工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施论文_陈瑞泰

工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施论文_陈瑞泰

福建省锅炉压力容器检验研究院 福建福州 350003

摘要:在管道安装的焊接过程中,常存在一些缺陷,只有积极采取对策,加强检测与防控,才能确保工作的顺利开展,从而延长装置的使用寿命。

关键词:工业管道;安装过程;焊接缺陷;预防措施

一、工业管道安装过程中焊接的重要性

在整个工业管道安装中,焊接技术作为工业管道连接的重要保障,其技术是否合格,将直接关系着工业今后的投入使用。针对当前工业管道中出现的渗漏、泄露事故,深究其原因不难发现,多数是由焊接质量不合格而引起的。由此可见,在管道的正常安装使用中,焊接质量将直接影响着管道的安全性与可靠性。针对工业管道安装中焊接的重要性,主要体现在以下几个方面: 首先,面对当前工业发展规模的不断扩大,已有的工业管道已无法满足当前工业行业的发展需求,在扩大管道铺设规模的过程中,焊接作为连接新旧管道的重要途径,对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。其次,在连接各个分段的工业管道时,焊接能够凭借自身的优势,将这些分段管道完整的联系到一起,使其在原有的基础上形成统一的整体,确保其今后的安全使用。最后,工业管道在应用中,所运输的工业物质多为液体或气体,若焊接处出现问题,将会造成液体或气体的大量外漏,在给环境造成严重威胁的同时,还会造成严重的经济损失。

二、管道焊接施工中的缺陷

2.1 焊接裂纹

裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷,它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下,金属材料中原子结合被破坏,产生新界面的缝隙。裂缝是工业管道安装中,焊接接头中危害最大的缺陷,所以,在长输管道的施工中,裂纹缺陷是不允许存在的,不仅难于返修,而且会给管道运行带来直接影响,必须割口重焊,因此必须引起足够的重视。

2.2未熔合

未熔合是指未能完全熔化结合,它包括两部分:焊道与母材之间或焊道与焊道之间。其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合,其中根部未熔合出现的几率较大。未熔合易造成应力集中,危害性仅次于焊接裂纹。因此,未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。

2.3 咬边

所谓咬边就是通常所说的焊道咬肉,主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口,在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不作处理,但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响,咬边将减少母材的有效截面积,在咬边处引起应力集中,降低接头强度,特别是低合金高强钢的焊接,另外咬边的边缘组织被淬硬,易引起裂纹。这都严重影响了管道输送的安全度。

2.4焊接应力

焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的,制约越严重,内应力也就越大。焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的,但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节。

2.5 气孔

气孔主要是在焊接时,由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出,而残留在焊缝金属的内部或者表面,形成孔穴。气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于形成气孔的气体,一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体;一些则是在药皮熔化过程中产生的气体,也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。

2.6 夹渣

夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质,在焊道根部、层间均可能存在,最常见的就是层间夹渣。夹渣形状不同,大小不一,其中危害最大的就是呈尖锐形的夹渣,影响焊道的塑性,尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。《在用工业管道定期检验规程》中规定GCZ级或GC3级管道,当夹渣自身高度或宽度的最大值不大于.035t,并且不大于6~时,按表1定级;否则定为4级。预防措施:(1)多层焊时,焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净,避免熔渣埋入焊道;(2)避免焊接电流较小,导致熔渣不能充分融化而浮出熔池;(3)如果坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角,熔渣因不能充分融化而浮出熔池。

三、防范焊接缺陷的有效对策

3.1 提高管道焊接工艺

①选择合适的坡口角度与装配间隙;选择合理的焊接电流,同时要求施工操作者对运条方式、焊条或者焊把的速度与角度等充分掌握,以满足焊件装配的间隙变化,确保焊接缝均匀。当焊角焊缝时,应注意保持正确的角度,避免焊缝尺寸不满足要求。②引弧时,尽量拉长电弧,通过预热的形式逐渐形成熔池;在收弧时,应将焊条在熔池中短暂停留,或者进行几次环形运条处理,以保证足够的焊条金属将熔池填满,以避免焊缝收尾的位置产生弧坑。③将坡口和焊层之间的熔渣认真清理干净,并铲平凹凸处,再进行焊接。适当加大焊接的电流,必要时则缩短电弧长度,并提高电弧停留时间。根据熔化的实际情况,适当调整焊条角度与运条方法,让熔渣上浮到铁水表面;正确选择焊条金属的母材与化学成分,以降低熔渣的熔点与粘度,避免产生夹渣缺陷。④在焊接前,做好准备工作。清除坡口两侧约 20-30mm 范围内的焊件表面油污;在焊接前,将焊条根据说明书中规定的时间与温度进行烘干,并选择符合规定的焊接方式。如果使用碱性焊条施焊,应尽量控制电弧长度,在风大的情况下则采取防风手段;如果焊条产生焊心锈蚀,且药皮开裂、变质、剥落、偏心时,都不能再使用,以避免气孔的产生。⑤选择合适的优质链条及焊接规范,合理安排焊接的次序与方向,减少焊接应力。另外,在焊接前还应对坡口周围的水、锈、油等污物进行认真清除,避免产生裂纹。

3.2 加强先进设备的应用

在检修装置时,为了确保工业管道的焊接质量,提高施工单位的整改标准、改善不合格工序,质量检查人员应使用数码相机查出现场存在的低标准问题,并制成幻灯片在检修会上重点通报,促进施工人员自我查找、自我反馈、自我整改,从根本上提高焊接质量。

3.3 采用高效焊接法

在全焊结构管道中,焊接工作强度也随之加强,并且质量标准更高。但是通过多年来焊接工作者积累的丰富经验,目前全焊结构管道已经获得客观技术的进步。在生产过程中,大直径厚壁管的管道要求最为严格,主要运用将钢板压制成形的方式,确保管道正常发挥使用性能。

3.4 加强焊接的全过程控制

焊接施工人员是控制管道焊接质量的关键,施工人员的业务水平、资历、责任心等主观因素都对管道的焊接质量有直接影响。其他人员的检查工作实际仅是对施工人员的监督,但是这种监督很有必要,效果也比较理想。为避免管道焊接缺陷,质量检查小组应在焊接过程中要求全体人员参加到焊接控制管理中。例如看火员的焊接质量,要求随时对焊接过程中可能产生缺陷的控制点加强检查,以及车间设备管理人员、机动处设备管理人员的执行情况抽查等。对查出存在的问题,应填写检修质量定期整改报告,反馈到施工单位,限令其定期整改,再对施工单位进行复检,从材料入库、坡口加工、管道预制再到焊接的全过程加强控制,尤其提高焊接的工艺要求执行水平。对管道安装过程中焊接工艺的确定,既要充分考虑施工现场的实际条件,又要严格遵守规章制度,并在检修过程中,加强施工方质检人员与厂方质检人员的配合,定期开展联合检查,对于查出来的焊接缺陷问题及时提出并整改。

结语

综上所述,针对工业管道安装过程中焊接缺陷的存在,需要施工单位能够本着负责的态度,结合着管道工程的实际规模,合理的进行规范,在保证焊接工作顺利进行的同时,还能为管道今后的投入使用奠定基础。

【参考文献】

[1]廖庆喜,王发选.管道焊接质量控制方案[J].油气田地面工程,2007(4):45~46.

[2]周鑫.数字化管道焊机控制系统研究[D].天津工业大学,2008.

论文作者:陈瑞泰

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期

论文发表时间:2018/6/14

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