長距離管道焊接缺陷產生的原因及防治措施

中原油田采油五廠 油藏經營管理三區 劉 鋒

長距離管道焊接缺陷產生的原因及防治措施

中原油田采油五廠 油藏經營管理三區 劉 鋒

在我國近幾年的管道建設中，很多工程施工區域廣、地形復雜，對施工技術尤其是焊接工藝要求很高。焊接工藝在管道建設中起著重要作用，減少和避免焊接缺陷的出現，是保證管道施工質量的關鍵。油氣管輸的焊接工藝要求主管線選用Φ2.0 E5015堿性焊條根焊，選用Φ3.2 E5015堿性焊條填充蓋面；管道材質選用Aplspec5LX60TP管線用鋼，對所有焊縫進行100%超聲波及著色探傷，l級為合格，還要另加10%射線探傷抽檢，ll級為合格。本文，筆者對抽查的約100道焊口中出現的焊接缺陷進行統計，整理出幾種常見的長距離管道焊接缺陷并加以分析。

一、未熔合類

未熔合焊接缺陷可分為根部未熔合、層間未熔合、坡口未熔合三種，主要發生在管道底部仰焊位置。根部未熔合主要指打底過程中焊縫金屬與母材金屬以及焊縫接頭未熔合；層間未熔合主要指施焊過程中層與層間的焊縫金屬未熔合；坡口未熔合指焊縫金屬與母材坡口之間的未熔合。未熔合焊接缺陷在焊縫中是不允許存在的。

1.缺陷產生原因。未熔合焊接缺陷產生的原因主要是焊接電流過小，焊速過快，焊接熱量不夠，或者焊條偏離坡口一側，使母材或先焊焊道未得到充分熔化。焊條擺動幅度太小，焊口組對間隙過小等因素也是造成未熔合缺陷的原因。

2.未熔合焊接缺陷防治措施。

（1）焊接前應將坡口兩側50 cm內的鐵銹、油污、泥水等雜物清理干凈，層間清渣要徹底。

（2）起弧時適當拉長電弧，放慢焊速；對母材進行局部預熱，待熱量達到足以熔化母材或前一條焊道后再進行運條施焊。

（3）焊條傾角及運條速度要適當，注意母材兩側的熔化情況。

二、夾渣類

夾渣指焊接熔渣殘留于焊縫金屬中的現象，是長距離管道焊接過程中較為常見的缺陷之一。其產生位置具有不確定性。

Seyfort Ruegg 1981: David Seyfort Ruegg, The Literature of the Madhyamaka School of Philosophy in India, Wiesbaden: Otto Harrassowitz.

1.缺陷產生原因。夾渣產生的原因主要是工作人員操作技術不良，或層間清渣不徹底、焊接電流過小。

2.夾渣類焊接缺陷防治措施。

（1）焊接時勿將電弧壓得過低，而要適當拉長電弧，利用增加的電弧熱量和吹力將熔渣順利地吹到旁邊或淌到下方。

（2）焊接過程中，如果前條焊道在熔化時有黑塊或黑點出現，表明前條焊道有夾渣，此時應拉長電弧，擴大并加深該處熔化范圍，直至熔渣全部浮出。

（3）在焊接參數允許范圍內，適當增大焊接電流，可有效降低夾渣缺陷的產生幾率。

三、未焊透類

未焊透是指焊接時接頭根部未完全熔透的現象，主要發生在底部仰焊位置的根部，通常長度較長。

1.缺陷產生原因。局部對口間隙過小或焊接電流過小，都是導致未焊透缺陷的原因。

2.未焊透焊接缺陷防治措施。

（1）組對時對口間隙要適當。一般要預留2～2.5 mm的間隙。

（2）加大焊接電流。特別是在間隙較小處，應適當加大焊接電流以保證電弧的穿透力。

四、裂紋類

裂紋是指在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，金屬材料的原子結合遭到破壞，因形成新界面而產生的縫隙。裂紋是長距離管道焊接施工中經常出現的問題，尤其是在騎拱、穿越地段以及連頭等拘束應力較大的場所，常見焊接裂紋缺陷。減少和避免焊接裂紋的產生對于保證焊接質量意義重大。

1.缺陷產生原因。

（1）管線焊接或下溝過程中，吊機過早或多次重復直吊，會使焊縫底頻繁受到拉力作用，造成焊縫開裂。

（2）個別位置泥土過軟，造成鋼管支墩不穩固；在焊接過程中鋼管逐漸下沉，使焊縫受外力作用開裂。

2.裂紋焊接缺陷防治措施。

（1）施工時，焊完熱焊層后再起吊，減少重復起吊。

（2）保證根焊層底部焊縫金屬厚度在2 mm左右。

（3）盡量消除根部缺陷，特別是底部仰焊位置缺陷。

五、氣孔類

氣孔是熔池金屬中的氣體在熔池凝固前未能及時逸出，因殘留于焊縫金屬中（內部或表面）而形成的孔穴。

1.缺陷產生原因。形成氣孔的氣體，有的是母材上的油、垢等物在受熱后分解產生的，也有的來自于大氣。氣孔的產生原因與夾渣相似，焊接電流過小、焊層過厚等因素都可能造成熔池高溫時溶解的氣體在冷卻時不能及時逸出，殘留在焊縫中形成氣孔缺陷。

2.氣孔類焊接缺陷防治措施。

（1）適當加大焊接電流，降低焊接速度。

（2）熔池不宜過大。熔池長度一般應不大于焊條直徑的3倍，否則熔池容易被空氣侵入，得不到藥皮的充分保護而產生氣孔。

（3）引弧時，應將電弧適當拉長，用電弧進行預熱并逐漸形成熔池。在已焊過的焊道端部收尾時，應適當將電弧拉長，使該部受熱，然后壓低電弧，稍停片刻后再熄弧。