顺北油田焊接缺陷研究

李帅 刘昭君

摘要：本文对油田焊接中常见的焊缝成型不佳、咬边、焊瘤、弧坑、气孔、夹渣等缺陷及防治措施进行研究基础上，对加强焊接人员和作业条件管理、加强焊接工艺控制、加强焊接缺陷检测等预防焊接缺陷的主要措施进行了探究。

关键词：油田工程;焊接缺陷;技术要点

顺北油田原油品质高，是我国重要油气资源接替区。近年来随着勘探开发力度加大，各类地面工程增多，管道和设备安装施工相应增多，很多都需焊接作业。焊接质量直接关系到工程建设及后期运行，有必要对常见缺陷防治措施及预防控制措施进行探究。

1 油田常见焊接缺陷及防治措施

1.1 焊缝成型不佳

主要是焊缝外观尺寸不均、不平滑，如焊缝表面凹凸不平、宽窄不一等，有的焊缝与母材过渡不圆滑。原因是焊接中组对间隙控制不当，焊件坡口角度大小不一，焊口部位在焊接前没有清理干净;焊接中电流选择不当或焊工操作不当。

预防措施是严格按焊接规范和技术要求，遵循施工设计图，选择合适坡口角度焊接，控制好组对间隙。焊接前要对坡口进行清理，确保干净，必要时利用砂轮、钢丝刷等进行焊口打磨，确保无污垢、锈蚀和油脂等杂质。结合实焊要求提前编制焊接操作卡，明确焊接规范标准和要求，做好技术交底，确保严格按合适参数作业。

1.2 咬边

母材与焊材熔合度不够，超过规范标准深度要求的沟槽且占焊缝比例超过10%，就产生咬边，主要是对电弧温度控制不当，温度过高造成热量过多，运条速度过慢造成的。焊条与焊件角度不达标、摆动幅度不均匀或电弧过长、焊接次序不对等，也会产生咬边。在直流焊机中电弧磁偏吹也会咬边。焊接部位立、仰、横等位置和角度状况复杂会加大咬边出现概率。咬边会减小母材有效界面积，降低焊口承载力，使焊口部位应力过于集中，如不采取措施易引发裂缝。

防治重点是根据焊接对象、位置及规范参数，合理确定焊接电流，控制好电弧长度，在满足焊接要求下尽量选择短弧焊接。焊工应熟练使用焊接设备，根据所选择工艺、焊接电流确定匹配的运条和运丝速度。焊缝边缘与母材熔化结合部位运条操作时，应控制好焊条或焊枪角度，确保熔合完全。

1.3 焊瘤

焊接操作不当易造成焊缝液态金属流向因加热不足等造成的没有完全熔合的母材部位，或从焊缝根部溢出，因热度不同，冷却后无法与母材熔合，会形成“金属瘤”——焊瘤。焊接电流偏大、焊条融化速度不当、熔化过快或偏芯等造成熔化质量差、焊接使用电源不稳定、焊工操作不专业等，都会引发焊瘤。焊瘤大都不是单独存在，一般与夹渣、熔合不完全等共同存在，会造成焊缝部位应力过于集中、产生裂缝。

防治主要是确保焊接中焊缝为平焊位置，选择正确电流、质量可靠的焊条和恰当的运条手法进行焊接。

1.4 弧坑

就是在焊缝表面或背面产生的凹坑、局部比母材低，主要是焊接后收弧中，焊条或焊丝抽走速度太快，没有短暂停留。有的虽停留了但停弧时间控制不当造成表面凹陷，一般与缩孔、裂纹等问题一同出现。

预防主要是焊接完成后适当延长收弧时间，根据焊接技术操作规范，以正确技巧收弧。

1.5 气孔

油田工程焊接特别是各类管线焊接中，熔池有时会产生气体，气体溢出不完全时，熔池可能就已经实现了凝固，造成焊缝表面易出现一些细微小孔洞。产生原因主要是焊接时现场风力过大，未采取一定防风措施，造成气体混入熔池;焊接材料在使用前没有烘干，焊口部位或焊丝受到污染表面不清洁，造成焊接中混入气体;焊接中熔池温度不高，凝固速度过快，使气体还未溢出就凝固;采用氩弧焊或氩电联焊工艺进行焊接时，保护气体流量设置不当、电弧过长、保护措施不当也易引发气体混入。

预防措施主要是焊接前将焊接部位母材和焊丝进行烘干和清洁，确保达到标准要求。现场环境不达标时采取防风措施，防止作业部位存在“穿堂风”现象。根据现场焊接要求优选焊接参数，把握合适的焊接速度和电弧长度，对起弧、运条、息弧等操作要领应正确掌握和实施。

1.6 夹渣

焊接中焊道各层间存在从焊道外可见的药皮夹渣，主要是需进行多层焊时各层药皮没有及时清理;焊速过快使熔池温度不高，焊接线能量低;前一层焊缝表面夹渣处理不干净、厚度不均匀等引起的。

预防措施是提前进行焊件表面清理打磨，多层多道焊接中各焊層间药皮钢丝刷应及时清理，干净后再进行下一层焊接。合理选择焊接电流，控制好焊接速度。

2 焊接缺陷预防控制措施

2.1 加强焊接人员和作业条件管理

落实焊接人员持证上岗制度，定期进行技能培训，筛选技术过硬人员开展焊接作业，定期按焊工考试规则等进行焊接人员考核，考核不合格的不得上岗作业。焊接中应控制好现场作业环境，温湿度必须符合规范要求，雨雪天气不得焊接，焊接现场风速应区分不同情况进行控制，气体保护焊工艺实施中风速应控制在2m/s以内，其他焊接工艺控制在8m/s，工期紧张必须在有风环境中进行焊接施工时，应首先做好防风措施。

2.2 加强焊接工艺控制

强化焊材控制，严格按焊接材料质量管理规程（JB-T 3223-1996）进行焊材选择和管理，强化焊丝、焊剂、焊条、焊接用气体等焊材的选材、验收、储存和使用管理。强化焊接工艺控制，作业前对焊接部位、填充金属、预热和保护气体等技术措施准备情况进行检查，现场作业必须具备正规焊接工艺指导书，并确保焊条与工艺评定母材匹配，烘干和清洁度等达标，并确保焊材有清晰完整记录。采用正确的焊接标准，严格执行SY 0422—97等规范标准，确保焊接后外观检查和无损探伤符合要求。

2.3 加强焊接缺陷检测

对外观检查应通过肉眼或放大镜进行，出现的缺陷在规范要求的可控误差范围内的，可通过重新割断焊接、砂轮打磨等措施进行处理，超过误差规范要求的应区分不同缺陷类型，按前述防治措施进行预防和改进。对未熔合、未焊透、夹渣、气孔等内部缺陷，应借助无损探伤，在不破坏焊缝基础上进行检测，及时发现缺陷并予以纠正。在焊接中要重点检查和控制好焊接电流、速度、线能量等参数，尽量避免焊接缺陷。

3 结论

综上所述，焊接作业是油田地面工程建设中重要环节，对油气资源勘探开发正常运行至关重要，通过对常见焊接缺陷以及防治措施进行分析，有利于提升焊接质量，更好地辅助油气资源勘探开发。

参考文献：

[1]司昊亮.油气长输管线现场焊接的质量控制措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（02）.

[2]韩大鹏，税艳.提高长输管线焊接质量的措施探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013（13）.

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