加強管道焊接質量之我見

李瑩 杜志友

摘要：在工業建設項目中，壓力管道通常采用焊接方式連接。因此，焊接是壓力管道施工中最關鍵、最重要的一項工作，影響管道焊接質量的因素較多，本文主要通過對壓力管道焊縫質量缺陷產生原因進行分析，就如何做好質量管理，進行了簡要闡述。

關鍵詞：管道施工焊接工藝 質量控制

引言

壓力管道是指管內或管外或管內外同時承受壓力，內部輸送 “可能引起燃爆、中毒或高壓”的介質的管道。焊接是壓力管道安裝的主要控制內容，是質量形成過程中的關鍵工序，焊接質量的好壞直接影響著工程的竣工驗收和系統的安全運行。

1. 管道焊接質量缺陷的分類：

1.1焊接表面質量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、焊瘤、未焊透、根部收縮、余高過大、外觀成形凹凸不平、角焊縫厚度不足或焊腳不對稱情況等。

1.2焊接內部質量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等。

? 幾種焊縫表面和內部質量缺陷示意圖：

2. 幾類重要焊縫質量缺陷產生的原因：

2.1未焊透：①電流強度不夠，運條速度太快；②管道組對時，坡口的鈍邊太厚或間隙太??；③焊條角度不對以及電弧偏吹；④焊件散熱速度太快使焊融金屬迅速冷卻。

2.2氣孔：①熔化金屬冷卻太快，氣體來不及從焊縫中逸出：如風速過大、溫度較低，或者焊工操作技術不良，運條速度太快，使焊肉很薄，冷卻過快，氣體來不及從焊縫中逸出；②電弧太長或太短。電弧太長使空氣浸入熔池，太短則阻礙氣體外逸；③焊條受潮；④焊件及焊條上沾有油漆、油污等，受熱后放出氣體浸入熔池；⑤基本金屬及焊條化學成分不當，含碳氣過多，所含的合金成分使鐵水發粘，使熔渣粘度太大，阻礙氣體外逸。

2.3裂紋：①焊接材料化學成分不當。碳及合金成分含量多，以及含磷、硫，促使產生裂紋；②對于可淬性高的鋼，焊接措施不當，如未進行預熱或退火等；③管道組對不正確，如焊低碳鋼時坡口小，間隙小，導致填充金屬少，強度低，焊縫冷卻快，應力較大，以致產生裂紋；④點焊處尺寸較小，受外力或焊接應力作用而破裂；⑤其他具有尖角的缺陷未檢查并及時修復，由于應力作用而發展成裂紋。

3. 壓力管道的焊接方法和工藝

3.1 焊前技術準備工作

① 焊接前編制壓力管道焊接作業指導書，進行焊接工藝評定和填寫焊工工藝卡。焊接技術人員應當根據工程概況，編制焊接作業指導書，擬定技術措施，制定焊接方案。凡施焊單位首次采用的鋼種、焊接材料和工藝方法，必須進行焊接工藝評定，用以評定施焊單位是否有能力焊出符合產品技術條件所要求的焊接接頭，驗證施工單位制定的焊接工藝指導書是否合適。焊接工藝評定應以可靠的鋼材焊接性能試驗為依據，應在工程焊接之前完成。

② 當評定不合格時，應分析原因，并修正不合理的參數，重新擬定工藝后，再進行評定，直到合格為止。最后完成的焊接工藝評定報告，經施焊單位技術總負責人審批后，編制“焊接工藝卡”，用于生產中指導焊接工作。

3.2 壓力管道焊接方法和工藝

3.2.1采用氬弧焊打底，電弧焊填縫和找補

氬弧焊即氬氣保護焊，可以獲得良好的焊接接頭，返修率低，易于保證工程質量，目前已普遍用于質量要求較高的碳素鋼和合金鋼焊接接頭的根部焊道焊接。電弧焊是利用焊條與工件間產生的電弧熱將金屬熔化的焊接方法?？稍谑覂然蛞巴飧呖者M行平、橫、立、仰全位置焊接，是壓力管道焊接中的主要焊接方法。

3.2.2 焊接工藝

①打底：選用氬弧焊打底，由下往上施焊，點焊起、收尾處可用角磨機打磨出適合接頭的斜口。整個底層焊縫必須均勻焊透，不得焊穿。氬弧打底必須先用試板試焊，檢查氬氣是否含有雜質。氬弧施焊時應將焊接操作坑處的管溝用板圍擋。以防刮風影響焊縫質量。底部焊縫焊條接頭位置可用角磨機打磨，嚴禁焊縫底部焊肉下塌、頂部內陷。并應及時進行打底焊縫的檢查和次層焊縫的焊接，以防產生裂紋。

②中層施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飛濺物，并進行外觀檢查，發現隱患必須磨透清除后重焊，焊縫與母材交接處一定清理干凈。焊縫接頭應與底層焊縫接頭錯開不小于10mm，該層選用焊條直徑為Φ3.2。

③蓋面：該層選用焊條直徑為Φ3.2。焊接時視其焊縫已焊厚度而選用。每根焊條起弧、收弧位置必須與中層焊縫接頭錯開，嚴禁在中層焊縫表面引弧，該蓋面層焊縫應表面完整，與管道圓滑過渡，焊縫寬度為蓋過坡口兩側約2mm，焊縫加強高度為1.5-2.5mm，焊縫表面不得出現裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺等。不得出現大于0.5mm深度，且總長不大于該焊縫總長10%的咬邊，焊接完畢，清理熔渣后，用鋼絲刷清理表面，并加以覆蓋，以免在保溫、防腐前出現銹蝕。

④焊縫焊接過程中，設專人記錄，對每個焊縫的材質，管道規格，焊接過程中的電壓、電流、時間，外界溫度，焊前預熱及焊后熱處理進行詳細記錄。焊縫焊接完畢后，對焊縫進行編號，在每道焊縫處都加蓋焊工鋼印號，以便后期檢查及對焊工進行考核。

⑤壓力管道焊接完畢后，對所有焊縫進行外觀檢查，檢查完畢后按比例進行無損檢測，無損檢測包括焊縫表面無損檢測和焊縫內部無損檢測。

4. 焊接質量檢驗措施及控制：

4.1焊縫表面質量檢驗措施：

①采用目測和焊接檢測尺實測的方式檢驗外觀質量：主要檢查焊縫表面的裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未焊透、焊瘤、根部收縮、余高、焊縫外觀成形、角焊縫厚度、角焊縫焊腳對稱情況等。②滲透檢驗：主要是在焊縫表面噴涂滲透檢測劑，通過顯示的跡痕，判定焊縫的缺陷，主要有著色法和熒光法兩種。③磁粉檢驗：主要是在焊縫表面施加磁粉，對焊件進行磁化，通過顯示的磁痕，判定焊縫缺陷。主要有干磁粉法、濕磁粉法、熒光和非熒光磁粉法。

4.2焊縫內部質量無損探傷檢驗措施：

4.2.1無損探傷檢驗方法：

焊縫內部質量無損探傷檢驗方法主要有射線透照檢測和超聲檢測。射線透照檢測比較直觀并能保留檢驗記錄，是最常用的檢測方法，有一定的輻射污染。超聲檢測對操作者要求比較高，要有很高的理論基礎，但操作簡單，成本低。

4.2.2檢驗控制：

①施工單位或建設單位委托的檢測機構和檢測人員要有相應的等級資格證書，且只能從事與該等級相應的無損檢測工作；

②由于超聲檢測對檢驗人員的判斷缺陷技術要求較高，所以超聲檢測必須留下書面的檢驗記錄備查，對超聲檢測后有懷疑的焊縫可用射線進行復查。有的行業規范已規定無損檢測可以在超聲和射線中任選其一。

③ γ射線或χ射線對人體有不良影響，必須確保操作人員及周邊人員的安全，射線輻射防護應符合GB18871、GB16357、GB18465的有關規定。作業前必須辦理審批手續，提前通告，根據射線的影響范圍，做好警戒、隔離、輻射監測等措施。

4.3管道焊接操作過程控制：

主要是對管道切割下料、管口和坡口加工、管口清理、組對、點焊和正式焊接的電流、電壓、焊接環境等方面進行檢查。檢查手段基本以巡檢為主。

4.3.1管道切割下料檢查：主要控制管口平面與管道軸線的垂直度，另外注意不銹鋼、合金鋼管道的切割工器具不得與碳鋼類材料混用，防止造成滲碳銹蝕。

4.3.2坡口加工的控制：主要應控制坡口角度、坡口的形式和細部尺寸等。管道對焊接頭的坡口形式主要有Ⅰ型、V型、U型、X型、雙V型等，見下圖：

4.3.3管道組對控制：主要根據焊接工藝卡的要求檢查管口組對的間隙、平直度、錯邊量等，防止焊縫出現未焊透、焊瘤過大、焊縫寬度不合格等質量問題。

5. 結語:

壓力管道的焊接質量控制是環環相扣的， 在施工過程中嚴格按規范規程進行，認真做好焊接工藝評定，并做好從材料檢驗、管道組對、焊接操作、過程控制及焊后檢查等每一道工序的質量管理，最終才能取得良好的施工質量。

參考文獻：

[1]張西庚.壓力管道安裝質量保證指南.2002.9.

[2]沈松泉，黃振仁，顧竟成.壓力管道安全技術.2000.4.

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。