長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接缺欠的統(tǒng)計(jì)分析

摘要：文中結(jié)合筆者在國(guó)內(nèi)某長(zhǎng)輸管道工程全自動(dòng)焊接施工中的經(jīng)歷，根據(jù)該工程某標(biāo)段無(wú)損檢測(cè)單位的無(wú)損檢測(cè)報(bào)告及臺(tái)賬，篩選、統(tǒng)計(jì)、分析和總結(jié)施工現(xiàn)場(chǎng)全自動(dòng)焊接接頭采用全自動(dòng)超聲波AUT檢測(cè)出的缺欠情況，從中找出采用全自動(dòng)焊接工藝易出現(xiàn)缺欠的性質(zhì)、深度、圓周位置和焊層等規(guī)律，為有針對(duì)性地開(kāi)展下步焊接研究，減少、規(guī)避和消除全自動(dòng)焊接中易出現(xiàn)的焊接缺欠，進(jìn)而為如何更好地控制、提高全自動(dòng)焊接工藝的焊接質(zhì)量和焊接的一次合格率提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道；焊接接頭；全自動(dòng)超聲檢測(cè)；缺欠分析

Abstract： This paper is based on the author’s experience in automatic welding construction of a certain long-distance pipeline project in China.According to the report and datebase of the NDT，The imperfection detected by mechanized ultrasonic testing of welding joints on site were statistically analyzed.Through this way，the nature，location and layer of weld imperfection were easy to be found out， which provides a basis for carrying out welding research of the next step， in order to reduce，avoid and eliminate the welding defects in automatic welding.Furthermore，these methods provide reference for how to control and improve the welding quality and primary qualification rate of automatic welding.

Key Words： Long-distance pipeline; Welded joint; Mechanized ultrasonic testing; Imperfection analysis

0引言

國(guó)內(nèi)某工程大口徑厚壁長(zhǎng)輸管道建設(shè)，焊接方案采用CRC型坡口型式的多焊炬內(nèi)自動(dòng)焊機(jī)根焊+單焊炬外自動(dòng)焊機(jī)熱焊+雙焊炬外自動(dòng)焊機(jī)填充蓋面的工藝，檢測(cè)方案采用全自動(dòng)[1]AUT超聲波無(wú)損檢測(cè)，下面以材質(zhì)為L(zhǎng)485M（X70）鋼、規(guī)格φ1016×17.5mm的線路段為例，通過(guò)AUT檢測(cè)缺欠的統(tǒng)計(jì)分析，來(lái)摸索針對(duì)該類(lèi)焊接工藝的現(xiàn)場(chǎng)焊接施工在焊接及質(zhì)量控制方面研究的方向和關(guān)注的重點(diǎn)。

1nbsp; 全自動(dòng)焊接工藝及AUT檢測(cè)工藝簡(jiǎn)述

1.1全自動(dòng)焊接工藝簡(jiǎn)述

管線規(guī)格：φ1016×17.5mm，材質(zhì)L485M。

焊接接頭：如圖1所示。

焊接層道：如圖2及表1所示。

焊接作業(yè)模式：采用內(nèi)根焊車(chē)+熱焊車(chē)+填充1車(chē)+填充2車(chē)+蓋面車(chē)的流水作業(yè)模式。

焊機(jī)操作工：內(nèi)根焊（2名）+熱焊（2名）+填1車(chē)（2名）+填2車(chē)（2名）+蓋面車(chē)（2名） 共計(jì)10名。

焊接工作站：內(nèi)焊車(chē)（1個(gè)站）+熱焊車(chē)（1個(gè)站）+填充1車(chē)（1個(gè)站）+填充2車(chē)（1個(gè)站）+蓋面車(chē)（1個(gè)站） 共計(jì)5個(gè)焊接工作站。

1.2 檢測(cè)工藝簡(jiǎn)述

全自動(dòng)AUT檢測(cè)：分區(qū)掃查，A掃查+B掃查+TOFD掃查及圖像顯示。

AUT檢測(cè)熔合區(qū)檢測(cè)分區(qū)[2]：如表2所示。

2" 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)焊口缺欠統(tǒng)計(jì)及分析

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接施工完成的800道焊口的AUT檢測(cè)進(jìn)行篩選，其中AUT檢測(cè)不合格焊口12道，除了不合格焊口外的合格焊口中AUT可記錄的焊口有350道。下面對(duì)不合格焊口和合格焊口分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1 不合格焊口缺陷統(tǒng)計(jì)及分析

AUT檢測(cè)800道焊口中，共計(jì)不合格焊口12道，在12道不合格焊口中，體積型缺陷（密集氣孔）焊口3道，占不合格焊口數(shù)的25%；未熔合缺陷焊口9道，占不合格焊口數(shù)的75%。不合格焊口缺陷統(tǒng)計(jì)占比如圖3所示。

2.1.1體積型缺陷不合格焊口

12道不合格焊口中，體積型缺陷（密集氣孔）焊口3道，占不合格焊口數(shù)的25%，因體積型缺陷焊口數(shù)據(jù)太少，位置和焊層分布規(guī)律性不明顯，本篇暫不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1.2未熔合缺陷不合格焊口

在12道不合格焊口中，未熔合缺陷焊口9道，占不合格焊口數(shù)的75%。其中根部未熔合焊口3道，其他層未熔合焊口6道。對(duì)9道未熔合缺陷焊口分別從圓周位置和深度（焊層）進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，分布占比如圖4和圖5所示。

通過(guò)圖4和圖5缺陷位置和深度占比分析統(tǒng)計(jì)，得出位于管道圓周立焊或近立焊、操作過(guò)程中的根焊及填充一、二槍的全自動(dòng)焊接出現(xiàn)超標(biāo)缺欠的概率更大，是長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接關(guān)注和控制的重點(diǎn)。

2.2 合格焊口缺欠統(tǒng)計(jì)及分析

文中對(duì)AUT檢測(cè)的800道焊口進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中超過(guò)一定尺寸的可記錄的缺欠有350道，因數(shù)據(jù)較大，僅對(duì)350道中較大的、根據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)臨近缺陷的焊口進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

在350道可記錄的缺欠焊口中，未熔合缺欠高度2.0mm以上或內(nèi)部線性缺欠單個(gè)長(zhǎng)度14mm以上或累計(jì)超35mm的共計(jì)74道，其中未熔合缺欠高度2.0mm以上的有67道，內(nèi)部線性未熔合缺欠單個(gè)長(zhǎng)度14mm以上或累計(jì)長(zhǎng)度超35mm的有7道。

下文是對(duì)未熔合缺欠高度2.4mm以上的25道和內(nèi)部線性未熔合缺欠單個(gè)長(zhǎng)度14mm以上或累計(jì)長(zhǎng)度超35mm的7道焊口進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.1未熔合缺欠高度2.4mm以上的合格焊口

未熔合缺欠高度臨近評(píng)定[1]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2.5mm或分區(qū)高度的缺欠焊口（即高度2.4mm以上的未熔合缺欠）25道，分別從從圓周位置和深度（焊層）進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，分布占比如圖6和圖7所示。

2.2.2未熔合缺欠單個(gè)長(zhǎng)度14mm以上或累計(jì)長(zhǎng)度超35mm的合格焊口

未熔合缺欠單個(gè)長(zhǎng)度14mm以上或累計(jì)長(zhǎng)度超35mm的缺欠焊口7道，分別從圓周位置和深度（焊層）進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，分布占比如圖8和圖9所示。

從不超缺陷標(biāo)準(zhǔn)的合格焊口中來(lái)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果及占比來(lái)看，不論是未熔合缺欠高度還是未熔合缺欠長(zhǎng)度，在焊接操作過(guò)程中，管道立焊或近立焊的圓周位置以及填充一、二槍的焊層位置出現(xiàn)未熔合缺欠（未達(dá)到缺陷標(biāo)準(zhǔn)）的概率更大，也是長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接工藝在焊接過(guò)程中發(fā)生的最主要的缺欠或缺陷。

3" 結(jié)論

從上述對(duì)國(guó)內(nèi)某工程某標(biāo)段焊接施工的φ1016×17.5mm壁厚長(zhǎng)輸管道進(jìn)行的AUT檢測(cè)缺陷統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來(lái)看，采用復(fù)合型CRC坡口型式的內(nèi)外全自動(dòng)焊焊接多易出現(xiàn)未熔合缺欠或缺陷，未熔合缺欠或缺陷大多出現(xiàn)在焊接過(guò)程中填充一車(chē)的填充一、二槍?zhuān)p槍焊機(jī)）的立焊及近立焊位置，因此對(duì)于長(zhǎng)輸管道采用CRC復(fù)合坡口型的內(nèi)外全自動(dòng)焊接施工，內(nèi)焊機(jī)根焊立焊及近立焊位置的內(nèi)焊接，外焊機(jī)填充一車(chē)的填充一、二槍在立焊及近立焊位置的焊接是[3]油氣長(zhǎng)輸管道焊接安裝施工質(zhì)量控制研究的方向和重點(diǎn)。

上述是筆者在長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接施工中對(duì)焊接接頭AUT無(wú)損檢測(cè)缺欠的統(tǒng)計(jì)、分析及探索，下一步可根據(jù)缺欠的性質(zhì)及分布的規(guī)律，有針對(duì)性地開(kāi)展研究，減少、規(guī)避和消除全自動(dòng)焊接中易出現(xiàn)的焊接缺欠或缺陷，保證焊接質(zhì)量、焊接性能滿足要求，進(jìn)而保證長(zhǎng)輸管道建設(shè)的本質(zhì)質(zhì)量，保障長(zhǎng)輸管道投產(chǎn)后運(yùn)行的本質(zhì)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]石油天然氣管道工程全自動(dòng)超聲波檢測(cè)技術(shù)規(guī)范：GB/T 50818-2013[S].

[2]油氣管道全自動(dòng)超聲波檢測(cè)技術(shù)編委會(huì).油氣管道全自動(dòng)超聲波檢測(cè)技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社.2017.

[3]油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范：GB 50369-2014[S].