管道焊接缺陷及对策

管道焊接缺陷及对策
结合笔者相关工作经验，文章首先分析了影响管道焊接质量的因素，随后主要对工业管道焊接施工中的缺陷以及防范焊接缺陷的有效对策进行了探讨。

标签：管道焊接；缺陷；对策
前言：
在管道安装施工中，焊接技术是管道连接的重要保障，焊接技术的优劣，将对管道投入后的实用功能有着直接的影响。

针对当前的管道渗漏、泄露事故，深究其原因不难发现，多数是由焊接质量不合格而引起的。

由此可见，在管道的正常安装使用中，焊接質量将直接影响着管道的安全性与可靠性。

面对当前工业发展规模的不断扩大，已有的工业管道已无法满足当前工业行业的发展需求，在扩大管道铺设规模的过程中，焊接作为连接新旧管道的重要途径，对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。

若焊接出现问题，将会造成液体或气体的大量外漏，在给环境造成严重威胁的同时，还会造成严重的经济损失。

重视工业管道安装过程中的焊接缺陷问题并找出其合理的应对措施，对国家经济的稳定发展具有重要作用。

一、影响管道焊接质量的因素
（一）材料因素
所谓材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料，如焊丝、焊条、焊剂、以及保护气体等。

所有这些材料在焊接时都直接参与熔池或熔合区的物理化学反应，其中母材本身的材质对热影双区好性能起音决定性的影响。

显然所采用的焊接材料对焊缝金属的成份和性能也是关键的因素。

好果焊接材料与母材匹配不当，则不仅可以引起焊接区内的至纹、气孔等各种缺陷，而且也可能可起脆化、软化或耐腐蚀等性能变化。

所以，为保证获得良好的焊接接头，必须对材料因素予以充分的重视。

（二）工艺因素
大量的实践证明，同一种母材在采用不同的焊接方法和工艺措施的条件下，其焊接质量会表现出很大的差别。

不同的焊接方法对焊接质量的影响是不同的，主要表现在两方面。

首先，焊接源的属性对焊接质量的影响。

比如功率大小、加热时间等。

他们会直接影响接头的质量；其次对熔池的保护方式也会影响焊接质量。

显然，焊接热过程和冶金过程必然对接头的质量和性能会有决定性的影响。

二、管道焊接施工中的缺陷
（一）焊接裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。

裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下，金属材料中原子结合被破坏，产生新接口的缝隙。

由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道被破坏。

裂缝是工业管道安装中，是对焊接接头中产生最大危害的缺陷，其不但难于返修，同时还会为管道运行造成直接影响，且必须割口重焊。

因此，必须引起足够的重视，在长输管道的施工过程中，应全面避免裂纹缺陷的产生。

（二）未熔合
未熔合是指未能完全熔化结合，它包括两部分：焊道与母材之间或焊道与焊道之间。

其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。

未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。

根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。

坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。

未熔合易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。

因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。

（三）焊接应力
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。

焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节。

（四）气孔
气孔主要是在焊接时，由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出，而残留在焊缝金属的内部或者表面，形成孔穴。

气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。

对于形成气孔的气体，一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体；一些则是在药皮熔化过程中产生的气体，也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。

（五）夹渣
夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质，在焊道根部、层间均可能存在，最常见的就是层间夹渣。

夹渣形状不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖锐形的夹渣，影响焊道的塑性，尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。

《在用工业管道定期检验规程》中规定GCZ级或GC3级管道，当夹渣自身高度或宽度的最大值不大于.035t，并且不大于6～时，按表1定级；否则定为4级。

预防措施：（1）多层焊时，焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净，避免熔渣埋入焊道；（2）避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；（3）如果坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。

三、防范焊接缺陷的有效对策
（一）提高管道焊接工艺
1、选择合适的坡口角度与装配间隙；选择合理的焊接电流，同时要求施工操作者对运条方式、焊条或者焊把的速度与角度等充分掌握，以满足焊件装配的间隙变化，确保焊接缝均匀。

当焊角焊缝时，应注意保持正确的角度，避免焊缝尺寸不满足要求。

2、引弧时，尽量拉长电弧，通过预热的形式逐渐形成熔池；在收弧时，应将焊条在熔池中短暂停留，或者进行几次环形运条处理，以保证足够的焊条金属将熔池填满，以避免焊缝收尾的位置产生弧坑。

3、将坡口和焊层之间的熔渣认真清理干净，并铲平凹凸处，再进行焊接。

适当加大焊接的电流，必要时则缩短电弧长度，并提高电弧停留时间。

根据熔化的实际情况，适当调整焊条角度与运条方法，让熔渣上浮到铁水表面；正确选择焊条金属的母材与化学成分，以降低熔渣的熔点与粘度，避免产生夹渣缺陷。

4、在焊接前，做好准备工作。

清除坡口两侧约20-30mm范围内的焊件表面油污；在焊接前，将焊条根据说明书中规定的时间与温度进行烘干，并选择符合规定的焊接方式。

如果使用碱性焊条施焊，应尽量控制电弧长度，在风大的情况下则采取防风手段；如果焊条产生焊心锈蚀，且药皮开裂、变质、剥落、偏心时，都不能再使用，以避免气孔的产生。

5、选择合适的优质链条及焊接规范，合理安排焊接的次序与方向，减少焊接应力。

另外，在焊接前还应对坡口周围的水、锈、油等污物进行认真清除，避免產生裂纹。

（二）加强先进设备的应用
在检修装置时，为了确保工业管道的焊接质量，提高施工单位的整改标准、改善不合格工序，质量检查人员应使用数码相机查出现场存在的低标准问题，并制成幻灯片在检修会上重点通报，促进施工人员自我查找、自我回馈、自我整改，从根本上提高焊接质量。

（三）采用高效焊接法
在全焊结构管道中，焊接工作强度也随之加强，并且质量标准更高。

但是通过多年来焊接工作者积累的丰富经验，目前全焊结构管道已经获得客观技术的进步。

在生产过程中，大直径厚壁管的管道要求最为严格，主要运用将钢板压制成形的方式，确保管道正常发挥使用性能。

（四）加强焊接的全过程控制
焊接施工人员是控制管道焊接质量的关键，施工人员的业务水平以及责任心等主观因素都将直接影响着管道的焊接质量。

其他人员的检查工作实际仅是对施
工人员的监督，而监督工作也十分重要，能够有效控制焊接的质量。

为避免或减少管道焊接缺陷的发生，质量检查小组必须在焊接施工中要求全体人员参加到焊接控制的管理工作中。

对与查出所存在的问题，应填写检修质量定期整改报告，并反馈到施工单位，限令定期整改，之后要对施工单位进行复检，从材料入库、坡口加工、管道预制以及焊接的全过程加强控制，特别要提高焊接的工艺要求执行水平。

对管道安装过程中焊接工艺的确定，不但要充分考虑施工现场的实际条件，还要严格遵守规章制度，同时在检修过程中，加强施工方质检人员与厂方质检人员的配合，定期开展联合检查，对于查出焊接问题应及时提出并整改。

四、结语
总之，在工业管道安装过程中，针对焊接过程中所存在的缺陷，还需要相关工程技术人员认真分析，总结经验，不断完善应对措施，同时还需要施工人员能够充分落实本质责任，同时结合着管道工程的实际规模，合理的进行规范，进一步保障焊接工作的顺利进行，确保管道投入使用后的可靠性与稳定性。

参考文献：
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[3]岳明彦.浅谈工业管道安装过程中的焊接缺陷及对策[J].价值工程，2012，（6）.。