摘要：随着我国石油天然气工业的发展，液化天然气得到普及应用，城市燃气管道作为家用燃气的主要输送的方式，其管道建设得到迅猛发展，由于城市管道的特殊性，对焊接的质量提出了更高的要求，同时对管道施工技术提出了新的挑战。
关键词：燃气管道，焊接，缺陷，成因分析
前言
随着我国石油天然气工业的发展，液化天然气得到普及应用，城市燃气管道作为家用燃气的主要输送的方式，随着社会技术不断进步，燃气管道焊接技术也在逐步提高。但是由于城市管道的特殊性，对管道的焊接质量提出了更高的要求，同时对管道施工技术也提出了新的挑战。
一、燃气管道的特点
1、燃气管道现场焊接的特点
管道焊接作为管道施工的重要一环，其现场焊接的高效率和安全可靠性在每条管道的建设中都占着举足轻重的作用。由于燃气管道属于城市管道，多数位于人流密集，施工空间比较狭小的地方，特别是老区改造的管道，更是如此。因此施工单位没有办法选择理想的施工场地。现场可以利用的条件较差，给施工带来很多困难。一条管道可能会遇到多种地形地势的影响，会遇到需要架空、并线、交叉的机会。这些情况对焊接有直接影响，所以要因地制宜，选择不同的焊接方法来满足工程的需要。
2、施工环境受社会环境影响大
我国的城市大部分是人口密集的地区，经济发达、由于种种原因，施工不能连续进行，往往给现场焊接带来困难。部分天然气管道工程途经不同的小区或者城中村，因人口密集，受外界因素干扰更大，造成现场焊接留头多，连头数量增加，质量难以保证，也使焊接成本上升。
3、施工过程的不稳定性
燃气管道焊接一般采用连续式施工。管道焊接在组装完后，马上就整道焊口直接焊完，施工作业点随着施工进度而不断迁移，与工场产品生产相比，增加了施工管理、质量管理、安全管理等方面的难度；另外，因受施工区域周围当人文、地理条件的限制，不能连续施工，为保证施工进度，需要多次更换场地，分段焊接，来回倒运设备，加大了施工的流动性，对保证焊接质量相对增加了难度。
4、燃气管道焊接质量控制难度大
焊接技术是天然气管道最重要的、最关键的技术，焊接质量的好坏就决定了管道建设的质量的高或低。燃气管道的焊接方式主要有：手工电弧焊、钨极惰性气体保护焊。由于南方的天气潮湿，焊条应该用保温桶烘干，潮湿的焊条会对焊口质量造成致命的打击。但是，现场焊接时，焊工经常远离焊机，拿着焊条桶在焊接，时间一长，焊条就回潮了，影响焊接质量。焊缝焊接前一定要清理管道，但有时里面有积水，或者有其它杂物无法完全清除，也影响焊缝焊接质量。在焊口的组对方面，受环境因素影响最大。虽然现场焊缝组对工艺上严禁使用强力组对，但由于现场环境和管工水平的差异，使得燃气管道的合理组对更加困难，从而影响质量。
二、燃气管道焊缝检测的常见缺陷
燃气管道常见缺陷有气孔、夹渣、未熔合、未焊透、根部内凹和根部咬边，偶见裂纹。下面对常见焊接缺陷的形成进行原因分析，并给出解决办法预防措施
1、气孔
气孔是在焊接的过程中，熔池中的气体在凝固的过程中，未能逸出而留存下来所形成的空穴。焊接气孔形成原因是焊接接头的表面和坡口处有油、铁锈、水分等污物存在，焊接时熔解在熔池中成为气体，在熔池冷却过程中，因气体熔解度急剧降低，来不及析出而残留在焊缝金属内形成的空洞。
要防止气孔的产生，必须加强焊接前母材和焊材的处理。烧焊前仔细清理焊接接头表面的铁锈、油污、水分等。按焊接工艺规定烘干焊条、焊剂，在天气湿度过大或下雨天，还要采取其它有效措施，防止气孔产生。
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2、夹渣
夹渣是焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。夹渣有金属夹渣（夹钨、夹铜等）、非金属夹渣（焊药或焊剂残留于焊缝中的硫化物、氧化物、氮化物等）。夹渣产生的原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。
要防止夹渣的产生，必须彻底清除母材坡口上的锈蚀、灰尘、沙粒等。提高焊接技术水平。正确、有规则地运条，搅拌熔池，使铁水与熔渣分离。适当增加线能量，防止焊缝冷却过快，改善熔渣浮出熔池的条件。
3、未熔合
未熔合是焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化，形成一道虚焊。形成原因是焊接速度过快而焊接电流过小，焊接的热输入太低。或是电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清理不彻底，使得焊材与母材间未很好熔合。
要防止未熔合的出现，要正确选择焊接工艺参数，保证合适的焊接热输入，防止偏弧，加强层间的清理等。
4、未焊透
未焊透是焊接时焊接接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。未焊透产生原因主要是焊接电流太小，运条速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）。
防止未焊透的措施有：正确选择焊接规范，焊接电流、电弧电压、焊接速度。坡口角度及间隙合适，注意运条时焊条角度的调整，使熔合均匀且熔透。
5、根部内凹和根部咬边
根部内凹是焊缝根部形成的焊缝余高低于母材表面的一种缺陷。根部咬边是沿着焊道的母材部位形成的沟槽或凹陷。焊接过程中由于焊接电弧的吹力过大，引起根部重新熔化，铁液下淌，而根部部位随着冷却的进行，没有多余的铁液补充，形成内凹。而形成根部咬边的原因是由于焊工操作不当，或焊接电流过大，电弧过长，在焊缝与母材交接处形成母材缺口或未填满的现象。
内凹的预防措施：选择合适的焊接电流和电弧电压值；坡口角度合理，钝边高度、坡口间隙要控制好。根部咬边的措施：选择合理的焊接电流，控制焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。
6、裂纹
在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新接口而产生缝隙，称为焊接裂纹。在燃气管道中，裂纹比较少出现，出现的原因主要是强力组对焊接后存在应力，冷却后产生裂纹。又或者是焊接完成后，在一定的温度范围内对焊件再次加热，例如加热弯管以及返修补焊等也有可能产生裂纹。
防止裂纹的措施：禁止强力组装，防止焊接接头反复加热和控制返修数量和次数。
总的来说，燃气管道施工建设中的焊接质量关系到整个工程的质量，关系到千家万户的用气安全和人民百姓的生命财产，需要燃气工程建设者有高度的责任心，严把质量关。对燃气管道焊接接头缺陷的成因进行分析，有利于施工建设单位改进施工措施，建设高质量的燃气管道。
参考文献：
【1】GB/T12605-2008 无损检测 金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法【S】北京 中国标准出版社2008
【2】《焊接技术》编写组 焊接技术【M】 北京 国防工业出版社 1975
作者简介：程文江（1983.06~），男，汉族，甘肃武威人，深圳华一检验有限公司项目经理，研究方向长输管线、城市燃气管道的检测。
论文作者:程文江,郭小强,袁想超,黄殊明,张明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：管道论文; 燃气论文; 根部论文; 熔池论文; 电弧论文; 焊条论文; 质量论文; 《基层建设》2018年第15期论文;