工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施

2021-08-27任瑶

设备管理与维修 2021年11期

关键词：焊条焊缝施工人员

任瑶

（湖南六建机电安装有限责任公司，湖南长沙 410000）

0 引言

工业管道在实际应用过程中需要承受一定压力，而且所传输的流体介质大多是一些高温、腐蚀性较强以及易燃易爆的介质，如果在运行过程中出现泄漏，很可能会对人们的生活生产安全造成严重威胁。基于此，需要对工业管路安装过程中的焊接缺陷问题进行深入研究。

1 焊接在工业管道安装中的作用

焊接是工业管道安装中非常必要且非常重要的工序之一。焊接质量决定了管道是否能在介质运输过程中保持稳定安全的状态。工业管道通常承载特殊液体或气体，焊接过程中一旦出现问题，可能会在焊接处出现裂痕而引发介质泄漏或渗漏现象，既污染环境降低生产效益，又可能造成安全事故。因此，在管道安装过程中进行焊接作业时，要提前制定严谨的施工方案，施工人员应严格遵循施工方案，确保管道的焊接及安装质量。

2 工业管道安装过程中的焊接缺陷

（1）焊接未融合。在管道安装过程中，焊接缺陷形成的最重要原因之一是焊接未融合，具体表现为基材与焊接材料在进行高温融合的过程中没有成功融合在一起，两者在融合工作完成后依然保持着半分离或者分离的状态，通常会在11 点和1 点钟两个位置形成管道焊接未融合。焊接材料与基材在焊接过程中根本不能够彻底融合，具体位置表现在根部的称之为根部未融合，而表现在工件坡口处的称为坡口未融合。如果焊接材料与基材不能充分融合，焊道位置经一段时间就会出现应力集中现象，由此引发安全事故。

（2）焊接裂纹。由于管道安装质量不高，致使管道某些部位在安装过程中不能保持均匀受力，在金属材料连接处产生比较严重的破坏，从而形成新的裂缝。

（3）焊接夹渣。由于焊接人员操作技术水平低，在焊接金属内残存一些熔渣，最终形成焊接夹渣。这些焊接夹渣既不会在固定位置出现同时还有较高的发生概率，焊接夹渣必然会影响焊接质量。

（4）焊接气孔。管道焊接安装时会有一部分气体残存在焊接材料内，如果没有将这些气体及时排出就会形成气穴，这些气穴即焊接气孔。

（5）咬边。咬边通常是焊接电流高或在过高电弧热量下运条速度相对较低导致，咬边会以沟槽或凹陷等形式呈现在母材部分。如果没有将熔敷金属补充在凹陷或沟槽内，不会在管道焊缝边缘处形成咬边。

（6）烧穿与焊漏。烧穿，即部分金属在焊接过程中由于温度过高而被融化流失掉，致使在焊缝处留下空洞。焊漏，即母材在焊接过程中因温度过高而造成深度融化，致使金属从焊缝处流出，焊漏通常在焊缝背面出现。

3 工业管道焊接缺陷的预防措施

3.1 签订协议

相关人员在检修前签订严格的质检协议，该协议的具体内容不仅包括对具体施工流程与检修章程的检查，还有比较详尽的验收规范。在整个安装和检修过程中严格遵循该协议。相关方一旦签订协议后，就要向每一位参加检修的人员发放纸质协议内容，并就具体标准进行详解。每位施工人员要对协议中的每项条款进行认真解读，而且明确检查时的要点。验收时，检查人员也要按照统一检准进行规范检查，以此确保整个施工管道的质量标准。

3.2 明确权责

管道安装需要多个施工人员的参与，因此在施工前可依据实际情况制定与工程相符合的规章制度。让每个施工人员对照具体制度明确各自的职责，不断明确权责意识，并保持严谨认真的工作态度完成整个焊接工作。

例如，管道施工负责人员在施工前可让每位参与焊接施工的人员认真阅读制度内容，施工过程中可派专人检查焊接人员的工作状况，定期对焊接人员进行考核，使其焊接水平不断提升。同时还可派遣具备高水平焊接技艺技师对焊接操作员的操作水平进行详细考察，包括焊接人员是否能正确掌握设备操作，是否了解每个焊接材料的不同属性，整个焊接流程是否严格遵循相应的标准。在此基础之上，管道负责人要全面监控整个焊接工程，实时对焊接质量进行检测，发现问题立即要求返工。在返修过程中，也要制定出严格的返修程序，严格监控焊接返修工作质量状况。

3.3 确保看火人员职责

在管道焊接施工过程中，看火人员要参与整个现场工作，既能亲眼目睹管道焊接的全程，又能在监控工作中发挥作用。基于此，要充分激发调动看火人员的工作积极性，使其在整个焊接过程中发挥重要的监控作用。工程负责人可给看火人员制定合理的焊接质量控制清单，督促看火人员在焊接过程中对焊接质量进行严格监控，既要严格检查焊接过程中的数据指标，又要对焊接工艺存在的缺陷进行详细记录，发现焊接缺陷要立即向相关人员发出通知并让其进行整修。

3.4 选择优质焊条

焊条是影响焊接质量的重要因素，焊条只有与焊接标准相符合，才能发挥最佳作用。焊接负责人员必须在焊接任务开始前，准备好符合该项工程要求的焊条。在焊接的过程中，负责人还要监督施工人员是否找准焊接位置并按照标准焊接程序进行操作，施工人员要确保每个焊接处均匀受力，避免出现焊接缺陷。焊接之前要对坡口进行仔细清理，确保焊接坡口处没有油或水等物。

3.5 提升焊接工艺水平

在管道焊接施工中，焊接工艺是最重要的环节，因此要逐步提升焊接工艺水平，确保焊接操作的规范性与完整性。例如：管壁厚度为3～6 mm 时，焊接层数为2 层，焊条直径2～3.2 mm；管壁厚度为6～10 mm 时，焊接层数为2～3 层，焊条直径3.2～4 mm，焊接电流130～150 A；管壁厚度为10～13 mm 时，焊接层数为3～4层，焊条直径3.2～4 mm，焊接电流150～170 A。

施工人员要严格遵循焊接工艺规范操作并逐步完善工艺。焊接过程中，要遵循科学合理的原则找准焊接位置，焊接电流要依据焊接间隙进行相应调整，还要依据实际情况合理调整焊接角度与焊接速度，要保证焊接尺寸符合实际要求；在拉长引弧过程中，先要预热后再实行焊接操作。在完成焊接工作收弧时，必须暂时停留在焊接位置一定时间后保证完全填满熔池内部，才能将焊接缺陷率降到最低；要将焊接位置进行仔细清理，仔细打磨凸凹不平处后才可进行焊接。施工人员还要依据焊条直径，在焊接过程中对电流进行合理控制，还要依据实际需要将电弧长度适当缩短并将焊接停留时间有效延长，控制实际焊接电流。在选择焊接材料时，要依据基材条件并保证焊缝有较高的整体性能。制定焊接方案时，要依据焊接材料的性质，选择最适合的焊接方式并找出准确的焊接角度，焊接过程中还要保持均匀受力；焊接前，要仔细将焊接坡口两侧20～30 cm 范围的杂物清理干净，焊材烘干时要严格依据焊接规范，对烘干时间进行合理控制，使用适合的烘干温度和焊接方式，从而保证焊接处能够完全熔合。此外，焊接时严禁用超过40 ℃的热源对气瓶加热，永久气体气瓶剩余压力应不小于0.05 MPa，液化气体气瓶应留有0.5%～1.0%规定冲装量的剩余气体。焊接过程中瓶内气体不能用光，必须留有一定余压。当环境温度为0 ℃以下时，余压为0.05 MPa；0～15 ℃时，余压为0.1 MPa；15～25 ℃时，余压为0.2 MPa；25～40 ℃时，余压为0.3 MPa。

3.6 引进先进焊接设备与工艺

焊接技术伴随着工业的迅猛发展而逐渐趋于成熟，焊接手段与焊接工艺也在不断更新。因此，焊接人员要不断提升技术水平。同时还要积极引进先进设备。

在实际工作中，可定期聘请专家对焊接人员进行技能培训，还可在焊接过程中积极引进新工艺，掌握更多新型工艺并认识到工艺创新的重要性。同时积极引进先进的检测设备检测焊接缺陷，利用先进设备严格检测每道工序，发现不合格项拍照留存，在检修会上将施工中存在的问题进行演示，督促施工人员漏洞自查并及时检修。工程负责人要在电脑中将不合格焊接照片进行存档，培训时可将这些图片作为培训资料，不断提升检修人员的工作规范性并严禁不当操作。

在焊接质量检验过程应当注意焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高Δh 应符合以下要求：①100%射线检测的焊接接头，其Δh≤1+0.1b1，且不大于2 mm；②其余焊接接头，Δh≤1+0.2b1，且不大于3 mm；③角焊缝高度不低于较薄件厚度。此外，焊接过程中应注意焊接焊口的允许偏差和检验方法，以此保证焊接质量。表1 为管道焊接焊口允许偏差和检验方法。