加強管線焊接質量控制的探討

李呈志

（泰安技師學院，泰安 271000）

石油、天然氣等資源大多以管道形式進行運輸。管道建設涉及多方面工藝，如管線焊接工藝，工序較為復雜。石油、天然氣等能源具有易燃燒特性，且會產生有毒氣體。若出現管道施工疏漏引發資源泄漏問題，將造成嚴重影響。因此，應當加強管線焊接質量管理，確保資源的穩定輸送。

1 管線焊接工藝

1.1 底層焊接

底層焊接時，應當注意氬弧焊的焊接方向應由下而上，焊接起始與末端都需要使用角磨機打磨，從而得到能夠進行接口操作的斜口。底層焊接時應確保整體焊透，這里的焊透并非指焊穿。正式焊接前要進行嘗試性焊接，主要是選擇合適的試板，檢查氬氣，確定氬氣中不存在降低焊接作業效果的影響物質。焊接時應當使用板子圍住周圍，避免受風等的影響而降低焊接質量。焊條的接頭部位應當借助角磨機打磨，使焊面平整，防止存在塌陷或內陷瑕疵。焊接完成后，檢驗人員要全面檢查焊接效果，避免在打底焊接和次層焊接中存在裂紋等焊接質量問題[1]。

1.2 中層焊接

底層焊接完成后，要清除焊接殘留等雜質，并檢查焊接外觀是否合理。若存在異常，需使用角磨機進行打磨，之后再開展焊接作業，確保其與母材接觸部位的整潔。在中層焊接中，焊接的接頭位置應當與底層焊接接頭保持1 cm以上的錯位。中層焊接選擇的焊條以Φ3.2 mm為標準。焊接厚度為9 mm時，應有3層焊接，中層焊縫厚度要在4 mm左右，偏差在1 mm內，直線均調，且不可在焊接層表面引弧[2]。

1.3 蓋面

蓋面焊條直徑從焊縫厚度出發，綜合挑選適用的焊條。焊條起弧、收弧部位都要與中層焊縫保持距離，在確保焊縫完整性的同時，與管道做到圓滑流暢過渡。蓋面焊接寬度要比坡口兩側略長，大約在2 mm即可，且焊縫表面不能存在裂縫或氣紋等。焊接完成后清理殘存的熔渣，之后使用鋼絲球等工具清洗焊接表面，去除臟污，保持蓋面焊接的清潔[3]。

1.4 焊縫處理

焊接焊縫時，需要有人負責記錄焊縫材料、管道規格、焊接時應用的電流與電壓、焊接人員姓名以及檢查組隊間隙等信息，同時查看是否為持證上崗，并在焊接完成后檢查外觀，確保外觀無問題后記錄到焊接記錄表，見表1。

表1 焊接記錄表

1.5 常見的管線焊接工藝

1.5.1 半自動焊接

半自動焊接抗風性較強，可在8 m·s-1風速下完成焊接作業，且不影響焊接質量。半自動焊接工藝操作較為簡單，質量可靠，但存在無法進行根焊作業的弊端。

1.5.2 全自動焊接

全自動焊接是目前管線焊接最先進的技術，應用范圍較廣。此工藝主要依靠自動焊機和實心焊絲，焊接時使用二氧化碳作為氣體保障。例如，中俄天然氣管道的氣體質量分數與配比見表2[4]。

表2 氣體含量配比 單位：%

全自動焊接工藝有兩個特點：一是可進行大機組流水線作業，最大化管線焊接質量；二是焊接整體難度小，從焊接質量來講，比半自動焊接高。全自動焊接的缺陷在于對管道坡口有一定要求，且焊接作業需要相應的輔助設施，便利性不足，需多名人員協同合作才可實現[5]。

2 管線焊接質量的主要影響因素

一般情況下，管線焊接對焊接質量有一定要求。任何瑕疵都可能引發嚴重事故，造成經濟損失，容易產生人員傷亡的風險，影響社會的穩定發展。

2.1 地形條件

管線走向經過周密的規劃設計，一般情況下無法更改。規劃路線經過平原、山地等各類地形時，在不同的地形中對焊接工藝有不同的要求。因此，在焊接管線時，要根據工程的焊接地形進行相應的調整。此外，需要考慮地形的氣候、溫濕度等因素，綜合選擇適用的焊接工藝。

2.2 焊接工藝及人員素質

管線焊接使用的工藝、設備以及焊接員的技術水平，都直接影響焊接結果。若焊接工藝的選擇不符合實際條件，焊接員的技術水平不滿足焊接需求，會使焊接質量不達標，同時會給焊接作業埋下或大或小的安全隱患。

3 加強焊接質量控制的有效措施

3.1 綜合選擇適用的焊接工藝

管線焊接工藝控制主要涉及焊接前、焊接中和焊接后3個階段。在不同階段做好焊接工藝的合理選擇和控制，是提升焊接質量的必要手段。首先，在焊接作業前，根據施工地形、施工環境（溫濕度、氣候）等選擇適用的焊接工藝。比如，焊條向下焊工藝可在惡劣環境中應用。這種工藝焊接操作較為簡單，對焊接輔助要求較少，但防風性較差，是其在部分環境中無法應用的主要原因。因此，在焊接作業前，施工方要綜合選擇適用的焊接工藝，盡可能避免焊接工藝缺陷造成焊接隱患，確保焊接質量[6]。其次，在焊接作業過程中要做好焊接應力控制。工藝上要注重焊接順序和焊接方法的合理選擇，盡可能降低焊接應力，避免焊接應力過大出現焊接變形、斷裂等情況。最后，在管線焊接后需要做好變形矯正處理。焊接矯正主要有機械式矯正、火焰加熱式矯正等方法。其中：機械矯正通過外力作用恢復焊接變形位置，是一種使用廣泛的方法；火焰加熱式矯正主要是以火焰加熱的形式盡可能減少溫差造成的變形。例如：面對長且規則類的管線對接焊縫導致的薄板殼變形情況，選擇機械式矯正方法，以鋼輪對焊縫與兩側區域輾壓；若是較長焊件在局部加熱導致的壓縮類塑性變形情況，合適選擇火焰加熱式矯正方法。

3.2 焊接材料檢測

焊接材料一般指管道材料和焊接材料兩種。管線焊接前應當檢查材料，確保焊接材料滿足需求。施工單位應安排專人負責材料的購置和材料的檢查工作，確保材料數量、質量等各項數據指標符合工程施工標準。此外，按照材料保存對環境的要求存儲材料。

3.3 構建作業制度

若要確保管線焊接質量，作業制度是必不可少的一部分內容。構建有效的作業制度，規范焊接作業流程和規范，為焊接人員工作的開展提供依據和指導，明確并層層落實焊接施工責任，以提高相關部門及人員對焊接作業的重視、關注。此外，可以編制科學合理的焊接輔導書，全面指導管線焊接過程。

3.4 焊工資質審核

焊接工作開展需要相關人員具有專業性，確保焊接質量滿足要求，因此要求焊接作業的人員需要提供專業資格證明，進行資格審核，只有符合管線焊接要求的人員才可參與焊接作業，從而避免因焊接作業人員焊接水平問題出現人為事故[7]。

3.5 加強監理管理

監理在管線焊接中發揮著至關重要的作用，約束著質量管理和人員行為，因此需持續強化現場監管力度。第一，監管焊接作業人員行為是否規范，作業前后是否符合作業規定。比如，焊接中是否關閉焊條筒，焊接后焊口是否存在未清除干凈的殘渣等。若發現疏漏應記錄，而后與該員工溝通，避免后續類似問題的出現。第二，監管焊接工藝是否正確，查看焊接電流及電壓數據是否符合要求，應當預熱使用的材料是否按照要求進行預熱，現場的測溫設備是否齊全。第三，作業環境較為惡劣如雨雪天時，在沒有保障措施的情況下禁止開展焊接作業。若必須進行作業，施工方需做好相應的防護措施。比如，雨天設置防雨棚，大風天應設置防風棚，保障管線焊接作業的安全與質量。第四，監管焊接完成后是否留有焊工個人編號。第五，檢查施工單位的焊工焊接質量臺賬，對焊接合格率較低的人員進行針對性培訓，提高其焊接水平，對部分無法勝任焊接工作的人員應進行崗位調動[8]。

3.6 注重測量工作

在管線焊接過程中，測量工作至關重要，直接影響管線焊接的質量。焊接操作涉及諸多測量儀器設備的使用，如乙炔表、氧氣表、卷尺以及焊縫的檢驗尺等。為了確保測量精度，需要做好這些儀器設備的計量檢定，保證其有效期滿足要求。對于特殊儀器設備，還要安排專人保管和維護，保證它們具有良好的性能。相關儀器設備保管期間，要做好定期抽查和檢驗，采用外觀觀察和實驗檢測等方法確保測量工具具有良好的合格性。開展測量工作時，要按照管線焊接工作的要求開展精確測量，保證測量數據的準確性，嚴格落實每項測量環節，不遺漏任何工序和控制點，并對所得數據進行深入分析，及時發現并整改存在的質量缺陷。

3.7 做好施工過程控制和后續檢查

管線焊接是施工的關鍵環節。焊接操作直接關系管線焊接的效果。施工操作中，一定要避免發生焊接變形。可以選擇反變形法和剛性固定法等處理方式，提高管線焊接質量，同時合理選用裝焊順序，結合實際情況適當調整焊接順序來達到良好的焊接施工效果。焊接期間，要結合焊接結構實際情況優先選擇小直徑焊條和小電流焊接，有效控制焊接電弧產生的熱量，避免過熱而導致管線發生變形。完成管線焊接處理后，要及時清理管線表面附著的焊渣和飛濺物，并全面檢查焊縫的外觀，做好記錄。在焊縫外觀檢查中，要嚴格落實檢查要求標準，如焊縫寬度要求坡口的上口寬在+2～4 mm，焊縫高度在0～1.6 mm，局部位置要低于3 mm，焊縫的錯邊量控制在1.6 mm。另外，要落實焊縫檢驗和保護工作。例如，為了避免焊縫發生生銹現象，可以以噴砂除銹結合熱收縮套的方法對焊縫進行防腐施工，確保焊接施工質量滿足要求。

4 結語

管線焊接質量很大程度上決定著管道輸送資源的穩定性和管道系統的使用壽命，應當綜合選擇適用的焊接工藝，加強監理管理，做好施工過程控制和后續檢查，切實做好對管線焊接質量的控制，保障管道系統的質量。