压力管道氩弧焊气孔产生的问题分析及预防措施

2021-11-02付玉鹏石国富

科技信息·学术版 2021年20期

关键词：压力管道气孔预防措施

付玉鹏　石国富

摘要：对压力管道进行安装安全质量监督检验时需抽查射线底片，在抽查中经常会发现焊缝存在气孔等缺陷。对氩弧焊焊缝中产生气孔的原因进行了详细分析，并给出了相应的预防措施，可有效避免氩弧焊焊缝产生气孔，节约施工成本，降低返修频率。

关键词：压力管道氩弧焊气孔问题分析预防措施

0前言

压力管道是具有较大危险性的特种设备，常用于输送易燃、易爆、有毒介质，在生产、生活中被广泛使用，其一旦发生事故会造成较大人员伤亡及重大经济损失。因此，确保压力管道安全运行，对于保障人民的生命、财产安全具有重要意义。

氩弧焊是以惰性气体氩气作为保护气体的一种电弧焊方法，焊接时钨极、熔池、填充焊丝端部、邻近区域都处在氩气保护区中，从而提高焊接质量。氩弧焊适用于焊接各种材质的钢材、有色金属及合金等，并且适用于焊接各种位置。压力管道采用氩弧焊焊接方法，可实现焊缝的单面焊双面成形，保证焊缝根部焊透。因此，近年来在重大压力管道安装工程中，尤其输送易燃、易爆、有毒介质的压力管道均采用氩弧焊焊接或氩弧焊打底手工盖面的焊接方法。由于氩弧焊焊接过程对防风要求较高，对水、油污及铁锈非常敏感，对气体的纯度、坡口清理状况、焊接工艺等均有严格的要求，焊后焊缝中易产生气孔缺陷。气孔会降低焊接接头的机械性能，导致应力集中，造成脆性破坏，影响产品质量。本文阐述了在天然气管道安装工程中采用氩弧焊焊接过程，焊后焊缝中产生大量气孔缺陷，根据气孔的特点及危害性，结合施焊环境，对气孔产生的原因进行分析，并根据相应的标准、规范提出对应的预防措施。

1基本情况

对新安装的埋地天然气管道进行安装安全质量监督检验时发现：采用氩弧焊焊接的158条焊缝中有148条焊缝存在气孔缺陷，其中有13条焊缝中的气孔缺陷直径大于管道壁厚一半的超标缺陷，根据相应的标准规范需要做返修处理。检验人员根据气孔的特点及危害性，结合施焊环境，分析了气孔缺陷产生的原因，对安装单位提出了具体的预防措施，安装单位对13条焊缝进行返修后未发现气孔缺陷。

2气孔的特点及危害性

气孔是由于焊接熔池在高温时吸收了较多的气体，冷却时气体又来不及逸出，最后残留在焊缝金属内部而形成的。熔池吸收的气体大部分来自大气，还有部分气体来源于焊丝和母材上的油、铁锈等杂物受热分解产生的气体以及各种冶金反应产生的气体。气孔有球形、椭圆形、条虫形、旋风形等形状，存在形态包括單个气孔、密集气孔、连续气孔，常分布在焊缝的内部或外部位置。

气孔的危害性主要表现为以下几个方面。气孔缺陷是一种体积形缺陷，气孔占据了焊缝金属一定的体积，使焊缝的有效工作截面面积减小，导致焊缝的力学性能降低，尤其是焊缝的弯曲和冲击强度等塑性指标降低;气孔可能造成应力集中，甚至成为焊缝裂纹源;由于气孔缺陷超标造成返修次数增多，影响产品质量，增加成本。

3产生气孔的原因分析

该天然气管道为埋地管道，输送的介质属性为易燃、易爆，采用的焊接方法为全氩弧焊焊接，施焊条件为焊工在地沟中施焊，施工单位为赶进度没有按照相关标准规程及焊接工艺进行施工，产生气孔的原因主要为以下几点。

（1）施工过程中未设置焊接材料库，不能保证焊接材料存储时保持了适宜的温度及湿度。

（2）未建立焊接材料的保管、烘干、发放和回收管理制度。

（3）焊接设备的电流表、电压表等参数调节装置未定期检测，无法保证焊接电流稳定性，电弧不稳定会扰乱气流，导致保护效果变差。

（4）存在下雨施焊现象，在雨天施焊过程中，焊工及焊件未设置保护措施。

（5）工期过短，焊工没有按照相关标准规程及焊接工艺评定进行施焊，不能保证焊接时维持了合适的氩气流量和焊接速度。

（6）焊丝表面存在油污、水、铁锈等杂物，会使焊缝内产生气孔。

（7）雨天风速过大会使保护层形成紊流，造成保护效果不佳的状况。

4预防措施

根据气孔的特点及危害性，结合施焊环境分析气孔产生的原因，并根据相应的标准、规范提出了以下几点预防措施。