焊接承压管道的缺陷成因及返修时的质量管控

中图分类号：TG44

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2101-5640-8430

[作者简介] 王伟，1984 （10），男，汉，天津市大专，无，研究方向：压力容器和管道的安装焊接

焊接承压管道的缺陷成因及返修时的质量管控

王伟

上都发电有限责任公司，内蒙古锡林郭勒盟，026000

摘要：焊点做为压力容器或者压力管道的最脆弱环节，每个焊接点都关系着整个容器或者管道运行的安全性，因此焊接的质量就显得尤为重要。本文介绍了承压管道在工业生产过程中的重要性;根据产品质量控制的特点，详细分析了影响承压管道焊接质量的各方面因素;在实际工作中，进行焊接工作时遇到的常见缺陷形成的原因进行具体情况分析并将实际工作遇到的缺陷现象进行举例;对焊接缺陷返修的质量控制提出几点经验的解决办法。

关键词：承压管道，焊接技术依据，焊接缺陷成因，返修工艺，质量管控

Causes of Defects in Welding Pressure Pipe and Quality Control during Repair

WANG Wei

（Shangdu Power Generation Co.， Ltd， Xilin Gol League， Inner Mongolia， 026000 China）

Abstract：As the most vulnerable part of pressure vessel or pressure pipeline， each welding point is related to the safety of the whole vessel or pipeline operation， so the quality of welding is particularly important.This paper introduces the importance of Pressure-bearing Piping in industrial production; According to the characteristics of product quality control， I analyse the factors affecting the welding quality of pressure pipeline in detail; In the actual work， I analyse the causes of common defects encountered in welding work，I also give some Examples of defects encountered in actual work; This paper puts forward some experience solutions to the quality control of welding defect repair.

Key Words： Pressure pipe; Technical basis for welding; Causes of welding defects; Repair process; Quality control

0 引言

承壓管道是一种带有较高压力的设备，在实际生活和生产中使用非常广泛，如制作时出现质量问题，不及时处理，使用时就会出现爆炸风险，如果发生爆炸，势必会造成巨额的财产损失，严重的还会出现人员受伤乃至死亡。为了避免安全事故的发生，国家一直对承压管道的安全监察工作十分重视，制定并颁布了相关的规程标准和条例法规，对承压管道的产品生产制作和运行工作进行规范管理。

1 影响承压管道焊接质量的因素和焊接中常见缺陷

1.1 影响承压管道焊接质量的因素

在承压管道实际焊接安装和检修过程中，经常会遇到焊缝在做金相检测时，出现焊接质量不合格的情况，为了改善这一情况，对其进行了深入地研究和分析^[1]，发现导致焊缝产生缺陷造成质量问题的原因主要有焊接工件母材的质量、焊接时所选材料的性能、现场施焊与所制定焊接工艺评定之间的误差、工件定位组装时的误差、施焊焊工的技术水平和工作状态、执行焊接工艺方案和焊接质量管控的严谨性等诸多因素。

1.2 焊接中常见缺陷及其产生原因

承压管道在施工焊接过程中常见的缺陷有焊缝尺寸不符合要求、弧坑、咬边、焊瘤、气孔、裂纹、夹渣、未焊透和未熔合等，要想减少和避免这些缺陷的产生，我们就要清楚地了解这些缺陷的形态及其产生地原因^[2]，如下所述：

1.2.1 焊缝尺寸不符合要求

焊缝尺寸不符合工艺要求，会出现焊缝表面高低不平，宽度、纹路和边缘过渡不均匀、不圆滑，余高超标等现象。造成这一现象的主要原因是：焊前，焊件装配间隙不均匀和坡口磨制不当;施焊时，焊接电流过大或过小、焊条角度不合适、运条速度或手法不当。

1.2.2 弧坑

焊接收弧时没有把焊道熔池填，熔池凝固后焊道尾部留下的低于焊道表面的凹坑即为弧坑。它产生原因如下：焊接电流过大，收弧过快，没有用熔覆金属将熔池填满;在焊缝表面随意引弧，擦伤焊缝表面留下了凹坑。

1.2.3 咬边

焊缝两边和母材金属在电弧的作用下熔化后，熔化的金属没有将交界处填满而出现了的凹槽即为咬边，这是由于焊接时，选用的电流和焊接速度不匹配，运条角度或电弧长度不当引起的。具体咬边缺陷如图1所示。

1.2.4 焊瘤

超出焊缝内、外表面凸起产生的金属瘤即为焊瘤。焊瘤的产生是由于焊接时，操作手法和运条摆动方法不当，焊接工艺参数选用不合适，熔化的焊缝金属温度高、凝固慢，逸出焊道所致。

1.2.5 气孔

焊缝金属中存在的有一定形状的孔穴即为气孔。气孔主要是由于焊前，焊材受潮锈蚀，焊件打磨不干净;焊接时，熔池由于温度太高产生沸腾现象，使气体不能排除，以及焊接电弧太长，焊接速度快，焊接电流小，氢气、氮气和一氧化碳等气体没有从熔池逸出造成的。实际工作的气孔缺陷如图2所示。

1.2.6 裂纹

裂纹的产生是在焊缝局部，因应力和其他因素的作用，使金属晶间结合遭到破坏，形成新的界面而产生的间隙。究其产生的原因有没有选用合适的焊接规范，强制对口，拘束力太大，焊前预热温度不当，焊接熔池冷却太快，结晶时出现偏析现象和焊后没有及时热处理等，具体裂纹缺陷如图3所示。

1.2.7 未熔合与未焊透

焊件金属母材层道间或坡口与焊层间出现的熔化不完全现象叫做未熔合或未焊透。产生未熔合或未焊透主要原因是焊接规范选用不正确，如焊前，坡口角度、对口间隙、钝边磨制不合适;焊接时，焊接电流使用不当等，焊接手法不正确，焊接速度太快、运条角度和摆动不当，以及焊口和焊道层间没有清理干净，影响了熔覆金属之间的熔合。

1.2.8 夹渣

焊缝中，夹杂的异物或焊条药皮熔渣即为夹渣。其产生的原因有：焊前，坡口角度制作不当;在焊接时，焊缝层道间未清理干净，所選用的焊接电流和运条手法不正确，熔池中熔覆金属熔化的不充分，熔渣未浮出熔池被表面，而是被包裹在冷却的熔池金属里残留在了焊缝中^[3];以及氩弧焊时，由于施焊参数和手法不熟练所造成的夹钨等。

2 焊缝焊后返修的质量管控

焊缝焊后返修后的质量管控需要班组内部建立一个科学有效的焊接质量管理控制体系，对缺陷类型和产生的原因进行细致的分析，找出问题的关键环节，从返修方案制定，工艺执行，文件类方案的编写等方面入手，建立一个高质量的工作循环，使焊缝返修的质量符合工艺标准的要求。

2.1 建立完善的焊接质量管理体系

先要把返修工艺体系这一重要控制环节制定完善，体系中应对焊缝缺陷返修工艺的制定和程序的执行都该有比较确切的标准^[4]。再依据相关规定和生产情况，编写出焊缝缺陷返修所需的工艺方案和执行措施。如果不按工艺标准执行或执行不严格，对同一缺陷位置的修补次数超出工艺标准， 将会致使焊缝和其周围的金属组织出现较大差异，这对于实际生产运行中承受较大压力的管道来说是存在很大安全隐患的。

最后，对同一缺陷位置的修补次数一般不允许超过 2次。严格控制焊接工艺减少返修次数是提高焊缝返修质量的有效手段，对焊缝缺陷的返修必须制定可靠的工艺措施，并经专业技术管理人员审核批准后才能实施。

2.2 对焊接缺陷进行分析

形成焊接缺陷的原因和种类很多，应对焊接缺陷有针对性的进行详细分析，找出产生的缺陷关键环节和产生的原因，以便于制定准确的返修工艺。

2.3焊接缺陷返修方案的制订与编写

制订编写焊接缺陷返修工艺方案是返修工作中至关重要的一个环节，应该有切实可行的详细、具体和准确步的骤。返修方案的内容主要包括：焊接缺陷出现的环节、形成的原因、解决方法、具体的返修工艺步骤以及返修后的金相检验等。

（1）根据缺陷的种类和在焊缝中的位置找出原因并制定出返修方案。

（2） 返修施焊方法和材料的选择，常用的焊接缺陷返修选择操作方便和适应性强的手工焊进行，焊接材料要根据所返修焊件材质的性质选择。在返修时可以进行预热和热处理的焊口，较常选用与工件母材元素相同或临近的焊材，对预热和热处理都不方便的焊口，要选用高韧性的焊材施焊。

（3） 返修方案的实施过程：厚壁管可先采用碳弧气刨挖到缺陷部位，再用角磨机将缺陷清除干净，并打磨出合适的尺寸和深度的坡口，薄壁管则可直接使用角磨机操作。在满足便于施焊的情况下，坡口磨的越小越好^[5]。如果有多处缺陷，大小和深浅相仿且比较临近，可以磨制一个深浅和形状均匀的大坡口，以减少分开返修所产生多次焊接应力的不利影响。

（4）返修施焊时要严格执行工艺方案，控制好施焊手法，在满足焊接质量情况下，要尽可能使用小一点的电流施焊来减少焊接热影响区和应力变形^[6]，按要求控制好层道间温度，将层道间熔渣清除干净，修复完成后，需要进行热处理的焊缝需重新进行热处理，并进行金相检测，以确保焊缝返修质量。

3 结语

综上诉述，施焊中能否保证焊缝不出现缺陷主要与所选材料质量及焊接工艺规范息息相关，另外，施焊人员的责任心和技术水平、焊前准备工作是否到位、作业场所的环境等都会直接影响焊接质量，出现焊接缺陷。因此，在施焊前，必须要制定出正确的焊接工艺方案，并做好相关准备工作;在焊接过程中要严格执行焊接工艺规范，选定好合适的施焊工艺参数施焊。焊后做好质量检测，出现缺陷的，严格执行返修工艺，就可以使承压管道避免在实际生产中出现质量安全事故。

参考文献：

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[4]刘时.承压管道腐蚀监测和安全评定技术研究[D].北京化工大学，2018.

[5]魏晓军，李国龙.承压设备焊接中的常见缺陷及质量控制[J].商品与质量，2016，（18）：18-19.

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