影響鋼管焊接質量的因素分析及對策探討

摘 要：鋼管在油田勘探開發和石油化工中得到廣泛的應用，鋁管具有空心截面的容器，能夠用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機械零件。鋼管的焊接技術是其能夠擁有足夠長度，發揮作用的保障。本文分析了影響鋼管焊接質量的因素，闡述了改進措施，同時闡述了鋼管焊接技術的具體應用。

關鍵詞：鋼管焊接 ;焊接技術;因素分析;對策

1影響鋼管焊接質量的因素分析及改進措施

1.1操作人員因素

影響鋼管焊接質量的因素有很多，人員因素是最基本的因素。因為焊接工藝的不同，焊接質量對人員的依賴程度也不同。傳統手動操控焊接需要焊工嫻熟的技術和豐富的經驗來保證焊接過程的高質量。現代自動化焊接對于操控人員的規范化要求很高。無論哪種焊接工藝，操控人員的質量意識不足、不按流程規范化操作都會影響鋼管焊接質量。面對操控人員對于焊接質量的影響，有效的應對措施主要有以下幾點：首先加強質量意識的培訓，建立質量責任制，樹立一絲不茍的工作作風。其次要不斷地進行崗位培訓，不斷更新焊接工藝知識，提升焊接操控能力。最后要建立質量監督和檢查機制，最好質量把控。

1.2焊接設備因素

焊接設備是鋼管焊接質量的重要影響因素。焊接設備的性能和穩定性對于焊接過程有較大的影響，尤其是一些結構復雜、自動化高的焊接設備對于焊接質量具有絕對性影響。面對焊接設備對于鋼管焊接質量的影響，可以從以下幾個方面來進行應對：首先對于企業的焊接設備進行定期的檢修和保養。其次，建立人員使用責任制，減少焊接設備在使用過程中因不當使用造成的損壞。最后重點對于焊接設備上的儀表儀器定期進行校驗。

1.3焊接材料因素

焊接材料的質量也會對于鋼管焊接的質量造成影響。焊接材料既包括被焊接的材料也包括各種焊接材料和配合使用的各種零部件。這些焊接材料的質量是鋼管焊接最終質量好壞的基礎。對于焊接材料對于焊接質量的影響，可以進行下面幾個方面的控制：首先，就是對于焊接材料源頭的控制，選擇質量好，信譽好的廠商進貨原材料。其次，對于材料進廠要做好驗收和質量檢驗。最后，建立嚴格的材料管理制度。

1.4焊接方法因素

鋼管焊接質量對于焊接工藝的依賴性較強，焊接工藝是否正確，焊接流程是否嚴格執行都會對鋼管焊接的質量造成影響。鋼管正確的焊接工藝對于焊接質量有影響，但是即使焊接工藝正確，焊接流程沒有得到嚴格保證最后也會影響焊接質量。所以應對焊接方法因素對于鋼管焊接質量的影響，可以從以下幾個措施應對：建立嚴格的操作流程制度，定期對于焊接人員進行培訓，嚴格按照規定科學地選擇正確的焊接方法，加強對于焊接流程的監督。

1.5焊接環境因素

焊接環境對于焊接質量的影響是指某些特定的焊接項目。大部分的鋼管焊接都是在室外進行的，對于焊劑環境要求較小。但有些對于質量要求高的鋼管焊接項目，焊接環境中的溫度、濕度及天氣因素都會對焊接質量造成影響。面對焊接環境對于鋼管焊接之類的影響，做好相對于的防護措施就可以有效地避免影響。

1.6 鋼管焊接產生裂紋

采用焊條電弧焊方法打底焊接奧氏體不銹鋼，焊完后未發現裂紋，填充層采用焊條電弧焊焊接碳鋼，當第一根焊條焊完后就出現了裂紋，且裂紋在焊縫中間。從裂紋狀況看，裂紋是發生在焊縫中間，從焊縫結晶過程分析，焊縫中間部位是最后冷卻的，因而中間部位是焊縫中的薄弱環節，當某種拉應力有足夠大時就會被拉裂。在焊接工藝評定制作中未發現這種現象，根據管道的空中結構分析，這種“足夠大的拉應力”是懸掛鋼管的自重而產生的。產生裂紋的拉應力有兩種，一是焊接拉應力;二是結構拉應力。根據焊接工藝評定制作和現場施工過程分析認為結構拉應力是產生裂紋的主要原因。一般采用以下工藝措施：（1）在焊縫的受拉面采用，（2）采用汽油浸泡麻繩預熱加溫的工藝來控制奧氏體不銹鋼與碳鋼焊后應力差的影響;（3）采用多層焊（低熱輸入）、對稱焊、同方向焊、連續焊的工藝來控制焊縫因周向受熱不平衡、不連續而產生的淬硬傾向及焊接應力。

2 鋼管焊接技術具體的應用

2.1高頻直縫焊管工藝技術

高頻直縫焊管的改造、進步速度很快，從最初的輥式成型進行改進變成后期的排輥成型，一直到如今的柔性成型、直緣成型以及等剛性機架的揉入先進的科學技術模型，現如今所使用的成型已經日益趨于完善，可以說在某種程度上初步實現了智能化成型;而焊管技術流程中的焊接和熱處理電源的技術，也從一開始的電子管式變成如今的全固態式，在原有的基礎上很大程度的增加了燃料燃燒的功率，而且現象還引入了數字化、智能化等自動控制的操作理念;將高頻焊管的質量控制向上延伸到上游的原料設計與生產工藝，提高產品性能與品質水平。高頻焊管裝備國產化有很大進展，高頻焊管生產線的信息化系統化建設進展完善，部分企業已建設了完善的工藝系統，而且運行良好，但是應該看到由于市場日漸飽和，還有一大批機組正在建設中準備投入使用。今后需要轉變增長形式，注重技術發展和工藝改良，開發新的工藝技術，節能降耗提高信息化程度。

2.2鈦合金與鋼管的焊接技術

鈦合金與鋼鐵的焊接過程主要取決于兩次材料的差異和二者在冶金學理論上的相容能力，當前鈦合金與鋼管焊接的主要技術難題，首先鈦合金與鋼管在焊接中會發生很大的內應力，同時很難清除。主要影響因素是鈦合金與鋼管的線膨脹過程差異比較明顯，在焊接冷卻過程的變形程度差異引起的，第二是鈦和鋼鐵這兩種金屬的互溶度較低，通常在焊接過程中常常形成性質硬脆的金屬間化合物，通常是鐵化鈦。此物質形成的原理主要是焊接時鈦與鐵之間發生擴散，一定時間鐵在鈦中出現過飽和的情況，從而生成鐵化鈦。所以，鈦與鋼管中的碳元素生成碳話鈦，同時鈦還可以與鋼管的微量的鉻、鎳、鐵等形成金屬間化合物，造成脆性增大。對鈦合金與鋼管通過焊接成功連接，同時想保證接頭的性能，就必須轉對不同工況實施相應的焊接手段與工藝來實現。主要目的還是為了避免接頭的內應力，減低材料形成脆性。當前對于鈦合金與鋼管的焊接工藝，也有很多科研工作者研究，發展處具有釬焊，爆破焊，擴散焊和激光焊等綜合手段的一套體系。每種焊接的工藝都有其特點，單一的工藝不能滿足所有工件的工程要求。

2.3鋼管腐蝕坑的焊接補強

管線鋼管在輸送油氣等物質的過程中，通常會由于腐蝕性介質和跨越區域的土壤酸堿潮濕度等因素形成管壁減薄，導致管線強度下降，厚度在允許范圍以下。從被動地堵漏向主動地預防加固的發展過程是管線維護的趨勢。在線焊接維護操作中一般運用套管維護焊接與帶壓力鉆孔安裝的單管焊接，另外，對腐蝕坑中點項腐蝕與面項腐蝕等缺陷使用直接堆焊和補疤焊接工藝也是比較常見的管線維修補強方法。現役管線的焊接修補存在的問題有是燒穿和氫腐蝕的裂紋，故針對現役管線實施維護焊接，完成焊接工藝試驗研究，制定的合理的工藝技術，就有很重要的實際意義。

3 結語

鋼管焊接工藝發展到目前，各種不同的焊接技術和工藝為不同需求的鋼管提供的技術支持。目前主流的幾種鋼管焊接工藝是利用熱熔原理和電弧焊接。面對不同需求的鋼管，選擇合理的焊接工藝非常重要。同時，焊接操作人員、焊接材料、焊接環境和焊接設備對于鋼管焊接的質量都會造成影響。在實際的鋼管焊接過程中，做好應對措施是保證鋼管焊接質量的關鍵。

參考文獻：

[1]張保林，宋麗平.不銹鋼與碳鋼復合鋼管的焊接工藝[J].焊接技術，2019，48（06）：47-49

[2]洪成江.鈦合金鋼管焊接技術研究進展.中國石油和化工標準與質量，2011，09

作者簡介：

楊文霞（1987年4月出生），女，助理工程師，從事鋼管制造焊接技術工作.