刍议长输管道施工的焊接施工工艺及焊接缺陷防治

发表时间:2020/5/14   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:帖英喆
[导读] 摘要:伴随市场经济的繁荣发展,各类长输管道工程施工屡见不鲜。
        陕西建工安装集团有限公司  陕西西安  710000
        摘要:伴随市场经济的繁荣发展,各类长输管道工程施工屡见不鲜。而长输管道施工中的焊接施工也成为相关人员的重点关注内容。如何提高长输管道焊接施工质量水平,从根源消除安全隐患成为专业施工人员致力探究的新课题。为此,全面探究长输管道施工中的焊接施工工艺与焊接缺陷防治具有重要意义。
        关键词:长输管道;;焊接施工;施工工艺;缺陷防治;
        长输管道施工多应用到原油、燃气、给水、供热及排污等管线工程中。长输管道施工对于提升传输介质应用质量与安全性具有重要作用。本文论述了长输管道焊接技术特点与应用要点,介绍了长输管道焊接缺陷,并且提出了缺陷防治措施,旨在为业内人士提供有价值的参考意见。
        1.长输管道焊接技术的特点
        1.1 管道距离长,焊接环境复杂
        由于长输管道距离较长,因此管道焊接场所也不是固定的。在长输管道焊接过程中,往往需要面临不同的地质地貌、气候环境与自然环境。而不同的环境,对焊接工艺的标准要求也不同,这在一定程度上加大了焊接施工的难度。
        1.2 管道承压值高,管壁厚度大
        通常来说,长输管道输送的都是易燃、易爆、易腐蚀的介质,且输送距离较长。为提高输送介质应用质量与安全性,要求管壁厚度与承压能力必须达到标准要求。同时,根据管道材质与规格特征,选择适宜的焊接施工工艺,保证整体施工质量。
        1.3 社会环境与人文环境影响程度大
        不同地区的人口基数不同,对长输管道的需求,以及管道焊接质量的标准要求也各不相同。结合南水北调工程与西气东输工程可知,北部地区和东部地区的长输管道焊接施工质量保障难度较大,且投资成本更高。而这与区域的社会环境与人文环境存在直接联系。
        2长输管道焊接工艺的应用要点
        2.1手工电弧焊工艺应用要点
        按照焊接方向与焊条类型差异,可将手工电弧焊工艺划分为如下四类:低氢焊条上、下向焊、高纤维素焊条下向焊和组合焊。现阶段,高纤维素焊条下向焊是我国长输管道施工中应用频率较高的焊接工艺形式。该类焊接工艺具有电流大、速度快、适用范围广、合格率高等优势特征。低氢焊条下向焊以低氢型焊条药皮作为主配件。与高纤维焊条下向焊工艺相比,低氢焊条下向焊工艺形成的焊缝的抗低温韧性更强,适用于低温环境和高腐蚀性环境。低氢焊条上向焊工艺具有抗冷冽能力强的特点,适用于管径小,且管道接头不规则的长输管道施工。
        组合焊,顾名思义,是指各类焊接方式的搭配使用。组合焊工艺集合了各类焊接方式的优势特征,能够充分保障整体焊接施工质量,具有极大的推广应用价值。
        2.2半自动焊工艺
        半自动焊工艺主要包括药芯焊丝自保护半自动焊接技术和CO2气体保护半自动焊接方式。其中第一种工艺能适用于各种位置的焊接,药芯在高温下分解出的大量气体能保护电弧和熔池,所以特别适合于室外有风条件下的作业。CO2气体保护半自动焊接方式成本比较低、焊接效率和质量较高,可应用于全位置单面焊双面成形的打底焊,但是缺点是现场需要有防风设施。
        2.3自动焊接工艺
        自动焊的最大优势在于对坡口的设计上,即在保证接头性能和节省焊材的基础上对坡口进行了最优化的设计。主要介绍两种工艺:
        (1)内焊机封底和外部自动焊机填充盖面内焊机是我国针对西气东输工程从国外引进的根焊专机,在管口周围一般都有4-6个焊炬,对接之后可以同时进
        行焊接,大大提高了封底的速度,而且这样封底之后成型很规则。但是设备非常复杂,在施工焊接过程中出现故障的概率很大,这就需要有足够的配套装置和专业的维修保护人员。同时,内焊机适用的管径范围小(只能在沙漠、戈壁发挥性能),因此这种工艺的推广被限制。
        (2)带内衬垫对口器外部管道自动焊这种工艺中,单、双焊炬自动焊机都可以应用其中,这类工艺有很多优点:设备简单易操作、故障率低、适用范围广等。在很多管道的施工上得到了应用,特别是海洋管道。


        3长输管道焊接施工常见缺陷
        3.1 气孔缺陷
        在长输管道焊接过程中,由于熔池内气体未在金属熔化凝固前逸出,使得管道内部形成气孔。不同焊接工艺所形成的气孔形态不同。导致气孔的原因主要包括如下四方面:①坡口与焊接材料的清洁处理不到位;②焊接电流与电压不稳定;③焊接速度不均衡;④焊接保护措施不合理。
        3.2 未焊透
        未焊透属于开口性缺陷。未焊透不仅会缩小焊道有效面积,还会导致应力集中现象。导致未焊透缺陷的原因如下:坡口加工不规范、角度过小、钝边过厚、间隙不足等。
        3.3 夹渣
        夹渣是指长输管道焊缝内沉积的熔渣。夹渣的成因如下:填充过程中,上层焊道的熔渣清理不到位,使得点状或条状熔渣掉落到焊缝中。针对长输管道来说,在盖面填充时,焊接设备突发故障,也是导致夹渣的重要原因。
        4加强长输管道焊接施工质量的措施
        4.1气孔缺陷防治措施
        为降低气孔产生的概率,严格控制焊接过程。首先需要对焊接的电路进行仔细检查,确保使用电源电压的稳定,包括使用的减压表、加热器、流量计等相关的仪器设备的检查。其次,焊接的过程中,控制好焊接的速度,不要过快也不要过慢,尽可能与实际需求相协调。焊接的过程采取适当的保护方式,考虑焊接过程中需要注意的事项,并根据这些注意事项采取合理的保护方式。
        4.2 焊条的选用及处理
        现阶段,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。
        4.3未焊透缺陷控制措施
        未焊透缺陷在长输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长输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。
        4.4 强化长输管道上“夹渣”清理工作
        为对长输管道上的“夹渣”问题进行清理,工作人员应该展开细致、认真的清理工作,对长输管道上的杂物进行有效的清除,确保长输管道在投入使用之后,其焊接口以及其他的管体部分,受力情况可以更加的均匀化,从而降低管道的磨损问题,确保能源运输的安全性。与此同时,为避免长输管道的焊接口出现氧化、腐蚀的问题,在对其进行清理工作时,需要对管道上覆盖的油脂进行清理,并尽可能提升管道外壁的光滑度,延长其使用年限。最后,长输管道的钢管对口间隙问题,对于长输管道的质量以及其结构的稳定性,有着较为深入的影响,技术人员应按照相关标准,对管道的钢管对口间隙进行调整,避免管体出现焊瘤、融化不良、未焊透等情况。
        5结束语
        综上所述,伴随宏观经济的繁荣发展,各行业对能源的需求进一步扩张。长输管道作为能源传输的重要工具,对管道焊接工艺也提出了更高的标准要求。为此,相关人员要进一步明确长输管道焊接工艺应用要点,并采取规范合理的焊接缺陷防治措施,从而提升焊接质量水平。
        参考文献
        [1]刘晓军.长输管道现场施工问题的研究[J].化工设计通讯.2018(12).
        [2]杨锦辉.长输管道安装施工焊接质量控制[J].化工管理.2018(35).
        [3]杨宇.长输管道施工中的常见问题与解决措施探析[J].全面腐蚀控制.2019(06).
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