分析管道施工焊接缺陷及控制

分析管道施工焊接缺陷及控制

摘要：焊接技术已成为发展工程结构的强有力的技术手段，影响焊接质量控制

的不利因素较多，在焊接质量管理与控制上存在一定的难度。但是焊接质量的好

坏直接关系到设备生产的安全运行和使用寿命，因此，对于焊接工作者对于常见

焊接缺陷的成因一定要十分清楚，并且及时采取措施进行预防。

关键词：管道；焊接施工；焊接缺陷；防治要点

1 引言

管道的使用可靠性和承载能力在很大程度上取决于它的焊接接头质量。焊接

接头的缺陷和近缝区偏离给定的性能、形状和连续性取决于采用的焊接工艺、焊

工熟练程度、焊接材料与基体金属的匹配程度和他们焊前的准备情况、焊接条件

和对接焊工艺规格及技术的遵守程度。

2 管道缺陷的预防措施分析

管道在焊接的过程中容易出现各类的问题，及时做好管道焊接的预防工作，

有助于进一步降低缺陷产生的概率，从而保障管道的正常工作。首先，加强施工

人员的素质培养。施工人员是直接操作焊接过程的员工，他们自身的操作水平直

接关系到焊接的质量，因而需要不断加强员工的技能培训和提升他们的综合素质。其次，加强对焊接的管道的质量检验。从多方面检验焊接的质量，保障管道的正

常使用。现如今的质量检验主要采取焊缝无损检测和管道耐压检测这两种方法。

焊缝无损检测使用的是X 射线探伤和超声波探伤相结合的测试方法。

3 裂纹病害及控制措施

2.1 结晶裂纹

结晶裂纹形成于焊缝凝固过程中，呈弧形或纵向分布，是一种常见的热裂纹，它主要是焊缝凝固时的组织成分和先后时间顺序不同造成的，本质上来讲结晶裂

纹的产生就是外界应力太大、冷却速度过快（速度快容易造成结晶成分的偏析）、熔池中的杂质太多三个因素综合造成的。

3.2 延迟裂纹

延迟裂纹是一种冷裂纹，它不是出现在焊接过程中，而是在焊接结束后几个

小时或几天以后才出现，并且时间越久裂纹越长，它的产生因素较多，一般取决

于焊缝中的氢含量、焊接连头承受的应力、母材的淬硬倾向三个方面。氢含量方面：氢是高强钢焊接中产生冷裂纹的关键因素，由于焊接时电弧温度很高，使坡

口的赃物、空气、焊材中的水分分解，形成氢离子或者氢原子分布于焊缝熔池中，在熔池焊道冷却后，没有逸出的氢便以饱和态保存在焊缝中。

3.3 液化裂纹

液化裂纹和结晶裂纹产生的机理大致相同，都是存在共晶或晶间熔融相，在

液态变固态时冷却晶粒边缘产生的裂纹。

3.4 防治措施

为了避免对管道进行焊接时出现裂纹，需要及时做好防治措施。首先，避免

较大的强力直接焊接管道，否则很容易将小裂纹引发大危害。其次，在焊接之前

对管道进行预热，可以适当的增加焊道的厚度，在根焊完成之后立即进行热焊、

填充、盖面等操作。最后，在冬季进行焊接时，要注意焊接后的保护措施，避免

扩散氢的逸出。只有充分做好相应的防治措施，降低问题的发生概率，才能逐步

提高管道的使用效率，从而实现油田管道的正常运行。

4 未焊透病害及防治措施

4.1 未焊透

未焊透缺陷会导致焊道有效面积的大大减少，属于一种开口性缺陷，也会导

致应力的严重集中。导致未焊透缺陷出现的主要因素包括：由于没有规范性地进

行坡口加工，使得角度太小、钝边太厚、间隙不足；对层面的过度清理与打磨使

得坡口变宽，引发沟槽等一系列现象；焊接电流不足、线能力输入过小以及焊接

人员的手法不够稳当，也是导致未焊透缺陷产生的重要原因。在焊接之前需对焊

缝进行仔细的修磨与组对，确保根焊时的焊丝焊条可顺利深入坡口的根部。在根

焊不可出现熔孔的情况下，需打磨出应有的根部间隙，同时对焊接参数做出适当

的调整。

4.2 防治要点

未焊透缺陷在管道的焊接过程中出现的比较普遍。加强对未焊透缺陷的治理，强化控制措施对于提升管道的运用十分关键。首先，在焊接之前对需要焊接的部

位进行仔细地修磨，根据不同的焊缝进行相应的组合，便于焊接中更好地对其进

行焊接，同时也可以提高焊接的效率，使得焊丝或者焊条能够顺畅地深入到坡口中，避免未焊透缺陷的产生。其次，当根焊在焊接的过程中不能熔孔时，在打磨

的时候可以根据根部的间隙适当调整焊接的参数，使其适应整个焊接过程。此外，根据焊接的需求，事先检查焊接的电流，保证其符合焊接过程的要求。

5 加强管道焊接施工质量的措施

5.1 焊条的选用及处理

从目前国际上焊接管道的趋势上看，很多国家焊接打底焊道时都采用纤维素

型焊条焊接，焊接其他焊道及盖面焊道时采用碱性焊条。实践证明，利用此种焊

接方案可使焊接接头质量得到提高。焊条中产生的水分是焊缝混进氢的主要原因，只有依照焊接标准和规范，积极做好焊前的一系列准备工作，才能减少失误现象，提高管道焊接质量，降低焊接裂纹的产生的几率。实践证明，采用纤维素型焊条

焊接打底焊道，焊接其他焊道及盖面焊道时采用碱性焊条，可使焊接接头的质量

得到提高，减少焊缝中氢的混入。对于钢管的净化工作主要是将焊接处钢管内部

表面的水分、淤泥、铁锈以及油污熔渣等杂质清除干净，清除的范围为焊接处

50mm 范围内。

5.2 人员设备控制

人员在施工中占有主导地位，施工人员必须具备相应的资格证书，在大型施

工前必须进行资格测试，通过后才能安排上岗作业。设备也必须可靠，并进行定

期维护保养，只有按照工艺规范要求的设备才能减少出现缺陷的可能性。

5.3 优化焊接技术

在管道焊接中，风、湿度等气候环境，会影响焊接质量，易发生管道焊接裂缝，对此，针对风力较大的恶劣自然环境地区焊接中，可以应用具有药芯焊丝进

行焊接，半自动下向焊接管道。该焊接方法，发挥着很好的抗风性能，同时在实

际中也被广泛使用。在焊接中，应该对焊接的质量引起重视，使用后退引弧法时，终端也应该利用弧坑填满，避免焊接裂缝发生。

6 结束语

综上，在焊接施工时，由于气候变化复杂，机械负荷也相对不够稳定，且在

施工过程中温度变化范围较大，这些因素给焊接施工质量带不小的影响。因此需

要施工人员严格按照焊接施工规范，把握管道焊接质量，确保管道焊接工程安全、顺利、按期完成。同时做好焊接项目的质量控制工作对提升管道施工质量、保证

管道安全的意义重大。