论钢质压力管道焊接质量控制

论钢质压力管道焊接质量控制

[摘要]：

本文主要通过对钢质压力管道焊缝质量缺陷产生原因进行分析，论述了如何针对焊接过程、焊接质量检验两方面采取控制措施，从而实现管道焊接施工质量控制的目标。

[关键词]：

钢质压力管道 焊接质量控制 焊缝质量缺陷 焊接过程控制 焊接质量检验

[引言]：

工业建设项目钢质压力管道（以下均简称为管道）通常采用焊接方式连接，因此，焊接是管道安装中最关键、最重要的一道工序。影响管道焊接质量的因素较多，主要有管材和焊材的质量、焊工的资格和操作能力、焊接施工工艺和操作过程等。

管道焊接质量控制有几个重要环节：材料质量控制、焊接过程控制、焊接质量检验。材料质量控制是首要前提，焊接过程控制、焊接质量检验是必要条件。如果忽略了过程控制，仅靠最终检验的手段来控制，管道焊接质量容易产生隐患。因为大多数管道焊缝质量检验不是进行100%检验，而是按规范规定抽取一定比例检验，未抽检到的焊缝的质量存在不合格的可能性。管道焊接质量必须重点针对这三个环节采取控制措施。 1 管道焊缝质量缺陷的分类：

焊缝质量缺陷分表面质量缺陷和内部质量缺陷两类。

焊缝表面质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、咬边、未熔合、焊瘤、未焊透、

根部收缩、余高过大、外观成形凹凸不平、角焊缝厚度不足或焊脚不对称情况等。

焊缝内部质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等。

几种焊缝表面和内部质量缺陷示意见图1：

图1 焊缝表面和内部质量缺陷

咬边

根部未焊透边缘未焊透未熔合层间未焊透

气孔

2几类重要焊缝质量缺陷产生的原因：

2.1未焊透：

电流强度不够，运条速度太快；

管道组对时，坡口的钝边太厚或间隙太小；

焊条角度不对以及电弧偏吹；

焊件散热速度太快使焊融金属迅速冷却。

2.2气孔：

熔化金属冷却太快，气体来不及从焊缝中逸出：如风速过大、温度较低，或者焊工操作技术不良，运条速度太快，使焊肉很薄，冷却过快，气体来不及从焊缝中逸出；

电弧太长或太短。电弧太长使空气浸入熔池，太短则阻碍气体外逸；

焊条受潮；

焊件及焊条上沾有油漆、油污等，受热后放出气体浸入熔池；

基本金属及焊条化学成分不当，含碳气过多，所含的合金成分使铁水发粘，使熔渣粘度太大，阻碍气体外逸；

2.3裂纹：

焊接材料化学成分不当。碳及合金成分（铬、钼、锰）含量多，以及含磷、硫，促使产生裂纹；

对于可淬性高的钢，焊接措施不当，如未进行预热或退火等；

管道组对不正确，如焊低碳钢时坡口小，间隙小，导致填充金属少，强度低，焊缝冷却快，应力较大，以致产生裂纹；

点焊处尺寸较小，受外力或焊接应力作用而破裂；

其他具有尖角的缺陷（如针状气孔、咬边、未焊透等）未检查并及时修复，由于应力作用而发展成裂纹。

3管道材料和焊接材料进场检验措施：

管材和焊材直接决定了管道焊接质量，各生产厂家的生产技术水平、产品质量参差不齐，材料进场前的运输、保管等环节也会使材料的质量受到影响。做好管材和焊材进

场检验是管道焊接过程质量控制的首要环节。材料检验的内容主要有以下几方面：

3.1对材料质量证明文件进行检查：

检查生产厂家名称、出厂合格证、生产技术标准、质量证明书、产品标识。

管材质量证明书件主要应有名称、规格、型号、数量、钢号、炉号或生产批号、化学成分，以及抗拉强度、屈服点、延长率、压扁、弯曲、水压试验结果等机械和力学性能、工艺性能、晶间腐蚀、金相试验、热处理和探伤结果等内容。

焊材质量证明书主要应有名称、类别、牌号、规格、批号、熔敷金属的化学成分和力学性能、外观检验和抽样焊接检验结果等。

3.2材料外观质量检验：

主要检验管材、管件的表面锈蚀情况和焊缝，焊条药皮有无脱落、受潮、开裂等情况，焊条或焊丝表面洁净度。

实测实量检验：

主要检测管材和管件的壁厚、外径的尺寸是否与设计选定的材料标准系列相符，管口椭圆度等偏差值是否满足材料规范要求。

对管材、管件的材料性能和化学成分抽样复检：

一般出现以下情况时，需要对管材、管件的材料性能和化学成分进行抽样复检：到货的管材、管件实物标识不清或与质量证明文件不符，或对产品质量证明文件中的特性数据或检验结果有异议，供货方应按相应标准作验证性检验或追溯到产品制造单位。

国家规范有明确规定的，如合金钢管道组成件应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查，并应做标记。

4管道焊接过程控制措施：

焊接过程控制主要从焊接施工工艺、焊工资格和能力、焊接操作过程三方面入手。

4.1焊接施工工艺控制：

制定焊接施工工艺：

焊条、焊丝及焊剂的选用，应根据焊接接头两侧母材的化学成分、力学性能、

焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理使用条件及施工条件等因素确定；

焊接工艺应明确管道母材的类别号和组别号、焊接接头形式及简图、适用此焊接工艺的管道直径和壁厚范围、焊接位置和焊接方向、焊接方法和机械化程度、焊接材料的类别、焊接电流和电压、焊接速度、保护气体、预热或焊后热处理方法、环境温度和湿度、风速的要求等方面。

对焊接工艺进行评定：

每种管道焊接施工前，必须有相适应的焊接工艺评定，经评定合格的焊接工艺才可作为工程焊接施工的依据。焊接工艺评定必须符合GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》及其他有关焊接规范、标准的规定，应根据管材的化学成分、力学性能、焊接性能、母材的厚度等进行分类，然后确定相应的焊接施工工艺，再选择相应的母材、焊材进行焊接，并对焊接接头进行外观检查、射线照相检验、力学性能试验，以及金相组织、抗腐蚀、硬度等方面的检验、试验和评定。

例如：某化工项目的高压蒸汽管线分为两段，厂内管段的材质为1.25Cr0.5Mo，规格为ф325*47，厂外的管段的材质为10CrMo910，规格为ф273*28。厂内、厂外管段分别由两家单位施工，厂外管段先施工完，厂内管段再与其对接。

对这两类异种钢的焊接，厂内管段的施工单位未施工过，因此要进行焊接工艺评定。但由于厂内管段的管材价格较高，图纸设计共17米，采购时未留余量，现场没有多余管材用于焊接工艺评定。根据《石油化工异种钢焊接规程》SH/T3526-2004表1和附录表A.1中查得， 1.25Cr0.5Mo和10CrMo910分别属于Ⅳ类钢的第1组和第2组，焊接规程第4.2.1.1条规定：“当重要因素不变时，同类不同组的异种母材接头中高组别材料已评定合格时，可不重新评定”。因此，可采用10CrMo910管材作为母材，进行同种钢材焊接工艺评定，替代这两类异种钢材的焊接工艺评定。另外， GB50236-98规范第4.2.9条规定：“评定合格的焊接工艺其厚度的认可范围最大为母材厚度的1.5倍”，第4.2.11条的规定：“评定合格的焊接工艺可用于不等厚对接焊件，但焊件两侧母材的厚度都应在评定厚度的认可范围内”。由于该工程所用的10CrMo910管材壁厚为28mm，若将其作为母材，其焊接工艺所认可的最大厚度仅为42mm，而厂内管段的管材壁厚为47 mm，因此，必须选用厚度更大的管材作为焊接工艺评定的母材。经与生产厂家联系，确定采用规格为ф323.9*32的10CrMo910管材进行焊接工艺评定。评定合格后，采用了该焊接工