市政项目中内衬不锈钢复合型给水管道焊接工艺要点

孙 健

（淄博市自来水有限责任公司，山东 淄博 255000）

目前城市供水主要采取市政供水方式，市政供水中需要有提升泵站、消毒设施、循环滤清水池、水质化验监管系统等水处理设施，这些可保证水质符合饮用要求，此外，市政供水还需要相应的管道作为输送设施，从而满足城市千家万户的日常用水[1]。市政供水管道属于压力性输水管道，需要具备一定的承压能力，实际在市政供水中出现的漏水、管道爆裂等问题很常见。内衬不锈钢复合型给水管道作为新型输水管道，其应用具有众多优势，而内衬不锈钢复合型给水管道焊接是施工中的一个重点，也是充分发挥输水管道优势的关键所在。本文结合笔者经验，对内衬不锈钢复合型给水管道的焊接工艺展开分析，旨在不断提高内衬不锈钢复合型给水管道的焊接质量。

1 内衬不锈钢复合型给水管道的使用优势

内衬不锈钢复合型给水管道作为新型输水管道，其在应用过程中存在较多优势，表现为：

（1）内衬不锈钢复合管强度高、韧性好，抗冲击性较强，能够抵御较高水流速度条件下水流产生的冲蚀、涡流。

（2）多元化连接方式，内衬不锈钢复合管根据实际情况可选择螺纹连接、法兰连接、焊接连接等，提高管道应用的灵活性[2]。

（3）内衬不锈钢复合管的使用寿命较长，可达到100年。而传统的铸铁管易腐蚀生锈，使用寿命短，PPR的使用寿命还不到内衬不锈钢复合管1/4。内衬不锈钢复合管在严格控制施工质量的情况下不渗不漏，几乎不需要维护，节约大量资源，降低运营维护成本。

（4）良好的耐腐蚀性。内衬不锈钢复合管在自来水中有较好的耐腐蚀性，避免了腐蚀对水质产生的影响。

（5）良好的卫生性能。内衬不锈钢复合管符合饮用水系统的要求，避免供水中出现“红水”、“绿水”等问题，让市民对供水更加放心[3]。

2 内衬不锈钢复合型给水管道焊接原理

内衬不锈钢复合型给水管道焊接接口采用内壁堆焊，即管端一定范围内在基体管道内壁堆焊上不低于内衬层厚度的不锈钢，整个焊接包括打底焊、过渡焊、填充焊与盖面焊，打底焊是通过手工钨极氩弧焊实施焊接，焊丝可选择“ER-309”，过渡焊是通过手工钨极氩弧焊实施焊接，焊丝可选择“ER-309L”不锈钢焊丝；填充焊选择J507焊条，盖面焊选择507焊条，不同焊道对应焊条直径逐步增加。具体需要焊熔一圈圈的不锈钢焊丝，这样熔敷金属层厚度在2mm~3mm，此后处理焊熔层表面，使其平整，钢管端部需要处理成焊接坡口，用电弧焊盖面工艺完成焊接处理[4]。

3 内衬不锈钢复合型给水管道焊接工艺分析

3.1 焊接工艺流程

通过手工钨极氩弧对内衬不锈钢复合型给水管道实施焊接，为了保护焊缝，需要在焊接过程中将氩气填充到焊接管材内部，这样可避免焊接过程中的氧化，对保证焊接质量与焊缝成形至关重要。整个内衬不锈钢复合型给水管道实施焊接工艺流程：①完成管材切割；②对坡口予以加工；③端部封焊；④打磨坡口；⑤调平；⑥焊接；⑦焊缝检测；⑧水压试验。严格按照上述焊接工艺流程才能更好地保证焊接质量。

3.2 前期准备工作

前期准备工作主要有：

（1）选择焊材，考虑到市政工程中内衬不锈钢复合型给水管道使用要求较高，为了保证焊接质量，焊接期间应选择三种不同焊材完成同一条焊缝的焊接；结合图1，焊丝包括“ER-309”、“ER-309L”不锈钢焊丝、J507焊条。

（2）选择气体，选择纯度≥99.98%的氩气作为钨极氩弧焊的保护气体，氩气的具体调节则应综合考虑焊接金属材料类型、焊接方式、电流大小等，其中电流越大需要的保护气也应越多。

（3）下料、制作坡口，根据市政供水管道设计方案，合理选择相应的内衬不锈钢复合型给水管道材料与参数，通过冷加工方法完成管道焊接的坡口制作。需要注意的是管道切割中选择无齿锯，同时考虑到加工需要，应预留2mm-3mm。管道切割后及时修整切口，将存在的毛刺打磨平整，坡口加工选择磨光机，基层一侧留置复合管坡口，且为单V形[5]。

4 市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接常见质量问题分析

市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接过程中容易出现两种质量问题，即内部缺陷与外观缺陷，如焊缝中出现的裂缝、未熔合、气孔等属于内部缺陷，而焊接区域表面夹渣、焊缝余高不合格、错口等属于外观缺陷。外观缺陷通过肉眼可直接看到，但是内部缺陷则需要借助无损检测设备才能做出评价。

内衬不锈钢复合型给水管道焊接出现质量问题的原因也较多，比如工作人员自身的焊接经验、焊接技术以及对焊接要点的掌握情况，如果焊接工作人员自身技术不过关，则很容易出现焊接质量问题；电焊机的选择以及电压是否稳定都会影响电焊质量；此外，不锈钢焊条质量、氩弧焊使用期间的氩气合格与否、焊接流程是否规范、焊接电流大小选择是否合理等都会影响到焊接质量。在单一因素或者多种因素的共同影响下可引起内衬不锈钢复合型给水管道焊接出现外观或者内部缺陷质量问题。

5 市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接质控措施

市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接质量对充分发挥市政内衬不锈钢复合型给水管道材料优势以及发挥供水作用至关重要，因而在市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接过程中需要加强质量控制，从多方面采取措施，保证焊接质量。

5.1 重视电焊技术人员的考核与培训

参与市政内衬不锈钢复合型给水管道焊接的技术人员，需要在正式工作前进行能力考核，了解不同电焊技术人员的实际电焊理论知识与实际操作能力，做好岗前能力考核，并重视岗前技能培训，培训并经再次考核合格者纳入电焊施工小组。通过岗前能力考核与培训等确保参与电焊施工的技术人员技术过硬，避免施工人员技术缺陷引起的质量问题。

5.2 保证电焊机、焊条等质量参数

根据市政内衬不锈钢复合型给水管道的实际情况，选择合适规格的电焊机，必须选择直流电焊机对不锈钢实施焊接，电焊机需要有专用电路，保证电焊机使用阶段电压稳定性；焊条、氩气等都应符合质量要求，避免为了降低成本，选择不符合要求的电焊条。实际焊接中需要结合当地实际情况，不断摸索并对焊接质量予以分析，确定出最佳的焊接参数，比如焊接电流、现场温度等。

5.3 焊接阶段的质控管理技术措施

根据笔者现场施工与管理经验，实际在焊接过程中还需要从多方面加强管理，消除各类影响因素，保证焊接质量。主要质控要点包括：

（1）内衬不锈钢复合型给水管道在焊接过程中需要做好防风措施，营造良好的焊接环境。当满足以下条件时需要停止电焊作业：相对湿度＞90.00%，风速＞2m/s，焊接区域需要及时清理干净，可避免焊缝中的气孔问题。

（2）内衬不锈钢复合型给水管道定位焊过程中，需要反复核对管材的对接精度，检查坡口间距是否达到焊接施工工艺要求。对接完成的焊口应及时量测。根据要求，误差≤2mm且不允许超过管材壁厚1/10。通过前期初步定位焊接工作，可避免底焊时管材在应力作用下引起偏差。通过三角固定焊法完成定位焊接，且要求不同焊接点长度在10mm~15mm，焊接厚度保持在2mm~3mm。根据底焊工艺确定定位焊接工艺，两者需要保持一致，焊接中的电流可控制在80A~90A[6]。内衬层材质为不锈钢，焊接过程中需要在内部填充氩气，通过氩气的保护作用避免焊缝发生氧化，为焊缝成形、焊缝质量奠定基础，氩气在填充管道前需要封闭端口，保证氩气填充质量。

（3）内衬不锈钢复合管属于双金属复合管，其外基管为国标镀锌管或国标无缝管，内衬为不锈钢管，复合管道的生产是将内外管道挤压使其贴合在一起，实际是生产过程中两者结合面可能存在相关杂质，比如油污、空气、水分等，这样在焊接中会存在二氧化碳、水蒸气。二氧化碳、水蒸气可能引起焊缝中出现气孔，造成内部缺陷。通过封焊市政内衬不锈钢复合型给水管道坡口端部，可避免上述问题，封焊中的电流选择60A左右，避免电流过大直接破坏内部不锈钢。封焊期间需要选择小电流、小电弧摆幅、快焊速工艺，要求在管材一周堆焊两层，且保证焊接的均匀性。

（4）考虑到内衬不锈钢复合型给水管道焊接有着较多的特殊要求，实际焊接中应选择不同的焊接材料，整个焊接过程中需要严格执行标准化的焊接工艺，焊接中应重点关注以下问题：底层不锈钢层焊接过程中都需要保证管材内部始终有氩气填充并发挥保护作用。根据实际焊接工作，市政内衬不锈钢复合型给水管道底层焊接不仅难度大，而且焊接质量要求高，焊接中要求一次性完成打底焊缝，焊接中不允许分次焊接，使用不接触引弧完成焊接。引弧板在引弧过程中要求引弧板需要置于焊接坡口位置，通过内填丝完成底层焊接送丝，需要注意的是坡口间隙应超过焊丝直径，焊丝与坡口内侧钝边处应紧密切合，同时开展熔化焊接。这样子能够及时观察到反面的余高以及钝边和焊丝的熔化情况，通过直观观察避免在焊接中出现反面余高、未熔合等问题，及时掌握焊缝的熔合程度，保证焊接质量。第二层在焊接过程中需要控制好参数，防止因为电流较大等烧穿打底层焊道，避免出现焊道背面强氧化、焊道下凹等问题，填充焊接、盖面焊接期间应控制层间温度＜60℃，选择多层焊道焊接工艺。利用电弧焊完成外层钢管的焊接，具体需要选择交流电弧焊机，焊接材料的选择应结合母材而定，确保两者的一致性。需要注意的是在外管道焊接时，坡口处母材表面不允许试验电流、引弧等，操作中避免电弧对母材造成擦伤。焊接电流选择是焊接质控要点，及时打磨和清理接头、层间等，焊口焊接完成需要及时清渣与自检，焊缝需要一次且连续完成焊接，如果因为某些因素中断焊接，后续焊接时应对焊道表面予以检查，避免存在裂纹，只有没有裂纹的情况下才能够在原有基础上继续焊接。每个焊口焊接完成后需要检查，同时所有焊口完成后也需要全面检查，保证焊接外观质量满足实际要求。对于内部可能出现的焊接缺陷问题，应及时通过无损检测技术了解内部是否存在焊接缺陷，全面保证焊接质量。

6 结束语

市政项目中内衬不锈钢复合型给水管道使用有着众多优势，焊接工作作为其中一个重要的质控要点，其焊接质量对整个管道水的输送具有直接影响。市政项目中内衬不锈钢复合型给水管道焊接过程中需要严格执行焊接工艺，做好前期准备工作，保证焊接人员、材料等符合要求。焊接过程中需要加强全面管理，严格执行焊接工艺流程，不允许简化流程，针对常见问题做好质控管理。