配合才能发挥出其高效的优势。下面从概念、作业流程、焊接设备、焊接及检测工艺五个方面简要介绍长输管道全位置自动焊接技术。

1、概念

自动焊：TSGZ6002-2010《特种设备安全技术规范》对自动焊的定义为：焊机自动进行调节与控制工艺参数而完成焊接。

注意：长输管道全位置自动焊并不是脱离人的监控，焊机实际焊接过程中，操作人员手握控制盒全程监控焊机运行状况，对突发情况及时通过控制盒进行调整，如调整焊炬的摆幅。

2、长输管道自动焊机组流水作业的基本过程

基本过程包括：布管、坡口加工、组对、根焊、热焊、填充焊、盖帽焊、全自动超声检测。

3、长输管道全自动焊接整套设备

通常由坡口机、內焊机、外焊机、控制系统四部分组成。

①坡口机：长输管道自动焊对坡口的精度要求较高，国内外的长输管道自动焊施工均在施工现场由专用坡口机进行坡口加工。

②內焊机：内焊工艺由同时具有组对功能的多焊炬内焊机实现。由于多焊炬同时焊接，管径1219管道现场完成一道焊口的内焊仅需要一分钟左右。速度和质量是其它焊接方法远不可及的，是当前国内外大口径长输管道焊接施工最主要的根焊工艺。

③外焊机和控制系统：主要由焊接电源、控制系统、焊接小车及环形轨道组成。主要有单焊炬和双焊炬两种形式。

4、长输管道全位置自动焊接工艺

长输管道全位置自动焊接工艺是指导现场焊接的重要技术文件，格式及内容必须符合设计指定的相关焊接工艺评定规范要求，焊接评定机构必须具有相应的资质。工艺内容主要包括母材、填充材料、保護气体、接头形式、焊接设备、焊接程序及工艺要求等。

5、检测工艺：

目前国内长输管道全自动焊接无损探伤主要采用相控阵全自动超声波检测，该检测方法已广泛应用于大口径长输管道在线检测，和全位置自动焊机配套使用，能及时发现焊缝缺陷，检测效率高。

二、长输管道全位置自动焊接质量监督要点

由于国内长输管道全位置自动焊接应用不够广泛，相应规范和标准不很全面，增加了质量监督的难度，下面根据规范标准的要求及近几年积累的经验，从行为质量、实体质量两个方面简述全位置自动焊接作业质量监督的要点

1、行为质量监督要点

①自动焊操作人员资格的审核：

目前对自动焊操作人员资格审核不够严格，其中有培训、考核困难，有考规涉及内容少等原因。

为确保作业人员满足质量控制，依据考规及行业对入场焊工的上岗要求，现场全位置自动焊机操作人员应具有质量技术监督检验机构颁发的自动焊操作证，同时具有建设单位项目部颁发的自动焊上岗证，每一名焊工必须持有“双证”才能实施焊接操作。

②焊前预热及层间温度的控制：

焊前预热、控制层间温度非常重要，特别是焊接X80/X70高强管材，应严格按照规程的要求进行重点监测，检测时需注意检测的点数和位置，焊前预热测量4个点（上下左右距离坡口25毫米）;温度层间测4点（上下左右距离焊缝25毫米）。

检查中经常发现层间温度均达不到要求，分析原因：一是加热器移动速度过快，加热深度不够，虽然近表面温度达到了，但根部未必能达到;二是焊接机组配置的填充焊机数量不够，不能形成流水，由于间隔时间过长保证不了层间温度。

③检查环境条件是否符合要求：

雨雪天气、湿度大于85%、风力大于等于2米/秒的条件下，在没有采取措施的情况下是不能焊接的，全自动焊对风速要求很高，防风措施必须到位，即使风速小于等于2米每秒，为保证焊接质量也要采取防风措施，否则不能焊接。

2、实体质量监督要点

①管口清理：一般要求坡口内外表面直焊缝和螺旋焊缝余高应修磨至0毫米-0.5毫米;坡口内外表面20mm范围内用机械方法至金属光泽。日常检查中发现部分施工单位不重视管口的清理工序，往往不清理管口直接进行焊接作业，这将影响焊缝的质量，也给后续的探伤检测作业带来不便。

②坡口质量：坡口形式一般采用复合坡口，通常在现场加工成形，加工精度要求高，坡口表面平整纹理清晰，无毛刺、沟槽、锈迹，坡口加工质量直接影响焊接质量，可采取复查角度和查看加工记录的方式检查。

③组对质量：一般采用内对口器，对错边的要求要高于其他焊接方式，例如壁厚22毫米的管道要求小于等于2毫米，检查时应对组对宽度、组对错边（量上、下、左、右4点）进行抽查。

④焊缝外观：检查的主要内容包括：焊渣、飞溅清除、焊缝及热影响区表面缺陷（裂纹、夹渣、气孔、未熔合、外咬边）、管材焊缝错开距离、焊缝宽度、错边、余高。

三、长输管道自动焊焊缝常见缺陷及措施

1、气孔缺陷：

①保护气体纯度达不到要求，影响熔池的宽度及深度。

措施：一是严格保护气体采购，按批进行复验;二是控制好氩气与二氧化碳的比例，三是按照规程要求控制好混合气体的流量。

②焊接时风速大于2米/秒。

措施：全自动气体保护焊接，对风速的要求非常高，焊接作业开始前必须检查防风棚是否扣好，是否是地方还在漏风。

2、层间未融合：

主要是焊接电流太大，导致焊丝熔化后铁水流向离熔池较远的地方，铁水于周围的低温母材接触，温度降低后凝固，覆盖在低温的焊道表面，从而造成未熔合。

措施：根据正确的焊接参数，把焊丝速度、电流的大小 以及坡口的形成等因素全面的控制，控制好合适的焊接速度。