压力管道焊接技术与质量控制探究

发表时间:2020/12/3   来源:《科学与技术》2020年第21期   作者:杨欢
[导读] 焊接技术对压力管道的安装质量有着直接影响,由于压力管道输送的介质具有高温、高压、有毒、易燃、易爆等特性,一旦出事,将会导致灾难性的危害
        杨欢
        宣城市特种设备监督检验中心  安徽省宣城市  242000
        摘要:焊接技术对压力管道的安装质量有着直接影响,由于压力管道输送的介质具有高温、高压、有毒、易燃、易爆等特性,一旦出事,将会导致灾难性的危害,只有做好焊接工作才能保证管道的运行安全。本文对压力管道焊接技术要点进行分析,并结合实际工作中发现的问题,进行探究以便提高压力管道焊接技术的质量措施。
        关键词:压力管道;管道焊接;焊接技术;质量控制
        引言
        压力管道安装质量直接影响着整个工程的运行安全,而焊接技术又是压力管道施工中的核心部分,不仅要确保管道管件质量安全,而且还要确保焊接部位的质量安全。压力管道焊接与普通管道焊接不同,由于压力管道运行中内部承载巨大压力和冲击力,因此焊接部位必须要有足够的强度,焊缝表面也应平整光滑,同时具备一定的防腐性能。为了能够保证压力管道安装质量,要全面加强压力管道焊接管控工作,确保每个施工流程都符合工程建设标准,确保压力管道投入使用的安全。
        1压力管道焊接技术
        1.1定位与组对工作
        压力管道的焊接是一项非常系统且复杂的工程,在压力管道的焊接前,应该科学的做好准备工作,充分规划,以便更好地提升焊接效率。在正式焊接前,首先要为焊接工作选取合适的焊接工艺,如果没有适用的焊接工艺,则须重新制作焊接工艺评定报告。其次是选择合适的焊接接头,在条件允许的情况下应优先选用对接接头,从根本上保证间隙、坡口形式及钝边大小之间的规格匹配,依托这一科学的形式,能够在很大程度上保障焊接质量。在压力管道的焊接过程中,要做好精准的定位及组对工作,在这项工作中要严格管理它的缝隙及错变量,避免因缝隙过大、错变量超标而影响焊接质量,同时也要规避接口组对中可能存在的问题,如腐锈、油污的影响,从源头上做好焊接准备工作。
        1.2填充层的焊接
        填充层是构成压力管道焊接的重要组成部分,为此在进行焊接之前,焊接人员要对填充层进行灰尘清理,确保压力管道焊接部位的整洁与干净。之后在进行焊接施工的过程中,焊接人员应当严格控制焊接参数、焊接速度。一般采用双侧慢、中间快的方式进行摆动焊条操作,这是为了确保管道的顺滑度。与此同时,在焊接管道时,焊接作业人员要尤为注意夹角现象的出现,以此减少夹渣、气孔等问题的产生。另外,在摆动焊条的过程中,亦要注意操作动作的均匀性。并采用精细短小的电弧线进行作业,进一步提高溶池的温度,同时有效消除残渣和气孔等问题。
        1.3盖面层面及封底层面
        在压力管道的焊接过程中,同上述打底层的焊接工艺类似,在这一环节的焊接过程中,即要保障焊接技术的合理有序和科学先进,同时还要整体提升焊接工程的质量。在焊接过程中,除保障焊接质量外,还应该采用均匀性的焊接手法,以此来保障焊接面的整体美观,避免出现不同程度的焊接问题。在压力管道的焊接过程中,封底层面同样是非常重要的。依托这一焊接工序,能够有效保障压力管道的整体使用质量,同时还能够在很大程度上提升压力管道的使用安全,避免出现一系列问题。
        1.4压力管道的焊接检验
        首先,要熟练掌握施焊材料的工艺性能,做好施焊前的准备工作,既要检查焊接所使用的焊条、焊丝和焊是否满足焊接工艺评定要求,是否与设计要求相符合,又要严格按照焊条、焊丝和焊剂使用说明要求对焊材进行使用管理。还有就是要对焊接现场做好保护工作,以免受到天气因素的影响。其次,要确保焊接起弧和收弧位置处的质量,在收弧时应对弧坑进行填满处理。确保对接焊缝与螺旋焊缝之间的连接位置处的平滑程度,防止应力集中在一起。再次,当完成焊缝工作后,需要对飞溅物、药皮以及焊渣进行及时清理,并全面性的检查焊缝的表面质量,不得有表面裂纹、咬边、未填满等缺陷,余高须控制在规范要求范围内。最后,当焊接工作结束后,须按照设计规范要求采用无损检测的方法来判断焊缝的焊接质量,对不合格的焊缝因按规范进行返修,若有热处理的要求,还须按规范要求进行热处理。
        2压力管道焊接常见缺陷
        焊缝缺陷可分为表面缺陷和内部缺陷,常见的表面缺陷有表面气孔、未熔合、咬边、焊瘤、凹坑及表面裂纹等,内部缺陷主要有气孔、夹渣、夹钨、未焊透、未熔合、裂纹等。无论是哪种缺陷将对管道系统都存在一定程度的危害,轻者会降低焊接接头部位力学性能并缩短管道的使用寿命,重者会发生断裂,导致灾难性的事故。简而言之,焊接缺陷的存在所带来的隐患和危害是不可估量的。


        2.1、气孔是在焊接时,熔池中的气泡在凝固过程中未能及时溢出而形成的,它不仅削弱了焊接接头的有效工作面积,同时还会带来应力集中,从而降低了接头的强度、塑性和疲劳强度。究其原因,主要是在冶金过程中因焊条药皮、母材表面油污或锈斑发生化学反应而导致,其次是在焊接工艺上,如焊接规程、电流种类、操作因素等未严格控制而产生。气孔降低了焊缝金属的塑性、韧性和弯曲性能,严重的气孔可造成应力集中,发展成为裂纹源。
        2.2、夹渣和夹钨统称为夹杂物,夹渣主要是有一些氧化物、氮化物或熔渣混入了熔融金属中,而夹钨则是由于钨极氩弧焊中的钨极烧损,钨极触及熔池或焊丝剥落熔入焊缝中而形成,夹杂物不但降低了焊缝的塑性和韧性,而且其尖角处往往会产生应力集中现象,尖角顶点甚至会形成裂纹。
        2.3、未熔合是由于焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合而形成的,未熔合是一种面积型缺陷,减小了承载截面积,应力集中现象严重,其危害程度仅次于裂纹。未焊透则是因为母材金属之间没有融化,焊缝金属没有进入接头的根部而形成的,导致焊接接头承载面积减小,易产生应力集中,对接头的强度、疲劳性能影响很大。
        2.4、裂纹是焊接中最危险的缺陷,按照裂纹产生的时间和温度不同,可将其分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹,它不仅削弱了接头的承载能力,使接头强度下降,而且还因裂纹末端的尖锐缺口造成应力集中,成为各种断裂的断裂源,产生严重破坏。
        2.5、焊缝成形后,外观出现一些明显的形状缺陷,如咬边、焊瘤、根部内凹、弧坑、电弧擦伤、飞溅、余高过高等,这类缺陷形成的焊接部位表面几何不连续,从而导致局部应力集中,在经受连续交变载荷的作用下,尤其是对一些特殊的敏感材料,很容易形成裂纹的源泉。因此对焊缝表面的不连续性缺陷须将其打磨光滑。
        3压力管道焊接质量控制措施
        3.1做好前期准备工作
        在正式开展焊接施工作业前,要编制焊接作业指导文件,规范施工人员行为,很多富有经验的焊工存在“经验主义”思想,增加了焊接质量隐患。同时,根据压力管道工程实际情况,制定焊接方案,并根据方案内容对施工人员、技术人员展开培训、考核,必须要全面掌握整套的工艺流程和质量标准。提前准备好施工材料,做好质量检查,对租赁或购买焊接设备,做好调试工作。
        3.2构建完善的焊接质量管理机制
        在压力管道的焊接过程中,焊接工作是系统且复杂的综合性工作,焊接面比较广,焊接流程较为复杂,为更好地提升焊接质量,必须积极构建全方位、全过程的质量管理机制,以保障焊接质量,提升焊接水平。一方面,在压力管道的焊接过程中,应该积极构建科学全面的焊接质量管理体系,从源头上来保障焊接质量,从根本上来规范焊接工序。特别是在每一个环节中,要落实科学必要的焊接质量管理方法,充分全面做好焊接管理。另一方面,在压力管道焊接的质量管理过程中,还应该落实科学全面的奖惩体系,不断提升焊接人员的质量意识。
        3.3焊接设备的质量控制
        焊接设备的优劣,在很大程度上会影响压力管道焊接工程的质量问题。一般来说,压力管道所使用的大小型焊接设备主要有各类型的焊机、焊条燥干设施、焊缝热处理设施等。以上列举出来的焊接设备,通常都是直接被应用到压力管道施工工程中,对此要求必须选择符合焊接要求且自身性能优良的焊接设备,以确保管道焊接施工工程的稳定性与高效性。最后,由于电流表和电压表等设备也会间接影响管道焊接工程的质量问题,对此只有确保各种电表设备的精密度,才能保障管道工程的施工精度,要求工作人员必须做好电表的定期维修工作,在发生故障时及时处理,这样才能建立起良好的管道焊接施工质量管理体系。
        结语
        综上所述,由于压力管道的安装质量会对压力管道的使用时间有着直接影响,所以在压力管道安装中必须要控制好焊接质量。造成压力管道焊接质量的因素有很多,比如焊接工艺、方法、环境、材料以及焊接作业人员能力等,在工作中还需要结合压力管道焊接技术要求,强化设备、人员、材料等方面的管理。
        参考文献
        [1]闫卫东.浅谈压力管道焊接技术与质量控制[J].冶金与材料,2018,(4).
        [2]罗玉娟.压力管道焊接技术与质量控制分析[J].科学技术创新,2017,(29).
        [3]常智.压力管道焊接技术及质量控制[J].化工管理,2016,(21).
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