中海油珠海天然气有限责任公司 广东珠海 519015
摘要：随着社会经济的不断发展，人们对天然气的需求不断增加。各行各业日益兴盛的生产经营活动以及天然气资源分配的不均衡，都在促进天然气配套管网工程的全面建设。在天然气管道施工中，焊接施工质量控制的好坏将会直接影响整个工程的质量与运营的安全。本文结合实际现场管理经验，分析天然气管道建设焊接施工质量管理对策，以此提高天然气管道工程质量管理水平。
关键词：天然气管道；焊接；质量；管理；措施
一、前言
焊接是天然气管道施工的关键技术之一，焊接质量的优劣直接决定了天然气管道的质量，决定了天然气管道的运营安全和使用寿命。本文主要结合实际现场天然气管道施工管理经验，从常用的焊接方法分类、影响焊接质量因素分析以及控制焊接质量具体措施三个方面阐述天然气管道焊接施工质量管理对策。
二、常用的焊接方法分类
（一）焊接的定义
通过加热或加压，或者同时使用高温高压，使工件达到结合的一种加工方法与制造工艺。工件可以是金属，或者热塑性材料。
（二）焊接方法分类及代号
焊接一般分为熔焊、压焊和钎焊。熔焊常分气焊、电弧焊、电渣焊、电子束焊和铝热焊等；压焊分锻焊、摩擦焊、气压焊、电阻焊、扩散焊和高频焊等；钎焊分软钎焊和硬钎焊。
常用的焊接代号主要有：焊条电弧焊—SMAW、气焊—OFW、钨极气体保护焊—GTAW、熔化极气体保护电弧焊—GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）、埋弧焊—SAW、电渣焊—ESW、等离子弧焊—PAW、气电立焊—EGW、摩擦焊—FRW。
（三）焊接的种类及特点
焊条电弧焊是利用焊条和焊件之间产生电弧热，将焊条和焊件局部加热到熔化状态，从而形成熔池。主要特点是：机动性和灵活性好，设备简单，适用全位置焊接，工艺适应性强。
埋弧焊是以颗粒状的焊剂作为保护介质，电弧掩埋在焊剂下的一种熔化极电弧焊接方法。主要特点是：焊缝成分稳定，力学性能好，生产效率高。
二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳为保护气体的熔化极气体保护电弧焊。气体密度大，保护效果好，成本低。室外作业需要采用防风措施；
熔化极惰性气体保护焊采用氩气、氦气或者二者混合气体作为保护气体。由于氦气价格贵，一般多采用氩气作保护气体，又称熔化极氩弧焊。焊接飞溅小，焊缝力学性能好，焊接生产率高。
钨极氩弧焊利用氩气作保护，钨极与焊件间产生电弧，形成焊接。钨棒在焊接过程中不熔化，具有焊条电弧焊的特点。热量集中，焊接热影响区窄，不产生熔渣、无飞溅，焊缝表面光洁，无烟尘；
例如，广东省珠海市高栏港经济区某新建设计压力0.8MPa次高压B级天然气输气管道项目，线路管材规格是Φ323.9mm×6.4mm L245M高频直缝电阻焊钢管。根据焊接工艺规程（WPS）文件，该项目线路工程（包括焊接、连头及返修）焊接方法为焊条电弧焊及自保护药芯焊丝半自动焊。
三、影响焊接质量因素分析
以上述天然气输气管道项目为例，根据5月8日施工单位工程日报，无损检测数据如下：
当日共计检测45道焊口，其中Ⅰ级片11张，Ⅱ级片24张，Ⅲ级片8张，Ⅳ级片2张。
根据缺陷分类，24张Ⅱ级片主要为气孔缺陷，8张Ⅲ级片和2张Ⅳ级片缺陷均为条渣缺陷超标，根据相关规范要求，需要返修的焊口有10道。
5月8日之前，该标段线路工程焊接一次合格率为100%，Ⅰ级片比例保持在85%以上，主要缺陷是少量气孔缺陷。鉴于此，建设单位技术负责人要求监理单位组织开展了质量分析会，对产生的焊接质量问题进行了认真分析：
1、气孔产生原因分析：
（1）5月份是该地区的雨季，空气湿度普遍在98%以上，作业环境湿度过大；
（2）5月8日，施工区域开始下雨，施工单位雨季施工措施落实不到位，焊条受潮未烘干，焊缝表面热处理不到位，下雨天气仍进行焊接作业，是造成大范围出现气孔的主要原因。
2、夹渣产生原因分析
（1）坡口形式和尺寸不合理，多层焊接过程中，层间打磨过程中由于焊工操作原因或者责任心问题，未清理干净；
（2）由于现场焊工已经过百道口考核，思想松懈，况且本身质量意识淡薄，责任心缺失是造成夹渣产生的主要原因。
结合实际现场案例，对施工过程中产生各种焊接质量问题的主要因素分析如下表：
（二）机具管理措施
在天然气管道焊接施工过程中，主要工器具有焊缝检测尺、红外测温仪、湿度计、风速仪、焊机设备以及无损检测设备等。对于机具的管理，主要从以下几个方面进行：
（1）检查合格证和校验证书是否符合要求；
（2）建立管理台账，并根据计量机具的种类分级进行管理；
（3）焊接前，用风速仪测出施焊环境风速，风速超过2m/s，不得进行气体保护焊。用湿度计检测空气湿度，湿度过大必须采取措施方能焊接施工；
（4）焊接热处理过程，用红外测温仪测试母材温度，确保温度合格后方可施焊；
（5）焊接前，质检人员必须使用焊缝检验尺检测坡口角度、高度以及对口间隙。焊接完成后，检测焊缝是否超高、有无凹陷、咬边深度等情况；
（三）焊接材料管理措施
不合格的焊材成本低廉，有些施工企业铤而走险的将焊材应用到工程上面，给工程的投产运营留下了极大的隐患，因此要从源头上对不合格和假冒焊条进行严格的控制。对于焊接材料的管理，主要从进场验收、存放、烘干等过程进行。
1、进场验收。焊材到达现场后，必须进行进场验收。焊材的合格证和材质证明材料应完整，焊条上面牌号和执行标准字迹应清晰易于辨识。焊材外层药皮应无坑槽或者机械损伤，两端焊芯应无霉点和锈迹，金属光泽应清晰。
2、存放。应做好验收标记，建立标识牌，独立码放。做好入库登记：型号、规格、炉批号（入库号）数量等，如焊材验收、复验不合格则隔离到不合格区处理。焊条容易受潮，应放置在离地面、离墙半米以上的木架或者其他支撑架上，库房内要有去湿机、温湿度仪以及烘干设备。
3、烘干。不同入库号的焊材应进行隔离分界并注明入库号、型号及规格避免混淆。烘干的焊条放在100-150℃的保温箱（筒）内，在使用过程中要及时关闭保温箱（桶）盖，防止回潮。焊条烘干要作好记录，包括日期、规格、牌号、数量、温度及烘干时间等内容。
（四）焊接方法管理措施
1、焊接工艺评定。焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊接工艺正确性而进行的试验过程及结果评价。其作用是验证施焊单位能力，是编制焊接工艺规程的依据。
2、焊接施工前的技术准备。
（1）焊接施工方案完成审批。
（2）焊接工艺评定经监理和业主确认。
（3）焊接工艺卡编制完成，并张贴于现场焊接施工区域。
（4）焊接施工相关的材料（焊材、管材、气体等）的质量证明文件齐全，需要进行抽样检测的材料有抽样检测报告。以上工作都要由监理工程师签字盖章后才能使用。
（5）管道的单线图绘制完成，并向无损检测单位下发探伤总委托。
（五）施焊环境管理措施
上述天然气管道项目质量问题案例中，因项目临近海边，又值雨季，施焊环境湿度过大（环境湿度达98%），是造成焊缝出现气孔的重要原因。
1、当施焊环境出现下列任一情况时，且无有效防护措施时，禁止施焊：
（1）手工焊时风速大于8m/s（相当于5级风以上）；
（2）气体保护焊时风速大于2m/s（相当于2级风以上）；
（3）相对湿度大于90%；
（4）雨雪环境。
2、对于埋地天然气管道，沟下焊接施工，焊接环境必须符合安全卫生要求，即良好的通风（局部和整体通风）。
3、焊接过程中要及时监测施焊环境的各项指标，及时采取防护措施，可制作简易防风遮盖罩棚，可采用预热处理消除管道周边水汽，预热完成后在温度合理的区间内尽快完成焊接作业，防止回潮。焊接完成后，可用保温毯用于雨天及低气温下焊口的保温。
五、结语
在天然气管道建设行业中，焊接作为一项重要的工序和环节，作为项目管理者，我们应该把安全与质量放在首位。实践证明，通过高效合规、科学健全的管理制度和预防措施，可以有效的保障天然气管道项目建设过程中的焊接质量。
参考文献：
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论文作者:田肥
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/25
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