不銹鋼管道焊接施工質量控制研究

王 歡

（中信建設有限責任公司，北京 101321）

1 不銹鋼管道焊接施工質量控制的內涵

不銹鋼管道因其具有耐腐蝕、易維護、抗氧化、使用壽命長等優勢，在很多行業得到了應用，然而如果不銹鋼管道焊接施工的質量控制不到位，將很容易形成安全隱患，因而研究不銹鋼管道焊接施工的質量控制就顯得非常重要。質量控制是一個復雜的系統工程，一般包括生產過程的質量控制和施工方法控制兩個層面。

1.1 生產過程的質量控制

在不銹鋼管道焊接施工過程中，需要施工人員、監理人員以及施工設計人員協同配合，從事前、事中及事后開展全過程質量控制工作。施工設計人員的職責主要體現在施工前期，需要根據業主及作業標準進行施工技術布置；施工監理人員的職責是包括事中及事后的控制環節，監督和檢查焊工執行參數是否正確，施工后期則要按有關施工驗收規范的要求進行焊后質量檢驗，全面正確地評價焊接質量；施工人員則必須掌握熟練的施工技術，這是保證質量控制管理質量的關鍵，要求施工人員持證上崗，規范操作。

1.2 施工方法控制

市場上的不銹鋼種類較多，常見的有鉻鎳和鉻系兩種，當然，由于不銹鋼的金屬組織并不完全相同，其類型也較多，較為常見的有馬氏、奧氏以及鐵素不銹鋼三種。不同的不銹鋼材料類型，其柔韌性、膨脹度自然各不相同，為此需要采用不同的焊接方法，以保證焊接質量。

2 不銹鋼管道焊接施工質量控制過程中的常見問題

2.1 焊接人員資格檢驗不嚴

在不銹鋼管道焊接施工項目中，為了追求項目進度、降低施工成本，相關管理人員對焊接施工人員的資質要求把關不嚴，甚至降低施工人員的準入門檻，這就會帶來諸多的施工質量問題，比如夾渣、氣孔、未熔合、裂紋等異常焊接現象時有發生，而在焊接部位出現這種質量問題則會嚴重縮短不銹鋼管道的使用壽命，加大后期維護成本。

2.2 焊接標準執行不嚴

不銹鋼焊接具有嚴格的技術標準和要求，比如預熱處理、淬火處理、坡口尺寸和組裝裝配間隙的掌握、焊接定位、焊條烘干處理等，都必須嚴格按照作業指導書的焊接標準進行操作，而在實際焊接中，施工人員的操作存在較大的隨意性，對焊接標準執行不嚴。

2.3 焊接電流控制不力

在不銹鋼管道焊接過程中，焊接電流過低或過高都不利于質量控制，為此施工人員必須嚴格執照施工工藝的要求規范操作。而在實際操作中，由于施工人員盲目追求焊接速度，常將焊接電流調高，因此造成不銹鋼管道出現氣孔、加渣等質量問題。

2.4 焊后焊縫外觀檢查不過關

外觀檢查是衡量焊接質量的重要方式之一，特別是對于焊接接頭，其質量狀況直接影響不銹鋼管道的使用性能，當然，判斷焊接接頭是否符合質量要求，并不能僅依據外形上的寬度和高度，還要截取試樣進行拉伸、彎曲、沖擊等方面的檢測。而在實際操作中，由于對相關技術標準控制不嚴，因此在焊縫外觀檢查方面較為簡單，片面追求焊縫寬度、高度，以致注意力集中于局部位置，從而影響了整體焊接質量。

3 不銹鋼管道焊接施工質量控制方法

3.1 加強生產過程的質量控制

（1）加強焊工技能資格查驗及崗前培訓。焊工的操作技能水平與管道施工質量息息相關，在施工前期，項目管理人員應制定焊工的資格準入門檻，對于無法提供政府相關部門頒發的資質和證書的人員，不得從事焊工操作作業。得到業主及施工監理人的認可方可進入現場操作，對于參與焊接作業的人員，還應對其進行崗前培訓，重點講解預熱、施焊、后熱和焊后熱處理等不同階段的操作方法。

（2）確定統一的焊接工藝及施工方案。在正式施工前，對重要部位和特殊材料部件的焊接，施工單位應制定焊接施工方案。監理人員如果發現施工方案存在漏洞應及時提供修改建議，修改確認后才能進行焊接施工；而對于焊接工藝的確定，則要求按照統一的焊接工藝指導書的標準進行，當然，如果實際工作與指導書不一致，則要根據實際情況采取具體的應對措施，在不違背工藝指導標準的前提下，重新評定具有可操作性的焊接工藝。

（3）加強焊接施工的現場檢查驗收。監理人員應加強焊接現場的巡視，重點檢查焊工操作的規范性以及執行參數是否存在出入。在焊接過程中，監理人員應重點檢查監督焊工是否執行統一的焊接工藝及施工方案，降低焊接質量問題出現的概率。焊接作業完成之后，還要檢查焊接表面，對焊縫進行無損檢測、耐壓試驗，以確保施工質量。

3.2 加強施工方法的控制

（1）選擇合適的焊接材料。目前，市場上的不銹鋼管材種類多樣，性能和用途上有所差異，但總體而言，各種不同管材的區別在于是否含鉬，不含鉬的不銹鋼在耐高溫、耐高壓能力稍弱，為此，對不同類型的不銹鋼管材需要根據其所含化學成分的不同而采用不同的焊接材料。通常情況下，含有鉬的焊接材料更適合用于Cr-Ni-Mo系列的合金體系，它可以有效控制管材中的雜質含量，在這種情況下，偏析現象或者δ相就能得到有效控制。另外，含有鉬的焊接材料還可以在一定程度上提升不銹鋼的耐腐蝕性能；而不銹鋼材質中所含銅元素過多，管材就會散發出更多的中子輻射，為此在焊接此類不銹鋼管材時，必須選擇含銅量低的焊接材料。

（2）采用得當的工藝方法。不銹鋼類型多樣，在焊接操作時需根據被鋼管的材質、牌號、化學成分等方面的要求來確定。從目前的焊接技術現狀來看，常用的焊接工藝方法有手弧焊、埋弧焊、氬弧焊、MIG/MAG焊接、熔化極氣體保護焊等。為確保不銹鋼管道焊接施工的質量，首先，要確定焊接方法，即在施工過程中根據不同的情況選擇不同的焊接方法；其次，在焊接方法確定后，還要統一焊接工藝的參數，焊接工藝參數的種類各不相同，如手弧焊主要包括焊條型號（或牌號）、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等。

（3）采用正確的坡口。由于不同的不銹鋼管道焊縫的受力情況存在一定的差異性，因此需要選擇不同的焊接坡口。這是由材質類型所決定的，因為不同的不銹鋼材質在焊接過程中會產生不一樣的化學變化，加上不銹鋼材質還會出現裂紋等變形的情形，所以其焊接坡口的選擇也有所不同。通常情況下，在不銹鋼管道施工前期，工程設計人員就規劃了焊縫坡口的標準，也就是說，設計人員根據不同的母材類型設計了統一的坡口尺寸。盡管如此，在具體的焊接操作過程中，對設計的坡口尺寸也難以完全落地，這是因為材質的變化情況千差萬別，焊工無法準確調整焊接坡口的角度、鈍邊等參數，這往往會造成坡口尺寸過大或過小。由此可見，強化坡口度的選擇和調整是提升不銹鋼管道焊接質量的重要手段。

（4）采用合適的電流。在不銹鋼管道焊接過程中，需要嚴格控制電流大小，否則容易出現焊條熔化，甚至出現不銹鋼材質熔深等異常情況，也就是說，如果電流過大，超過母材所能承受力，那么藥皮在高溫的作用下會產生過熱反應，因而容易出現氣孔、加渣、金屬晶粒增大等問題，從而影響金屬表面的光潔度。如果電流調整過小，那么溫度就不足以溶化材質，就容易出現熔渣并不能浮出或夾渣等問題，使材質表面出現渣滓夾層，從而影響不銹鋼管道的焊接質量。由此可以看出，在不銹鋼管道焊接過程中，必須根據不同的材質選擇適宜的電流。

（5）檢查焊后質量。為嚴格控制不銹鋼管道焊接施工質量，在焊接工作完成之后，施工監理和業主還需要檢驗焊后質量，所謂焊后質量檢驗，一般包括焊縫外觀檢查、焊縫外形尺寸、無損探傷檢查及耐壓試驗等。在檢查所有項目之后，需要總結檢查情況并形成檢驗記錄報告。其中，焊縫外觀檢查主要是針對管道表面的表面清理情況，焊縫區域不得有裂紋，未熔點、氣孔、弧坑和夾渣等，如果發現外觀出現熔渣、飛濺及其他附著物，則需要返工作業。焊縫外形尺寸的檢查則要根據施工驗收規范進行，焊縫寬度不能過大，一般控制在4mm以下，焊縫表面凹凸控制在2mm以下。而對于無損探傷檢查，施工單位應按圖樣規定的探傷方法進行探傷，并及時進行管道焊縫的射線照相或超聲波檢驗，檢查位置應由施工監理部的焊接工程師現場指定。

（6）克服焊口錯邊問題。在選擇合理的焊接坡口的前提下，不銹鋼管道的焊口出現錯邊問題會對焊接質量造成較大影響，因此在實際焊接施工的質量控制過程中，需要重視焊口的組對錯邊問題并尋找解決措施，最大限度地消除焊口組對錯邊對不銹鋼管道焊接質量帶來的影響。實際施工過程中，焊口錯邊的控制原則如下：當厚壁管的焊口焊接到40%～55%厚度時，焊口一般不會發生收縮變形問題，直到整個焊接工藝的完成。這一焊接收縮變形特點的提示為克服焊接焊口錯邊問題提供了思路：可以在焊接過程中，通過控制焊接厚度的方法來消除焊口組對錯邊對不銹鋼管道焊接質量的影響。

4 結束語

由于不銹鋼管道焊接施工具有一定的技術含量，且牽涉焊工、監理以及業主等多方主體，因此質量控制需要多管齊下，進行全方位的管控。具體而言，不銹鋼管道焊接施工質量控制從應生產過程和施工方法兩個方面入手，在生產過程控制環節，應重點加強焊工技能資格查驗及崗前培訓、焊接施工方案、焊接施工的現場檢查方面的控制；而在施工方法方面，則要從焊接的材料、工藝、坡口、電流、焊口錯邊等方面進行控制，以提升不銹鋼管道焊接施工質量。