长输管道焊接施工常见的焊接缺陷及防治要点

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摘要：随着我国能源需求量的增加，油田地面工程建设市场不断壮大。为了缓解我国当前所面临的能源问题，利用长输管道运送油气资源的方式得到了普遍的应用。为了保证管道焊接的质量，必须要对焊接缺陷进行严格的控制和处理。鉴于此，本文对长输管道焊接施工常见的焊接缺陷及防治要点进行了分析探讨。

关键词：长输管道焊接；焊接缺陷；防治要点

中图分类号： P755 文献标识码： A

一、焊接缺陷的产生原因与防治要点

1、烧穿产生原因与防治要点

所谓“烧穿”指的是填充层或者热焊层在焊接的过程中烧漏了前几层或者上一层，其产生原因主要是因焊接工艺的参数过大或者根焊道过薄；而烧穿的防治要点主要包括根焊道的厚度要保持在3mm左右，根焊的焊接工艺参数要保持在合理的范围内，在出现烧穿问题的时候必须立即停止焊接工作，并按照相关要求打磨出根部间隙与坡口角度，重新进行根焊和热焊等工作。

2、裂纹产生原因与防治要点

所谓“裂纹”指的是在焊后冷却过程中，焊道产生的应力要高于母材抑或因焊缝金属强度导致的缝隙，其产生原因主要是强行组对且普遍存在于连头组对焊接或者弯管组对焊接的时候。具体来说，直管段摆放的角度与弯头的角度和现实的施工有着一定的差异存在。而在组对的时候，为了组对好管口就需要施加足够大的外力，但由此产生的应力也不容小觑，并由此在根焊道相对较薄的地方产生裂纹缺陷。另外，因焊道扩散的氢含量相对较高或者根焊道的温度降低相对过快，也会造成焊缝产生裂纹的现象。这主要是因为长输管道在冬季野外施工的时候，气温往往都在零度以下并给焊接工作带来了一定程度上的影响。下向焊工艺所需的材料包括药芯焊丝、纤维素型焊条等，这使得焊后焊道扩散的氢含量相对较高并发生聚集，从而造成裂纹的产生引起焊接的缺陷问题。就裂纹的防治要点来说，主要是对强力组对作有效的避免；在焊前需要进行预热工作，即对根焊焊道的厚度作适当的增加，并在根焊完成之后进行盖面、填充、热焊等；在冬季施焊的时候，必须对焊道焊后的缓冷作充分的重视，为扩散氢的逸出提供一定的便利，避免裂纹的产生。

3、未焊透产生原因与防治要点

所谓“未焊透”指的是熔孔在根部焊道焊接的时候没有完全打开或者没有打开，从而造成原始钝边的残留，且一般分为根部完全未焊透和单侧未焊透这两种。就产生原因而言，根部完全未焊透是因钝边过厚或者组对间隙过小，而单侧未焊透是因为两侧钝边值的不等或者错边量的超标。就未焊透的防治要点而言，主要是在焊接前需要对焊缝进行认真的修磨与组对，使焊条和焊丝在根焊的时候可以顺畅伸入坡口的根部。而在根焊不能产生熔孔时，需要打磨出符合相关要求的根部间隙并对焊接的参数作适当的调节。另外，未熔合这一焊接缺陷的返修是很难进行的。特别是一些壁厚相对较大的焊道，其焊接与打磨的难度都非常大，因此需要尽量避免这一缺陷的产生。

4、气孔产生原因与防治要点

所谓“气孔”指的是因焊接时熔池内可能残留的气体形成了孔穴或者因凝固时的收缩产生的孔穴等，就不同类别气孔的产生原因而言，其中根部气孔容易在选用STT方法进行焊接的时候产生，且多表现为珍珠链式或者密集气孔，亦称虫孔，其产生原因包括相对较大的气体水含量、气体干燥器的干燥作用并未充分发挥以及气体不纯，抑或大壁厚的管道在焊接的时候因坡口的深而窄，使得保护气体无法对熔池进行有效的保护；填充层气孔容易在电弧电压过高的时候产生，其产生原因主要是焊工在焊接的过程中为了更好地熔合两侧的坡口面并避免夹沟的产生，从而对电弧电压作一定程度上的提高。然后，施工现场的移动电站对焊接电源提供的电压有时会出现波动的情况，且在电压偏高的时候会导致气孔的产生。此外，在焊接立焊部位的时候，焊工为了使填充厚度得到一定的增加，会对焊接速度作一定的降低，而当熔池一旦超前于焊丝的时候，就可能导致蜂窝状气孔的产生。就气孔的防治要点而言，主要是在焊接前仔细检查导管、流量计、加热器、减压表等气路，对气体的纯度作一定程度上的保证；在焊接的时候，要保证电弧电压与送丝速度的适当，并对焊丝伸出长作一定程度上的保持；另外，在下向立焊的时候，需要对焊接速度作有效的控制。

5、夹渣产生原因与防治要点

所谓“夹渣”指的是在焊缝金属中有焊接熔渣的残留，其产生原因主要是因为在焊接填充的时候，上一层的焊道存在死角或者没有彻底清理熔渣，而在被后一层的焊道进行覆盖的时候就容易产生夹渣且多为点状或者条状。另外，长输管道在进行填充和盖面的时候往往采用的工艺是药芯焊丝半自动下向焊，而在焊接的过程中如果半自动设备出现间歇性的故障，就容易产生顶丝现象。焊丝与此同时穿进了熔池，而在熔池迅速冷却之后再度引燃的一瞬，绝大部分的焊缝例就会裹带熔渣或者金属杂物，并由此产生夹渣形成焊接缺陷。就夹渣的防治要点而言，主要是在根焊前需要对坡口进行认真的清理，要对填充、盖面焊时产生的熔渣进行仔细的清理，尤其是层间死角处，使送丝机送丝的均匀得到一定程度上的确保。另外，选用的焊接参数必须具有一定的合理性。

二、长输管道缺陷预防措施

1、施工人员的控制

从事长输管道焊接的焊工必须持证上岗，正式施焊前焊工经试焊合格后方能上岗。焊接机组人员都必须尽心、尽责、尽力做好本职工作，保证焊接质量。

2、质量检验

加强对长输管道焊接治理的检验工作能够有效提高长输管道使用寿命，长输管道一般都是长距离输送油气，运行压力较高，为确保管道使用寿命及安全，必须对焊缝的施工质量进行检验，以确保管道不会在运行中泄露、爆管等，导致输送介质外泄，造成经济损失和环境污染。长输管道质量检验目前主要是焊缝无损检测和管道耐压试验两个方面。无损检测是检验焊接质量的重要手段，在长输管道工程中，用得最为普遍的是X射线探伤和超声波探伤相结合的方法，检测质量达到标准要求。另外管道耐压试验（包括强度试验和严密性试验）也是检验管道质量重要环节。长输管道耐压试验一般分段进行，按照管道试压时最低点压力不超过管道屈服强度的90%，最高点达到设计压力的要求进行分段试压。

3、焊接设备

用于焊接的设备有电焊机、保温桶、发电机等。焊接设备必须有专人管理。建立设备档案。制定相应的安全操作规定和维护保养规定并认真贯彻执行。保证设备参数稳定、调节灵活、安全可靠和满足焊接过程的基本工艺要求。

结束语

焊接技术在近几年得到了不断的发展与持续的完善，并为我国的长输管道建设提供了很大程度上的帮助，并进一步提高了焊口一次焊接合格率。然而，一次焊接的合格率仍未达到100%，且一些焊接缺陷仍旧存在并急需解决。焊接缺陷对长输管道使用寿命有着很大程度上的影响，甚至可能导致管道内的输送介质燃烧、泄漏、爆炸等，这势必会对人们的生命安全、企业与国家的财产安全造成极大的影响。长输管道焊接质量与焊接设备和焊工技能有一定的联系，也在一定程度上与材料、天气、地形等外部因素息息相关。为了避免以上可能出现的危害，必须对常见焊接缺陷作详细的分析与研究并制定出相应的防治措施，对能源生命线的安全以及社会经济的建设作一定的保障。

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