工業(yè)管道安裝過程中的焊接缺陷及預(yù)防措施

牛朋飛

（中石化第五建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510145）

在國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的過程中，工業(yè)也在不斷發(fā)展和進(jìn)步，當(dāng)前的工藝管道已無法滿足工業(yè)發(fā)展的需求，因此需擴(kuò)大工程規(guī)模，確保焊接質(zhì)量，從而確保后續(xù)管道施工工程的順利開展。而且，焊接可使管道緊密結(jié)合，形成一個(gè)完善管道傳輸系統(tǒng)，不僅承載量大，運(yùn)輸效率高，還可保證運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑥亩鴮?shí)現(xiàn)液體和物體的有效運(yùn)輸。

1 在工業(yè)管道安裝中焊接的作用

在進(jìn)行管道安裝時(shí)，焊接是其中非常重要的工序，其工藝水平對(duì)工業(yè)管道安裝起著非常重要的作用，因此在管道安裝過程中需不斷加強(qiáng)焊接工程管理，提升焊接整體技術(shù)水平，從而有效提升工業(yè)管道的安裝質(zhì)量。提升焊接質(zhì)量的重要性主要表現(xiàn)下以下幾點(diǎn)：（1）工業(yè)管道承載的主要是氣體或液體，如果焊接存在問題，其焊接處就會(huì)產(chǎn)生裂痕，從而發(fā)生滲漏、泄露現(xiàn)象，不僅會(huì)影響工業(yè)的生產(chǎn)效益，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。（2）在進(jìn)行焊接施工時(shí)，需制定完善的施工方案，使施工人員遵照施工方案有條不紊地進(jìn)行施工，確保施工人員在進(jìn)行焊接施工過程中，能夠?qū)蓴喙艿劳耆B接在一起，從而確保焊接工作的順利進(jìn)行。（3）隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)建設(shè)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，已有的管道已經(jīng)無法滿足當(dāng)前工業(yè)建設(shè)的需求，需要工業(yè)人員不斷擴(kuò)大工業(yè)管道的規(guī)模，才能滿足當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的需求。但是由于工業(yè)管道環(huán)境較為惡劣，容易出現(xiàn)爆炸等安全事故，因此施工人員需要較高的施工工藝，從而保證施工管道焊接的順利完成，減少安全隱患[1]。

2 工業(yè)管道焊接缺陷的形成原因

2.1 焊接未熔合

工業(yè)管道在安裝過程中，焊接未熔合是當(dāng)前焊接缺陷形成的主要原因之一，因高溫融合時(shí)焊接材料和基材之間沒有融合在一起，兩者處于分離或半分離狀態(tài)，從而形成管道安裝未熔合部分，出現(xiàn)位置一般會(huì)在11點(diǎn)和1點(diǎn)鐘兩個(gè)位置，也可能會(huì)出現(xiàn)在6點(diǎn)鐘位置。這三個(gè)位置基本為焊接未熔合的高發(fā)區(qū)域。未熔合缺陷的表現(xiàn)形式主要有焊接材料和基材熔合不徹底，具體位置在工件坡口處被稱作坡口未熔合，具體位置在根部的稱作根部未熔合。一旦出現(xiàn)未熔合，就很容易導(dǎo)致焊道位置集中應(yīng)力現(xiàn)象，長此以往，很容易引發(fā)一系列安全事故。

2.2 焊接裂紋

在管道安裝過程中，由于管道安裝質(zhì)量不佳，導(dǎo)致管道部位承受力量不均勻，從而使管道金屬材料連接處受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而形成了新的裂縫。在管道安裝過程中焊接裂紋發(fā)生概率較高，且普遍存在，不僅會(huì)導(dǎo)致管道無法正常使用，也會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的氣體和液體泄漏，從而給后期養(yǎng)護(hù)工作增加一定難度，因此必須采取有效措施，減少管道裂紋的出現(xiàn)，使管道能夠正常投入使用，保證管道使用的穩(wěn)定性[2]。

2.3 焊接夾渣

在焊接過程中，往往會(huì)因焊接工人不具備高超的技術(shù)水平，從而使熔渣殘存于焊縫金屬內(nèi)進(jìn)而形成焊接夾渣，焊接夾渣無明確出現(xiàn)位置，且發(fā)生概率較高，會(huì)對(duì)焊接金屬質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至還會(huì)影響焊接電流的設(shè)置、焊接位置清理等。

2.4 焊接氣孔

在進(jìn)行管道安裝時(shí)易產(chǎn)生焊接氣孔，主要是因焊接材料內(nèi)部有殘存氣體，未排出的氣體形成氣穴即為焊接氣孔。焊接氣孔的形成與焊接具體位置、焊接形成形狀、焊接人員所用工藝，焊接時(shí)所選材料有著非常緊密的關(guān)聯(lián)。因此在管道安裝時(shí)，需仔細(xì)選擇焊接材料，確保焊接材料符合施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要仔細(xì)選擇焊接位置，確保管道受力均勻，減少因焊接工藝水平不足而引發(fā)的焊接氣孔，從而提升整體管道安裝水平，使管道能夠安全投入使用，延長管道使用壽命，減少管道投入費(fèi)用。

2.5 咬邊

咬邊是因電弧熱量過高，電流太大，但是運(yùn)條速度相對(duì)較小所致，一般會(huì)在母材部分形成相應(yīng)的凹陷或溝槽等，所留下的缺口沒有補(bǔ)充熔敷金屬，進(jìn)行導(dǎo)致焊縫邊緣的母材融化從而形成咬邊。形成咬邊的原因有很多種，焊條與工件選擇角度不正確或者電弧過長等都是咬邊形成的原因之一，另外如若焊接位置出現(xiàn)偏差也會(huì)擴(kuò)大咬邊范圍。

2.6 燒穿和煤漏

燒穿是指在進(jìn)行焊接過程中，因溫度過高導(dǎo)致部分金屬融化流失，進(jìn)而使焊縫處留下孔洞即為燒穿。煤漏是指在焊接過程中母材因高溫深度融化，從而使金屬漏出，漏出具體位置為焊縫背面[3]。

3 管道缺陷的預(yù)防措施

3.1 簽訂質(zhì)檢協(xié)議

在進(jìn)行檢修前需就施工流程、檢修章程、驗(yàn)收規(guī)范等一些內(nèi)容與施工單位簽訂相關(guān)質(zhì)量協(xié)議，確保檢修工作量及相關(guān)內(nèi)容，并制定相關(guān)考核標(biāo)準(zhǔn)。簽訂協(xié)議后，需將協(xié)議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下發(fā)到每位參與檢修的工作人員，確保每位施工人員在檢查時(shí)明確相關(guān)檢查要點(diǎn)，統(tǒng)一檢查標(biāo)準(zhǔn)，以免因檢查標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，而導(dǎo)致施工管道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較低。

3.2 明確焊接人員權(quán)責(zé)

在管道安裝過程中，應(yīng)建立健全相關(guān)的規(guī)章制度，明確每位焊接師的職責(zé)，使其增強(qiáng)權(quán)責(zé)意識(shí)，認(rèn)真完成焊接工作。同時(shí)要對(duì)焊接人員進(jìn)行定期考核，使其不斷提升焊接水平，并指派監(jiān)督管理人員對(duì)焊接人員的業(yè)績進(jìn)行考核，同時(shí)也要注重對(duì)焊接材料、設(shè)備的掌控，記錄詳細(xì)的焊接流程，從而實(shí)現(xiàn)焊接工程的全面監(jiān)控，確保焊接質(zhì)量，如若發(fā)現(xiàn)焊縫，則要求焊接人員重新進(jìn)行焊接，制定相關(guān)的返修程序，從而對(duì)焊接返修質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

3.3 確保看火員的工作職責(zé)

看火員一直處于檢修現(xiàn)場，能夠直接目睹管道焊接全程，在管道質(zhì)量監(jiān)控中發(fā)揮非常重要的作用，因此需充分調(diào)動(dòng)看火員的工作積極性，確保看火員能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的有效監(jiān)控。同時(shí)需給看火員制定相關(guān)焊接質(zhì)量控制清單，讓其在焊接質(zhì)量監(jiān)控過程中，及時(shí)記錄焊接過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接存在的缺陷，并及時(shí)通知相關(guān)焊接人員進(jìn)行整修[4]。

3.4 選擇優(yōu)質(zhì)焊條

在進(jìn)行前，應(yīng)選擇合適的焊條，確保焊條符合此次焊接標(biāo)準(zhǔn)，并在安裝焊條過程中，選擇正確焊接位置及有效焊接順序，使焊接處均勻受力，以免焊接應(yīng)力過多引發(fā)焊接缺陷。另外，在焊接前應(yīng)注重坡口的清理，減少焊接坡口處水、油等物，以免焊接時(shí)產(chǎn)生焊接裂紋。

3.5 進(jìn)一步提升焊接工藝

焊接工藝操作步驟主要有以下四步：第一步，科學(xué)選擇焊接位置。在進(jìn)行焊接過程中，焊接人員應(yīng)熟練掌握焊接技術(shù)，對(duì)焊接電流進(jìn)行有效控，從而根據(jù)焊接攻堅(jiān)的間隙調(diào)整方略，對(duì)焊接速度和焊接角度進(jìn)行調(diào)整，確保焊接尺寸大小跟具體要求相符。第二步，拉長引弧，先進(jìn)行焊接預(yù)熱，再進(jìn)行焊接。焊接完成后收弧時(shí)需在焊接位置暫時(shí)停留一段時(shí)間，確保焊接熔池內(nèi)部被全部填滿，從而減少焊接缺陷的出現(xiàn)概率。第三步，清理干凈焊接位置，將焊接凹凸不平處打磨干凈后再進(jìn)行焊接，焊接過程中需根據(jù)焊條直徑科學(xué)控制電流，并根據(jù)需要適當(dāng)縮短電弧長度，延長焊接停留時(shí)間，確保焊接電流的有效控制。另外需根據(jù)基材條件選擇合適的焊接材料，確保焊縫的整體性能，以免因焊接材料不當(dāng)，進(jìn)而導(dǎo)致材料黏度和熔點(diǎn)有所差別，形成夾渣缺陷。此外也要根據(jù)焊接材料制定焊接方案，選擇恰當(dāng)?shù)暮附臃绞剑覝?zhǔn)焊接角度，確保管道受力均勻。第四步，開始焊接。清除焊接坡口兩側(cè)的垃圾，清理范圍為20～30cm，并根據(jù)焊接條件烘干焊材，烘干時(shí)需嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，有效控制烘干時(shí)間，確保烘干溫度適中，并選擇有效的焊接方式，確保焊接處完全融合。

3.6 引進(jìn)新型焊接工藝

隨著工業(yè)的發(fā)展，焊接技術(shù)逐漸趨于成熟，焊接工藝及焊接手段也在不斷更新，因此需要焊接人員不斷提升焊接技術(shù)，注重新工藝的運(yùn)用，熟練掌握新型工藝措施，意識(shí)到新型工藝對(duì)管道焊接的重要作用，并在進(jìn)行新工藝操作過程中，加強(qiáng)對(duì)焊接缺陷的防范，反復(fù)核驗(yàn)焊接流程、確保焊接質(zhì)量，減少安全隱患，從而提升整體焊接水平。

3.7 利用先進(jìn)設(shè)備掃描焊接缺陷

在進(jìn)行裝置檢查過程中，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格工序，需由質(zhì)檢員利用先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行施工檢查，將每項(xiàng)不合格施工工序拍攝下來，在檢修會(huì)上演示施工存在問題，從而實(shí)現(xiàn)焊接工程的全面監(jiān)督，增強(qiáng)施工人員的責(zé)任心，使其能夠自發(fā)查找施工漏洞，及時(shí)進(jìn)行檢修。在施工人員檢修過程中，質(zhì)檢員需將拍到的不合格焊接照片進(jìn)行存檔，不合格焊接內(nèi)容主要包括加工尺寸大小、坡口周圍打磨干凈與否、焊條是否保存完好等。存檔過后拿出來作為檢修人員的培訓(xùn)資料，從而使檢修人員規(guī)避此種操作，自發(fā)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督與管理。

3.8 采用高效焊接方式

經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已明確全焊透方式可保證焊接質(zhì)量，焊接管道整體性能良好，近年來被大量投入使用。隨著技術(shù)的革新，高效焊接法也在不斷完善，焊接強(qiáng)度比較高，可滿足直徑厚壁管焊接強(qiáng)度的需求，使鋼板壓制成型，從而確保鋼板符合強(qiáng)度焊接的標(biāo)準(zhǔn)。

3.9 實(shí)行全程性的焊接監(jiān)控

進(jìn)行管道安裝過程中，由于安裝環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，因此需對(duì)焊接工程進(jìn)行全方位監(jiān)控，規(guī)范焊接操作流程，最大限度地消除安全隱患，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)糾正。同時(shí)需對(duì)操作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，使操作人員在培訓(xùn)期間不斷提高自己的工業(yè)技能和綜合素質(zhì)，進(jìn)而提高焊接整體水平，從而保證焊接質(zhì)量[5]。

4 結(jié)束語

工業(yè)管道在安裝過程中，由于種種原因易形成焊接缺陷，常見的焊接缺陷有焊接未熔合、咬邊、焊接掉渣、焊接氣孔、燒穿和煤漏。出現(xiàn)焊接缺陷不僅會(huì)嚴(yán)重影響管道質(zhì)量，也會(huì)形成管道運(yùn)輸液體泄漏，進(jìn)而產(chǎn)生一系列安全隱患，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，從而加大管道的投資費(fèi)用，進(jìn)而抑制整體工業(yè)的發(fā)展。因此必須采取有效措施預(yù)防焊接缺陷，通過簽訂質(zhì)檢協(xié)議、明確焊接人員權(quán)責(zé)、選擇優(yōu)質(zhì)焊條、提升焊接工藝、引進(jìn)新型焊接工藝、采用高效焊接方式以及全程焊接金控，對(duì)焊接安裝進(jìn)行全面監(jiān)控，確保焊接質(zhì)量，從而使管道形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，確保管道安全性和穩(wěn)定性。