影响压力管道安装焊接质量的原因及其控制措施

赵卫雄(神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古 包头 014000)

0 引言

压力管道因其具有承压、承温较高、承载强度大、风险高的特点，因此对其安装焊接质量要求也相应较高。实际施工中，施工企业必须根据现场实际情况，重视焊接工艺、焊接方法、操作人员素质、材料型号质量、施工环境等环节对焊接的影响，从提高操作人员操作技能出发，引进先进的施工工艺，采取合理的资料控制措施，通过不断更新管理理念，最大限度地保证安装焊接质量，提高压力管路运行的安全性。

1 影响压力管道安装焊接质量的原因

在管道安装的过程中，为保证焊接质量，工作人员应当在焊接之前找到可能对焊接产生影响的各种因素，并通过不同的解决方法排除这些可能会影响焊接质量的因素。针对影响压力管道的安装焊接过程出现的各类问题，将解决这些问题的方法归类总结如下。

1.1 分析管道材质，选择最合适的焊接工艺评定

焊接工艺评定是针对不同的管材选择不同的焊接方法，不同的焊接材料进行焊接工作的一系列方法。在正式焊接之前首先要创造一个与正式焊接相同的环境以及焊接条件，并在此基础上运用选定的焊接方法、焊接材料以及管材等等进行焊接试验。在焊接完成后，通过标准的检验步骤，对焊接效果进行检验，根据施工要求进行评定。焊接工艺的评定，是对正式焊接过程中的焊接作业进行技术指导的前提条件。在进行压力管道正式焊接前，必须要进行焊接试验并进行评定。因此管道焊接前，技术人员必须先搞清楚管材的材质、性能特点，然后根据其材质性能特点选择最适宜最匹配的焊接工艺评定对控制焊接质量尤为重要。

1.2 根据施工现场实际情况，选择合适的焊接方法

焊接质量通常受到焊接方法较大的影响。当前应用最多的方法是通过恒流电源进行焊条电弧焊接。这种焊接方法所需要的设备价格较低且结构较为简单，重量较轻，携带方便，唯一的缺点是在焊接过程中会产生较多的焊渣，也因此导致了焊接效率的下降。在具体操作中如不熟悉这种焊接方式，可能会产生裂纹气孔未焊透等情况。另一种钨极氩弧焊的方法在焊接中不会产生较多的焊渣，但焊接效率较低。药芯焊丝电弧焊解决了焊接效率低的问题，但采用这种焊接方式时会产生较多的粉尘烟，对焊接者的安全防护要求较高。因此在新型压力管的环节是通常先采用钨极氩弧焊，然后通过焊条电弧焊进行覆盖，或者采用焊条电弧焊后再采用药芯焊丝电弧焊覆盖完成。

1.3 焊接人员

进行压力管道焊接的操作人员必须持证上岗(特种设备作业人员资格证)，且采用不同的焊接方式时，其所持焊工证中的填写项目必须与实际焊接项目方法相同，焊工证应每年4次复检一次。在进行大型项目压力管道焊接之前，应当对焊工基本焊接技能进行有效测试，测试合格方可允许开展作业，保证其能在不同的条件下针对不同的焊接目标具备较强的焊接水平，能对焊接过程中出现的问题进行有效的解决。从源头做起，控制管道焊接质量[1]。

1.4 焊接材料

焊接材料通常包含焊丝及焊条等，焊接方法应当与被焊接压力管道材质、现场实际工况进行关联匹配，这是焊接质量的前提保证。合适的焊接方法配合正确的焊接材料才能实现，焊接效果符合焊接要求，焊接材料应当有相应的出厂合格资料。在焊接前应对焊接材料进行抽检。焊接材料要按压力管道焊接工艺评定要求，做好焊条、焊丝烘烤工作，防止确保焊材干燥工况下使用。

1.5 施焊环境

良好的焊接环境是保证压力管道焊接质量的主要因素。适合压力管道焊接的焊接环境应当包含合适的湿度、温度以及焊接现场的风力因素。只有具备合适的环境，才能使得焊接效果更加接近焊接要求。温度是影响焊接质量和外观的主要原因，其原理是符合要求的温度能够使得压力管道焊接的力学能力达到最佳水平。因此焊接环境，对压力管道安装的焊接有着决定性作用。

1.6 无损检测

无损检测是检验压力管道焊接质量的重要手段，其检测原理是按照相关规范要求通过超声波检测、着色检测、射线检测、磁粉检测、涡流检测等方式对压力管道焊缝焊接质量进行检测，达到及时发现问题及时整改的目的，确保压力管道焊接的整体质量及焊接合格率。

2 压力管道安装焊接的质量控制措施

2.1 对压力管道材料的质量控制

压力管道的材料是影响压力管道运行的重要基础，因此要对压力管道材料进行质量控制。首先应当对压力管道的设计中所标明的管道类型，输送介质以及外部环境等相关要求进行复核。除此之外要考虑到压力管道材质的焊接性能以及成本控制问题，对于小管径的压力管道应当注意同一型号的不同标准及管道材料的选择通常有所区别。进行大管机压力管道的选择过程中应当注意该管道需要通过当地相关部门的监督检验才能使用。选定的压力管道，在进入施工现场时，应当进行抽检和复检，所有管道应当出具相关的合格证以及检验报告等质量相关材料并应当具备TS标识。

2.2 焊接过程质量控制

在进行压力管道正式焊接前，要依据管道焊接试验在焊接工艺评定的基础编写焊接工艺指导书。在具体焊接开始前应做好准备工作，包含焊接材料的检查，管道的接缝清理，焊前预热、焊后后热处理等相关工作。焊接过程中要严格按照焊接工艺指导书进行焊接，如指导中规定的焊接电压电流及焊道宽度，焊接速度等等。焊接人员应该按照指导书中的焊接工艺以及焊接标准完成焊接。焊接时应采取措施确保现场实际焊接环境符合与焊接工艺指导书中规定的焊接环境要求，避免在焊接完成后出现返工情况。

2.3 压力管道的焊接检验

焊接检验应当覆盖压力管道焊接的全部过程，归纳总结，焊接检验的注意事项应当包含以下七点[2]：

(1)压力管道焊接中所采用的焊丝与焊剂是否符合工程要求标准。(2)对于螺旋焊缝和普通焊缝，应当保持其连接部分的光滑度，平整度，以此来避免应力聚集。(3)焊接过程中要注意天气变化，要保证焊接现场不受到天气变化的影响。(4)在焊接过程中应注意收弧和起弧的细节处理，在起弧时应当保证弧坑被填满。(5)焊条应保持干燥，具体做法是将烘干焊条放在保温筒中。(6)在焊缝工作完成之后，要对焊渣以及溅射焊接废物进行清洁，并对焊缝进行全面检查。(7)焊缝检查完毕后，应当通过射线的方式来检测焊接质量对于存在问题的焊缝要进行补焊，对需要进行热处理的焊缝应当在补焊之后进行。

2.4 焊接人员的质量控制

焊接人员的焊接工艺以及焊接方法，是对压力管道焊接质量的重要保障之一。操作人员的技术能力以及操作水平和综合素质，都会对压力管道焊接造成不同程度的影响。所以对于管理人员应当首先建立完善的焊接管理制度，要明确进行焊接施工的相关人员的具体工作范围以及施工标准。要求施工人员应当严格按照施工技术标准以及施工规范，进行焊接工艺的具体操作，避免出现焊接质量问题。除此之外可以通过培训来加强施工人员的操作水平，通过邀请在焊接方面有较高造诣的工程师对施工人员进行专业培训，不断地提升焊接人员的操作水平和综合素质。在具体施工过程当中，应指派专业程度较高的工程人员对焊接操作进行现场指导。这样更容易发现焊接中存在的各类问题，并进行现场指导，使得焊接质量得到最大化的提升。

2.5 焊后热处理

压力管道由于承压、承温高使用工况一般都比较苛刻的特点，为了确保压力管道的焊接质量，大部分压力管道焊接完成及无损检测合格需要按照规范对管道焊缝进行热处理，以改变焊缝的金相组织达到提升管道焊接力学性能的要求，因此焊缝热处理工作是保证焊接质量重要手段，是控制管道焊接质量必不可缺的施工工序。焊后热处理温度为400～600 ℃。凡经过热处理合格的部位，不得再从事焊接工作，否则应重新进行热处理。

2.6 施工现场的质量控制措施

(1)要实现压力管道良好的焊接效果，就需要对参与进行压力管道焊接的施工人员进行管理。通过规章制度与施工规范来约束焊接人员在施工过程中的各类操作。并对其施工过程中存在的问题进行现场纠正和指导，保证焊接人员在进行焊接过程中能够符合焊接标准，提升压力管道的焊接质量。

(2)除了对施工人员进行管理之外，还要对现场的焊接设备以及焊接材料进行管理。如在焊接过程中能保持焊条的干燥，要对焊条进行烘干处理。在进行烘干处理时，要保证烘干设备的温度以及烘干时间。除此之外要保证焊接材料的含水率符合要求，对已经焊接完成的部分进行全面的检验，对于出现的焊接问题要进行及时的返工以及补焊工作。

3 结语

压力管道主要承担工业生产及居民生活所需油、气、水的输送，其运行安全与否与安装焊接质量有着直接的联系。施工企业必须从提高焊接操作人员的操作技能出发，联系输送物压力要求、输送数量的实际，选择合适口径、相应质量要求的管道，施工中强化操作动态管理，更新施工工艺，及时发现并采取相应措施正确处理存在的气孔、夹渣、烧穿及未焊透、裂纹等缺陷，最大限度地保证焊接质量。