如何提高钢覆面焊接RT一次合格率

杜青森

【摘要】钢覆面焊接即为钢覆面板和龙骨焊接形成的对接焊缝，XXX项目安装中，面板壁厚较薄，焊接质量要求较高。首先，通过加强工艺过程控制，采用氩弧焊焊接工艺、注意钨丝端部的打磨角度、待焊部件的修磨、焊接热输入的合理分配、打底焊道少添加焊丝及保证焊丝与待焊部件的清洁度等技术措施;其次，通过有效的管理措施，可大大降低焊缝缺陷的产生，钢覆面焊接的RT一次合格率有显著的提升。

【关键词】钢覆面焊接;焊接热输入;清洁度;打磨角度

1、引言

焊接是工程机电安装行业施工中的主要连接方式，也是质量控制的重点，特别是在核工程安装中的钢覆面焊接。101子项不锈钢水池的主要功能是为核设备运行提供适宜的清洁环境，防止放射性物质深入其内部混凝土结构，保证运行期间工作人员的安全，其建造质量的好坏直接影响乏燃料接受与贮存设施运行的安全性。目前，101子项水池主要有不锈钢贮存水池、卸料池、转换池及水道钢覆面等，水池焊缝的长度约6500m。

不锈钢水池钢覆面的质保级别为QA1级，焊缝等级的验收标准高于RCC-M标准规范2级。按设计文件的要求需进行100%射线探伤，焊接质量要求极为严格。该厂房现场拼装主要采用后贴法工艺，即先将水池龙骨固定在结构混凝土上，然后将水池覆面板安装在水池龙骨架上，现场采用TIG焊工艺。

钢覆面焊接的RT一次合格率偏低，前期焊接RT一次合格率为91.07%，均低于项目部的焊接RT一次合格率的目标值95%，主要产生的缺陷为气孔、未熔合及夹渣等缺陷。焊接质量合格率偏低会直接关系到整个项目安装中的质量可靠性，所以如何提高钢覆面焊接RT合格率，成为了整个项目焊接技术人员工作的重点。通过QC活动对产生的缺陷进行原因分析、制定对策、对策实施、效果检查，若效果显著即可对该活动进行总结，并将成功经验进行推广，有利于项目部合格率目标值的实现，使钢覆面焊接RT一次合格率达到甚至超过95%。

2、钢覆面焊接标准要求

钢覆面焊接是将Q/CNPE.J123.4-2010技术规格书作为施工依據，技术规格书中对钢覆面焊接的应用范围、产品焊接及检验、检验要求做了明确规定。

3、钢覆面焊接RT合格率偏低概况

3.1合格率的统计

2018年11月、12月101子项03R贮水池3867张射线底片中存在质量缺陷的318张底片进行了调查、分析并对收集的数据进行分类、统计整理，一次合格率为91.07%，不满足项目一次合格率95%的要求值。

钢覆面焊接主要产生的缺陷为气孔、未熔合及夹渣，夹渣和未熔合是导致钢覆面焊接合格率的主要缺陷，应优先解决。

4、原因分析

4.1人员资格及技能

从事钢覆面焊接施工的焊工应按HAF603取得相应的焊接资格项目，经调查该批焊工均已取得相应的资格项目，但是其中有部分焊工取证时间不长，也较年轻，施工经验不足，焊接过程中热输入分配不合理，打底焊道加添焊丝过多，且个别焊工责任心不强，均是可能造成缺陷产生的原因。

4.2机具及设备的使用

焊机、氩气表等是否在标定有效期范围内，有无损坏现象，焊机提前送气和滞后关气功能是否良好，包括磨光机的砂轮片是否存在错用现象，或用碳钢砂轮片打磨不锈钢部件，通过现场抽查未发现违规现象，但是RT结果中频繁发生夹钨缺陷，说明钨丝的打磨角度太小，钨丝焊接时端部温度过高会发生断裂现象;或焊把的操作不当，使钨丝接触到熔池而发生的断裂现象。

4.3材料的准备

焊丝及待焊部件的准备是否充分，表面油、锈、污处理是否彻底，经现场调查焊丝及待焊部件的清洁度未满足施工要求;部分面板存在坡口不均匀影，响了坡口形式，给最终焊接质量造成了影响。

4.4组对顺序不合理

根据施工方案及焊接工艺卡的要求：两块钢覆面焊接时坡口角度的大小、平整度及焊接间距是否符合规定。经现场检查部分焊工焊接时组对间距过大，均大于300mm。坡口角度大于32.5度。水池钢覆面材质为4mm厚不锈钢钢板，焊接过程中容易产生焊接收缩变形，使之无法与龙骨完全贴合，造成背部无法受到氩气保护，焊缝金属氧化，产生未熔合缺陷。

4.5龙骨清洁度复查

经抽查，03R贮存水池焊接时土建单位和安装单位交叉作业过多，不锈钢水池覆面与背面龙骨之间存在混凝土灰渣。且施工现场风沙较大焊坡口极易粘落细沙和灰尘，且背面与龙骨贴合，无法擦拭，造成焊缝中夹杂沙粒，探伤显示为夹渣，由此可见，龙骨清洁度复查，是引起合格率偏低的主要原因。

5、改进措施

通过对钢覆面焊接缺陷产生原因的分析，为了改善钢覆面焊接的质量，需制定改进措施，具体如下：

（1）施工班组需根据焊工实际技能水平合理分配施工任务，技能不熟练的焊工多与技能熟练的焊工进行经验交流，找到自己的不足，使自己的技能得到提升，对于合格率低于85%的焊工安排回炉培训;

（2）钨丝修磨角度不能太小，一般建议在30～40度之间，尖端应有很小的平面，不易产生受热断裂，规范焊把操作，避免产生夹钨缺陷;

（3）焊接前检查管件坡口是否存在倒角，若有需打磨去除;

（4）保证待焊部件的清洁度，避免产生金属氧化物，若焊接过程中发现熔池中存在金属氧化物应立即停弧并打磨处理;

（5）编制新工艺，主要针对薄壁（如厚度为4mm）焊接，应合理选用直径为1.6mm的焊丝;

（6）合理安排施工顺序，尽量给钢覆面焊接施工营造良好的施工环境;

（7）根据龙骨安装后的现场情况对龙骨表面进行擦拭。对每一安装后的龙骨采用白布蘸丙酮对水池覆面板及龙骨进行清理，以确保焊接区域的清洁度。

6、效果检查

通过制定以上措施后的几个月内，QC小组成员到现场进行考查，并对每个阶段内的缺陷发生情况进行分析发现，缺陷的产生有了大幅度的降低，钢覆面焊接RT合格率有了显著的提升。

6.1措施制定的效果

（1）焊工通过交流，技能水平有了很大的提升，3名焊工也安排了回炉培训，个别焊工技能水平不够的已安排至支架的焊接施工，有效的控制了因技能水平不够而影响的RT合格率;

（2）合理分配焊接热输入、打底焊道少填加焊丝及打磨管件内倒角有效控制了未熔合缺陷的发生;

（3）规范钨丝打磨角度及焊把操作，有效控制了夹钨缺陷的产生;

（4）通过对气孔缺陷的返修与调查发现，其实大部分RT底片反应出的气孔缺陷，实际是金属氧化物残留在焊缝中所导致的，所以保证焊丝及待焊部件的清洁度有效的控制了气孔（包括金属氧化物）缺陷的发生;

（5）合理安排施工顺序，为焊工营造良好的施工环境同样起到了至关重要的作用。

6.2措施制定的效果

开展不锈钢覆面的焊接的组对顺序和龙骨清洁度复查后，不锈钢覆面焊接过程受到高度重视，QC小组探索方法、总结经验，加强质量意识教育，加强现场监管力度，确保对策100%落实到位，使04R、05R贮存水池的焊接合格率有了显著的提高，2019年4月-2019年9月。水池焊接接头一次合格率提高至97%。达到了预期的目标。

结论：

通过以上制定的措施，使钢覆面焊接缺陷发生的几率逐渐降低，RT合格率稳步上升，唯一的不足是2019年1月与2019年2月这两个月合格率上升的幅度不大，是因为措施刚刚制定，施工人员需有一个适应过程且技能的掌握也需要时间。通过如何提高钢覆面焊接RT合格率的事件可以做到举一反三，无论是何种接头形式的焊接，均可通过技术措施的深入研究和管理方面的加强对焊接质量提供可靠的保障，并且已将该事件的成功经验在项目部做了广泛的推广。