长输管道焊接质量的控制

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第7期   作者:吴恒威
[导读] 本文对长输管道焊接缺陷及其产生的原因进行阐述,提出焊接质量的控制方案,以供参考。
        摘要:焊接是长输管道施工质量管理的关键因素,受焊接工人、设备、材料、工艺和现场工作环境等因素的影响,因此管道焊接质量流程管理更加困难。鉴于此,本文对长输管道焊接缺陷及其产生的原因进行阐述,提出焊接质量的控制方案,以供参考。
关键词:长输管道;焊接;质量控制
引言
随着我国能源需求的不断增加,长输管道的安全运行是保证人民生活水平的重要因素。由于输送介质的特殊性,长输管道运输过程中的事故会造成巨大的经济损失和环境污染。管道焊接的步骤包括根焊、热焊、填充、盖面,在长输管道的焊接施工过程焊接质量的控制,对管道的全生命周期运行至关重要。
1常见的管道焊接质量缺陷
1.1气孔缺陷
气孔缺陷是焊接时有残留气体形成空穴,主要分为圆形缺陷和条形缺陷两种,多产生在填充和盖面环节。焊材的受潮、焊接前的预热及防风不到位是导致圆形缺陷的主要原因。焊接时前层焊接清渣不彻底,焊接移动速度过慢往往会造成条形缺陷。
1.2内凹
内凹是指焊道向外凹进的现象,内凹主要发生在根焊阶段。根焊时焊口对接间隙过大、根焊道过宽、焊条角度与焊接位置不对应等因素是造成内凹的主要原因。
1.3烧穿与未融合
烧穿是指焊接时将前面焊道烧穿的现象,主要发生在热焊阶段。造成烧穿的主要原因有:焊接电流过大、焊接速速度过慢、焊接停留时间过长等。与之相对应的,焊接电流过小、速度过快则会产生焊接未融合的现象。
1.4内咬边
内咬边是指焊缝母材上被电弧烧出凹槽的现象,主要发生在根焊阶段,焊接电流过大、焊接是运接焊条不当、电弧过长等因素是产生内咬边的主要原因。
2长输管道焊接质量影响因素
2.1焊工
管道焊接员的工作技术未达到一定水平,或者管道焊接缺乏责任感,这可能是管道焊接后焊接质量缺陷多或少的原因。而且管道焊接的许多质量缺陷很难检测。管道操作容易带来很多风险,因此,如果在后续管道操作中发现焊接质量问题,处理难度会很高,成本投入也会很大。
2.2焊材
在管道焊接中,焊接材料中含有许多化学成分,焊接材料的质量也会直接影响管道焊接。如果焊接材料质量不合适,则在管道焊接区域,材料动力学不符合标准,或者存在质量风险,例如可能直接影响管道工作的部分应力集中。在管道焊接中,焊接材料质量必须符合相关规范,材料采购代表必须集中精力管理焊接材料质量、检查和审查材料。不合格焊接材料避免进入施工现场,威胁施工质量。
2.3工艺规程
管道焊缝的要求有相关国家标准和行业标准,规定了管道焊接所有方面的技术参数,并直接与焊接效果和质量相关。此外,必须在正式执行焊接操作之前完成对施工单位制定焊接工艺的评定标准,如果焊接工艺满足相关要求,提交焊接工艺评定,创建评估报告定,必须创建焊接工艺规程,按规定开展施工工作。
2.4施焊环境
长输管道的现场焊接工作受气候条件的限制。低温会导致焊接区域急剧冷却硬化出现裂纹;空气湿度高的话,湿气中的氢会侵入焊接区域,从而产生裂纹、孔隙等缺陷。
2.5焊机
焊接机型号与工艺的协作、焊接的电流和电压是否稳定、焊接机电流的调整效果以及监控设备是否有效等都对焊接质量有很大影响。
3长输管道焊接质量的控制措施
3.1焊工方面
施工开始前,应统一组织焊工在焊接试验训练中心进行诱导资格考试,授权通过评估评估的焊工焊接本项目许可的项目。施工管理人员经常检查现场焊接工作情况,并及时要求负责人对发现的违焊工作现象进行纠正或返工。同时,通过经济奖励激励技术高超、负责任的焊工,对工作不负责,或者对不合格焊工反复发生的经济处罚或更换。同时,监理和建设方也需要经常对焊接工进行现场检查和焊接资质检查,防止弄虚作假的事件发生。


3.2焊材方面
在材料方面,由设计部门和监督单位选择符合本项目管道焊接的部分焊接材料的品牌和型号,购买焊接材料时经材料质量检查员和监督员的双重检查,并交付给相应的检查机关确认参数是否符合相应规范和标准。在管道焊接的实际施工中,建设方应建立和改善物料发放和回收系统,对温度和湿度等存放条件也有明确的规定,建立焊接材料库,监督现场的焊接材料情况,如果发现不符合要求的焊接材料,则需要及时清除。
3.3施焊环境方面
在湿度较大的环境中进行焊接施工,应集中精力调整施工环境,及时覆盖准备好的防尘膜。如果检测到环境湿度超标,必须在地板上铺上板膜,在管道焊接车间铺上厚厚的毛毡,防止地面湿度对管道焊接的影响,并在挡风口的进气口里放些干锯,以防止湿度超标。另外,在挡风玻璃上要安装除湿器,以保证仓库内的干燥度。管道焊接之前,必须把焊料附近的水擦干净。整个管道焊接不能一口气中断工作,管道焊接必须当天完成,如果当天无法完成焊接工作,则必须完成管道壁厚的一半。
在温度较低的环境进行施工,应从合理安排施工时间、防风、提高预热温度、保证焊接温度、焊后保温等方面进行技术保障。工作环境必须大于5℃方可进行焊接,故施工时间要根据天气情况及一天的高温时段进行统筹安排。若环境温度不满足,则必须采取防措施,首先冬季焊接需加设防风棚,在焊接的全过程周期内,在防风棚的小环境中升高温度,保证符合焊接工艺要求的温度。在焊前预热方面尽量采用环形加热器进行加热,若采用液化气加热则加热温度可略高于规范温度。低温环境焊接要在焊后采取保温措施,常用的做法是包裹经烘烤后温度高于80℃的石棉被,并覆盖毛毡,直至焊接温度与环境温度相同。
3.4工艺规程方面
    针对焊接施工中使用不同型号的焊接材料以及壁厚不同的管道,建设单位应编写专门的《焊接工艺规程》,并下发给各个施工部门,开工前,要求施工单位的管理人员组织全部焊接工学习操作规程;施工时,首先要求施工单位的每个焊接部队施工焊接试验区,严格按照质量检查标准和规范组织焊接工作,进行焊接质量自检互检专门检查活动。
3.5设备方面
对于焊机及其配套措施的入场,一方面施工和监理单位要进行严格的手续报验,检查机械的标牌、功能是否正常等情况,谨防“低、老、坏”现象发生;另一方面,在日常的使用过程中,施工单位要进行定期的维护和保养,降低设备故障的概率。
3.6检测技术的应用
焊接后的质量检查,除日常施工单位、监理单位自检和建设方的现场抽检外,无损检测技术是确认焊接质量的重要方式。在工程上,管道焊缝的无损检测主要包括射线检测和超声波检测两种方式,射线检测的优点在于可以检测平面上的缺陷因素的大小的性质;超声波检测穿透能力强,在焊接深度上的缺陷有着较好的识别,两种方法的综合使用广泛应用在焊接质量评定方面。
结束语
随着使用管道使用年限的增加,管道焊缝质量逐渐成为影响管道安全运行的重要因素。焊接是管道工程建设中最重要的,也是工作量最大的一个环节,焊接质量的好坏直接影响管道的运行安全和国家能源的保障。做好焊接质量的控制要从人员、设备、材料、环境、工艺、检测等多方面综合考虑,任何一方面的不规范都可能对整体工程质量和安全产生影响。
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