提高工業(yè)管道焊接質(zhì)量的探討

葛守文

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山西太原 030032）

0 引言

就當(dāng)前現(xiàn)狀而言, 由于受到技術(shù)因素以及客觀因素的影響，工業(yè)管道焊接還存在一些難點問題，對工業(yè)管道焊接質(zhì)量要點進(jìn)行分析，探索出科學(xué)有效的焊接技術(shù)策略意義重大。

1 焊接質(zhì)量干擾的原因分析

1.1 焊接工藝評定

這是評價焊接質(zhì)量水平的重要工藝技術(shù)文件，能夠了解焊接質(zhì)量水平，明確具體的焊接材料以及焊接方式等。焊接實施環(huán)節(jié)，對于特定條件下，結(jié)合工藝要求，做好焊接試驗分析。焊接結(jié)束后，根據(jù)特定的程序，檢測焊接試驗的質(zhì)量，然后按照必要的標(biāo)準(zhǔn)做好評價分析；焊接工藝評定是安裝單位進(jìn)行焊接作業(yè)、焊接管理體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)條件。目前我國對于焊接工藝評價有著強(qiáng)制性規(guī)定，對于壓力管道來說，只有焊接工藝評定合格才能投入實際焊接作業(yè)。

1.2 焊接方法

焊接方法不通過，給焊接質(zhì)量的影響也會有所差異。焊條電弧焊所使用的電流很多情況下都是固定的，這也是當(dāng)前使用極為普遍的焊接方式，設(shè)備簡單、操作方便，焊接之后要及時清理焊渣，工作效率較差，極易導(dǎo)致未熔合、未焊透、氣孔等問題的發(fā)生。鎢極氬弧焊的方式?jīng)]有清渣的工序，可以實現(xiàn)全位置焊接，但是焊接的效率相對較低。藥芯焊絲電弧焊的工作效率是很高的，但是粉劑容易產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵危害的問題。目前來說，壓力管道焊接作業(yè)時，根據(jù)需要采用氬弧焊打底、焊條焊蓋面的方法，這樣可以保證焊接結(jié)構(gòu)的速度快，且焊接質(zhì)量比較高。

1.3 焊接人員

壓力管道焊接的工作者，取得特種設(shè)備操作證才能進(jìn)入崗位中開展焊接工作，所持有的焊接項目種類和焊接作業(yè)的實際情況是相符合的，焊工證處于有效期內(nèi)，每四年進(jìn)行一次復(fù)審。大型管道現(xiàn)場安裝焊接需要做好焊接質(zhì)量檢查，具備較高專業(yè)素質(zhì)的焊工可以結(jié)合不同條件、不同設(shè)備、不同工藝進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量合格，還能分析不合格的原因，及時做出改進(jìn)，促進(jìn)整體的焊接質(zhì)量水平達(dá)標(biāo)。

1.4 焊接材料

焊接材料的類型比較多，比如焊條、焊絲、焊帶、焊劑等，不同焊接方法，根據(jù)需要確定合適的焊接作業(yè)材料，這樣才能提升焊接的質(zhì)量，滿足焊接工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也能夠保證工業(yè)管道的運(yùn)行更加的安全、穩(wěn)定。此外，任何一種焊接材料在使用前都有質(zhì)量證明文件，且經(jīng)過必要的焊材復(fù)驗，全部合格才能投入到焊接作業(yè)中使用。

1.5 焊接環(huán)境的分析

焊接環(huán)境主要指的是焊接實施環(huán)節(jié)的外部自然環(huán)境，主要指的是環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等方面的要素，只有施焊環(huán)境符合要求，才能保證焊接質(zhì)量合格，滿足工業(yè)管道的運(yùn)行需要。施焊環(huán)境的溫度對于焊接接頭的質(zhì)量、外觀產(chǎn)生影響，也會關(guān)系到焊接結(jié)構(gòu)的金屬組織以及力學(xué)性能方面，同時會影響焊機(jī)的運(yùn)行效果。因此，加強(qiáng)施焊環(huán)境的分析與控制，對于工業(yè)管道焊接質(zhì)量的提升有一定的促進(jìn)作用。

2 壓力管道焊接作業(yè)時進(jìn)行的質(zhì)量管控措施分析

2.1 焊接開始前實施的質(zhì)量管控工作

（1）采取科學(xué)合理的焊接施工材料。鋼管、焊材等運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場之前，材料管理人員按照不同名稱、規(guī)格、型號、數(shù)量等進(jìn)行分別驗收，檢查質(zhì)量證明文件的正確性、完整性以及和材料的一致性，經(jīng)過檢測完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的焊接材料，進(jìn)行等級入賬。材料存放環(huán)境嚴(yán)格控制，如果不得不采取露天存放方式，應(yīng)該有覆蓋處理。堿性焊條在使用前，需要做好烘干處理，加熱溫度為350~400℃之間，保溫1~2h，還要準(zhǔn)備保溫桶，達(dá)到焊接材料的溫度標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）保證焊接環(huán)境合理。這是給焊接質(zhì)量造成影響的主要因素，需要保證溫度、濕度、風(fēng)速等符合要求，確保焊縫的外觀質(zhì)量和性能符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到規(guī)定的要求。具體來說，焊接環(huán)境存在下述幾種情況禁止施焊：①工業(yè)管道表面潮濕、降雨天氣或者環(huán)境相對濕度超過80%，不能進(jìn)行防護(hù)的情況；②焊接環(huán)節(jié)風(fēng)速超出標(biāo)準(zhǔn)要求，比如手工焊、埋弧焊的溫度在8m/s 以上；二氧化碳保護(hù)焊的風(fēng)速在2m/s 以上時，且整個焊接過程并未采取任何措施進(jìn)行防風(fēng)處理；③施焊現(xiàn)場環(huán)境溫度較低，低于鋼材臨界冷裂參數(shù)值，沒有進(jìn)行預(yù)熱或者保溫處理時禁止施焊。

（3）焊接設(shè)備的質(zhì)量控制。工業(yè)管道在焊接作業(yè)中，使用的設(shè)備比較多，最為常見的是焊條電弧焊機(jī)、氬弧焊焊機(jī)、氣瓶、流量計、焊接材料、烘干設(shè)備等等，保證全部設(shè)備都達(dá)到運(yùn)行功能性和穩(wěn)定性的要求，各項數(shù)據(jù)正確的顯示，現(xiàn)場接地更加可靠和穩(wěn)定，焊機(jī)電流、電壓調(diào)整到最佳狀態(tài)中。

（4）選擇合適焊接工藝與方法。①工業(yè)管道焊接工作開始前，深入了解設(shè)計圖紙和焊接工藝規(guī)范，根據(jù)現(xiàn)場情況制定焊接工藝評定，然后編制符合焊接現(xiàn)場情況的工藝技術(shù)文件，確定合適的焊接方法、焊接材料以及焊接技術(shù)參數(shù)，保證焊接工作順利進(jìn)行，也能夠提高焊接的質(zhì)量。如果工業(yè)管道的材質(zhì)是首次焊接，需要先編制焊接工藝評定指導(dǎo)書，然后做好材料的焊接工藝評定試驗，經(jīng)過多項指標(biāo)的檢查完全符合焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，符合該材質(zhì)的焊接需要，再進(jìn)行焊接作業(yè)，達(dá)到要求后進(jìn)行工藝評定報告的編制，進(jìn)而指導(dǎo)現(xiàn)場的焊接施工；②焊接作業(yè)前，焊接工藝師對于焊接人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓焊接人員掌握焊接設(shè)備選擇、焊接材料確定、焊接參數(shù)調(diào)整等方面的要求，還要掌握無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)，并且進(jìn)行技術(shù)交底記錄，確保現(xiàn)場焊接施工可以順利的進(jìn)行，提高焊接工藝水平，保證工業(yè)管道的運(yùn)行質(zhì)量。

（5）焊接人員需持證上崗。工業(yè)管道一般都是壓力管道，結(jié)合不同等級，可以分為低、中、高壓三種情況。壓力管道焊接作業(yè)人員按照當(dāng)前我國發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考試，掌握一定的焊接技術(shù)，考試合格發(fā)放相關(guān)焊接方式的焊工證，且證件處于有效期內(nèi)才能從事規(guī)定焊接項目的焊接作業(yè)，這是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵性措施。

2.2 焊接施工過程的質(zhì)量控制

（1）坡口加工及組對。①坡口加工：如果條件允許，應(yīng)該采取機(jī)械的方式進(jìn)行坡口加工，根據(jù)焊接工藝卡片上規(guī)定的坡口形式和尺寸，保證斷面和管子軸線是垂直設(shè)置的，預(yù)留的鈍邊符合焊接工藝要求。坡口位置、焊接接頭兩側(cè)20~40mm 范圍內(nèi)進(jìn)行打磨處理，露出金屬光澤為合格標(biāo)準(zhǔn)。坡口加工的4h 內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，如果坡口污染嚴(yán)重，要再次清理處理；②組對定位：管接頭組對開始前，需要保證坡口加工質(zhì)量合格，清理后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，定位焊結(jié)合管徑明確具體的定位焊點數(shù)、長度以及厚度尺寸，選擇使用和根部焊道完全一致的焊接工藝和材料，同時選擇合適焊接工人進(jìn)行焊接施工。管道組對間隙達(dá)標(biāo)，定位時應(yīng)該保證管道內(nèi)外壁是平齊的，錯邊量控制在壁厚的10%以內(nèi)，如果兩側(cè)的壁厚不同，應(yīng)該采取削薄的方式進(jìn)行處理。

（2）焊接中的質(zhì)量控制。焊接是嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)定和要求，選擇應(yīng)用最佳的運(yùn)條方式，焊接環(huán)節(jié)隨時了解熔池以及焊縫的結(jié)構(gòu)，禁止存在管口振動、應(yīng)力存在的情況下焊接。如果發(fā)現(xiàn)存在氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，要及時停止焊接施工，分析了解形成原因，清除問題后繼續(xù)進(jìn)行焊接施工。

（3）焊接清理。焊接作業(yè)環(huán)節(jié)要做好各個層、道之間清理，保證不會有焊渣、氧化物等，防止出現(xiàn)夾渣、未熔合等問題，焊接完成后進(jìn)行兩側(cè)熔渣、飛濺物的清除處理，達(dá)到焊縫的美觀性和焊接質(zhì)量。

2.3 焊接后檢查檢驗的質(zhì)量控制

（1）焊縫外觀檢查。焊縫的外觀質(zhì)量檢測在無損檢測、耐壓實驗前開展，保證各個焊縫部位上的外觀質(zhì)量合格，焊縫余高達(dá)標(biāo)、焊縫寬度合格等，通過檢驗尺、樣板、量規(guī)等進(jìn)行檢測，做好各項數(shù)據(jù)的記錄。同時，外觀檢測之后保證焊縫部位沒有任何裂紋、氣孔、夾渣等問題，且沒有熔渣、飛濺物等，咬邊量、焊縫余高全部都達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢驗。內(nèi)部質(zhì)量檢測是非常重要的工作，實現(xiàn)焊縫的全面質(zhì)量檢查，最常見的方式就是內(nèi)窺鏡、滲透、超聲、射線等。由具備專業(yè)素質(zhì)的無損檢測人員開展檢測工作，形成檢測報告，做好各項記錄。無損檢測結(jié)束后，工作單位要在管線圖進(jìn)行編號，明確管道材料、焊縫部位以及焊工代號等。檢驗人員需要及時進(jìn)行RT 底片檢查，然后編制焊縫無損檢測報告。如果存在缺陷需要及時返修處理，焊接工藝師處于返修工藝，做好施焊結(jié)露，且要做好審查管理，為返修質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)，如圖1所示。

圖1 工業(yè)內(nèi)窺鏡在管道焊接質(zhì)量檢測效果

（3）試驗。試驗環(huán)節(jié)是將管道和設(shè)備連接起來進(jìn)行的，檢測整個管道是否達(dá)到運(yùn)行質(zhì)量要求，各方面性能是否合格。一般來說，會選擇使用水壓、氣壓的方法進(jìn)行，執(zhí)行檢驗工藝和程序標(biāo)準(zhǔn)，做好各個環(huán)節(jié)的參數(shù)記錄；對于管道內(nèi)是劇毒、有毒、易燃流體的情況，做好氣密性檢測；真空管道壓力試驗后，還要做好真空試驗。

3 焊接返修的質(zhì)量控制

工業(yè)管道工程焊接結(jié)束后，進(jìn)行無損檢測，如果發(fā)現(xiàn)有任何質(zhì)量問題，及時進(jìn)行返修處理。返修是焊接工藝師確定分析焊接缺陷問題，掌握焊接質(zhì)量缺陷的形成原因，然后確定返修焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過焊接責(zé)任師批準(zhǔn)進(jìn)行，但是要注意，同一焊縫返修次數(shù)最多為兩次。焊縫返修后，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行無損檢測。如果工業(yè)管道有焊后熱處理的要求，通常在熱處理前完成返修處理，如果在熱處理焊縫后進(jìn)行返修，在焊接后還要再次進(jìn)行熱處理。

4 結(jié)語

工業(yè)管道的連接主要方式就是焊接，其對于整個管道安裝質(zhì)量有著重要的影響，需要加大力度管理焊接的過程中，人員、材料、設(shè)備等都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時加強(qiáng)焊接環(huán)境的控制，組織有針對性的質(zhì)量控制措施，提高焊接質(zhì)量水平，保證工業(yè)管道的性能滿足要求，為我國工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展起積極的促進(jìn)作用。