关于压力管道安装焊接质量分析及其控制探讨

2023-01-23卢培培

城市建设理论研究（电子版） 2022年35期

卢培培

河南省安装集团有限责任公司山东泰安 271000

随着各个领域的不断发展，所需要的压力管道数量逐渐增加，在快速发展的背景之下，管道安装焊接工作依旧存在着一些问题，导致管道安装工作存在一定的难度[1]。因此在实际工作当中，相关的焊接操作人员应严格的制定施工计划，立足于实际情况和企业的发展需求，有针对性的进行质量控制措施，才能全面提升管道安装焊接的整体工作质量，营造安全稳定的施工空间，注重焊接质量的全面提升，为压力管道运行提供安全稳定的条件，才能实现全面促进企业可持续发展和国家经济稳定发展的目标，相关部门应重视起来严格控制管道安装焊接质量，提升对质量分析的效率，维持压力管道安装焊接质量控制之间的平衡。

1 压力管道与焊接工艺的概述

在实际工作当中为了落实压力管道的焊接与安装工作，前提是明确焊接接头的性能是否能够达到标准，然后再对压力管道与焊接工作质量合理性进行判定，随后选择有针对性的焊接工艺，实现全面提升焊接工作施工质量的目标，选择合适的施工单位进行安装与焊接操作[2]。在安装与焊接工作的评定过程当中，密切的分析影响焊接接头机械性能的主要因素，也应当将焊接工作的变形和焊接应力进行分析，明确施工现状和施工条件，进行深入且有效的分析，明确劳动生产率和施工设备的具体参数，对施工人员的综合素质条件进行分析，确保焊接工艺选择的合理性和稳定性，优化现场施工和焊接工作的整体质量，并将所有的参数和数据以及施工图片分发给施工团队，进而全面保障焊接工艺的整体质量。

2 压力管道安装焊接质量影响因素

针对现阶段的施工问题进行分析，压力管道安装焊接工作最主要的影响因素分别是焊接工艺、焊接操作人员和焊接工作条件三方面。在培养焊接技术型人才的时候，企业培训部门应加强对操作人员素质的提升与培养，提升操作人员对于焊接工艺的把握，深度了解焊接工艺的内在要求。其次也需要对焊接工作的原材料和施工要求和焊接技

术操作的风速、温度、环境等多个方面进行分析，充分分析作业条件，减少对安装焊接工作的整体影响，维护压力管道安装施工的良好条件。焊接管道的质量主要分为内部的工作质量缺陷和焊缝表面的质量问题等，其中焊缝表面质量问题有夹渣、气孔未熔合等多种现象，后者的缺陷多半因为表面的缺陷[3]，主要是由于焊枪的电流比较小，坡口的角度也比较小，与金属融合冷却速度较快、焊条受潮等问题都可能会导致在焊接结束之后出现裂纹现象，严重影响焊件的质量造成不必要的工时浪费，造成金属消耗加剧了整体焊接安装工作的施工成本。

3 压力管道安装焊接质量存在的问题

3.1 施工环境

安装焊接对于施工环境的要求非常之高，环境与温度已经成为了影响压力管道焊接的主要问题，为了能够在安全的环境当中进行焊接操作，必须要合理的清除问题因素，减少环境和温度对于焊接操作的影响，满足具体的生产需求。大多数焊接工作需要在室外的环境进行，在进行焊接操作的过程当中，风速应控制在合理的规定范围之内，同时也需要在干燥的环境中进行[4]。

3.2 坡口清理方面

在进行压力管道安装工作的同时，氧乙炔多半用于开槽工作，在特殊的环境处理之下可以采用等离子弧的方式来进行，配合角磨机把坡口打磨光亮，并清除坡口及正反面边缘25mm范围内的油、锈、水及其他污物。

3.3 焊接人员的影响

焊接人员的专业能力必定会成为影响整体工程施工质量的主要原因，根据压力管道设计图纸要求，施工单位配备相应技术水平的焊接人员进行施工。

3.4 气孔夹渣

3.4.1 气孔

焊接气孔主要是指在进行焊接作业的过程当中，熔池中的气体来不及逸出而停留在焊缝中形成的孔穴。一般包括一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。例如：一氧化碳气孔产生的原因，主要是熔池中FeO和C发生如下反应，FeO+C=Fe+CO,这个反应在熔池处于结晶温度时进行的比较剧烈，由于此时熔池已经开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成一氧化碳气孔。而引起氢气孔的主要原因是工件及焊材表面的铁锈和油污没有有效清理以及保护气体中含有水分。氮气孔则是焊接时，保护气氛围遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致[5]。一般情况下，气孔多半分布在与焊缝比较近的表面位置，这也是导致管道表面出现冷裂纹的主要原因。

3.4.2 夹渣

压力管道的夹渣现象是比较常见的一种失误，夹渣主要分为金属夹渣和非金属夹渣两种类型。其中非金属夹渣，特指焊后残留在焊缝中的熔渣，包括焊条要皮或焊剂、氢化物、硫化物、氮化物等。根据其形成的情况，可分为点状夹渣、线状夹渣、链状夹渣以及密集夹渣。据相关调查研究在对压力管道进行焊接检测的同时，比较频繁出现的问题就是焊缝里的点状和线状的夹渣现象，夹渣会降低焊缝的塑性和韧性，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，发展成裂纹源，导致管道强度下降，焊缝开裂，产生安全事故[6]。

3.4.3 压力管道焊接面未焊透、未熔合现象

压力管道在进行焊接过程当中，可能会出现焊接头部未完全熔合的现象，其主要原因是由于相关操作人员在具体施工过程当中未能够及时地按照具体的施工要求来进行操作，自身的操作水平不够，管道的焊接缝隙与标准不符。通过对施工操作的具体分析明确其中主要的原因是由于管道口的形状不够规则。

3.5 焊缝表面裂痕

焊接裂痕是焊接中最常见的一种严重缺陷，成因不同，但是危害性巨大，它影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。

4 压力管道安装焊接工作的质量控制措施

4.1 焊接开始前的准备工作

4.1.1 焊接技术人员的管理

为了保障焊接工作能够超额完成，首先需要明确具体的管理和施工要求，焊接技术操作人员要注重自身素质的提升，同时也要加强管理工作保障焊接工作顺利进行。在焊接工作开始之前企业应正确选择具备资质条件焊接人员，从根本上去控制焊接技术人员的工作质量，才能避免因施工人员的技术问题对压力管道安装焊接工作所带来的影响。

4.1.2 焊接应用设备

压力管道进行焊接工作时，最常用到的设备为逆变焊机，还有对焊缝热处理和焊条的烘干设备等。在焊接前，相关技术人员要提前对设备进行检查，确保焊接设备的性能更加可靠安全，配备齐全的、完好无缺的零件，确保在运行过程当中不会出现安全隐患问题，并配备在校准期内的电压表、电流表和压力表。确保施工设备合理安全，对施工人员也是一种保障，最大程度的营造安全施工空间。

4.1.3 焊接坡口的加工处理

为了能够保障焊接工作顺利地完成，在焊接工作施工中，施工人员通过坡口机对管口进行规范处理。坡口处的油污熔渣现象会严重的影响到焊接缝的美观程度，因此在施工完成时要求技术人员应对加工范围进行处理，并在＞20mm范围处进行清理。

4.1.4 管道的定位

当对压力管道清理完毕之后，应该对管道进行应对处理。这样做的目的是为了保障焊接的整体质量，减少因连接构件不均匀儿而造成的错台问题，由于坡口处存在不均匀的现象，无法准确的对间隙和钝边大小进行判定，这也导致所连接的部分可能出现焊瘤和内凹以及未焊透的现象。因此在对管道进行定位的时候，应确保管道两侧与内壁保持齐平状态，并且内壁的厚度不要高过内壁管径10%，如果两侧的壁厚程度不一样，需要在链接过程当中对不同的一边进行打磨[7]。并在定位连接的时候应提前将两边固定好，进而选择合适的方式来减少对管道的形变，进而影响到焊接部位，通过合理的对焊接方式的选择，选择符合要求的施工人员对现场进行操作。

4.2 焊接过程中对材料的控制

4.2.1 焊材与材料

在压力管道的焊接操作过程中企业需要制定严格的管理机制，根据具体的施工要求来选择正确的规格和型号。

4.2.2 现场材料的控制

施工材料到达现场后需要对货物的数量、名称、规格等进行详细的核对，确保材料的真实可靠性。并在材料检测核对准确无误之后才能登记入库并做好详细记录。对室外堆放的材料应做好保存工作，需要登记入库的则需要正确的进行处理，避免因材料丢失而造成的损失。焊条使用之前需进行干燥处理，利用保温桶来减少返潮现象，焊接材料的选用非常重要，必须考虑与母材的匹配要求。例如，低氢型焊条抗锈较差，有锈时容易产生气孔，而酸性焊条却有很不错的抗锈型，所以选择同型号的焊条才能避免错误。

4.2.3 工序间的材料管理

部分材料需要多种施工步骤才能投入使用，例如管材在焊接的过程当中需要经过开坡口、除锈、钝化等多项工序，阀门仪表等配件还需要经过后期的脱脂、检验实验清洗等多个步骤才能进行试用，因此在不同的环节需要做好防护，并在工序交接的过程当中，应有效的防止工序污染，如果工序未进行良好的处理可能会在后期的使用当中暴露缺点，甚至还会造成经济损失。

4.3 科学选择焊接方式

焊接方法也是决定整体焊接质量的基础，在具体工作当中相关工作人员应明确具体的焊接要求，充分结合实际管道安装情况进行，科学的选择焊接模式合理的控制工作流程，在具体的操作过程当中应随机应变。根据具体的管道焊接需求来进行，能有效地提升整体焊接效率，减少问题的发生几率和企业的经济损失。只有采取合理的焊接方式，才能维护整体管道应用的质量。

4.4 焊接环境的控制

施焊环境决定着整体的焊接工程质量，一般情况下施焊环境应保持干燥，在适宜的温度下进行，才能形成良好的施工空间来维护内在的质量。风速、温度都会影响焊接质量。管道材料也可能会受外界因素的影响，在焊接过程当中未能达到要求，因此应提前对焊接材料进行预热处理，焊接环境应保持干燥，并在焊接电弧的一米范围之内湿度需低于90%，如果施工现场的湿度太高，会造成焊接表面出现水珠，当出现这一现象时应采取有效的措施，进而保障整体焊接质量。

4.5 压力管道表面气孔和夹渣控制

气孔与夹渣现象会影响整体焊接质量，因此在施工前应对形成气孔和夹渣的原因进行分析，检查焊材与母材匹配度、焊条进行彻底的烘干、有效清理铁锈和油污，施焊时要考虑不洁净的保护气体、过小的气流量、喷嘴被飞溅物部分堵塞等因素。还有工艺因素如电弧电压越高、焊接速度快等。当出现问题时应采取紧急预案进行拯救，如果问题较为严重应重新进行焊接避免后期的安全隐患，保障压力管道能够正常运行，否则将会出现毒气泄漏甚至爆炸。

4.6 未焊透、未熔合质量控制

管道焊接未熔合多半出现在焊接坡口与焊接缝之间，在具体焊接工作中稍不注意就会出现未熔合现象，为了避免再次发生这一现象，需要严格的对施工环节进行控制，采取紧急措施进行补救。提升焊材的整体质量，选择高质量的焊材将未焊透、未熔合现象控制在可控范围之内。

4.7 裂纹缺陷控制

焊接裂纹作为危害最大的一类焊接缺陷，严重影响焊接结构的使用性能和安全可靠性。当焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应申报焊接技术负责人查清原因，订出修补措施后才可处理。裂纹的种类也有很多，裂纹产生的原因及防止措施要在施工前做好功课，焊接工艺要交底清楚，施工中焊接后构件要缓慢冷却，使焊缝内的应力松弛，达到减少应力集中的目的，选用合适的焊丝焊机匹配焊接作业，严格清理焊丝和焊接区域烘干焊剂等。

4.8 建立责任奖惩有效机制

为了保障压力管道焊接工作的稳定发展，更应该建立责任奖惩有效机制，相关部门应严格的进行培训工作，确保施工人员的整体素质得到提升，保障压力管道安装等问题得到解决。相关部门应制定有效的管理措施来加强管道安装热暖和焊接人员的社会责任意识，通过建立完整且合理的责任制度，对不合理的行为进行处罚，对于正确的行为进行奖励，加强各个区域的压力管道安装工作，提升工作人员的责任意识和团队意识。压力管道施工部门可以以团队为单位，不断地完善工作制度，创新团队管理模式。制定更高质量、更高效率的压力管道安装制度，保障焊接工作质量得到提升，最大程度的提升压力管道安装工作效率，发挥良好的约束作用实现最终的建设目标。