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高压管道焊接与质量控制研究

发表时间：2021/3/26 来源：《中国电力企业管理》2021年1月作者：张丽丽张敬国崔春梅王菲

[导读] 在管道焊接项目中，各个环节的作业紧密联系在一起，要保证焊接质量，相关焊接单位应当对焊接全过程加强控制，对于焊接人员的作业行为要严格规范，控制焊接流程，加强焊接作业的全过程监督和监控，从而提高高压管道焊接的质量和水平。

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摘要：在管道焊接项目中，各个环节的作业紧密联系在一起，要保证焊接质量，相关焊接单位应当对焊接全过程加强控制，对于焊接人员的作业行为要严格规范，控制焊接流程，加强焊接作业的全过程监督和监控，从而提高高压管道焊接的质量和水平。
关键词：高压管道；焊接；质量控制
        高压管道可以用输送可燃气体和液体等易燃易爆介质，同时，很多管道施工场地都比较狭窄，需要多个工种协同作业，管线之间呈现出交错状态。本文对高压管道焊接时易出现的质量问题进行了分析，提出了提高焊接质量需要采取的措施。
        1、高压管道焊接工艺的选择
        1.1高压管道焊接工艺特点
        很多高压管道都采用焊接前的预热以及焊接后的热处理，管道的材质多为不锈钢、碳钢以及铬钼钢等，管道的壁厚较大，需要较高的工作压力，空间布局十分紧凑，焊接作业场地有限，需要进行较高的无损焊接质量检测。这给焊接作业带来很大的难度，要求焊接人员具备较高的技术，避免出现焊接质量问题。高压管道的焊接可以分为预制焊接以及现场焊接，有取预制焊接的办法可以更好的保证焊接质量，减少焊接难度。
        1.2高压管道焊接工艺评定
        焊接工艺所应用到焊接母材和焊材、焊前的预热处理、焊接电流和电压数值、焊接，焊接速度控制以及热处理等应该与施工作业相同，从而可以有效的保烤焊接工艺参数可以更好的指导焊作业。焊接工艺评定应用到的实验室的现场环境要好于高压管道施工现场，很多焊接工艺评定只注重能否进行成功的焊接，没有对焊接效率提出更高的要求，只把焊接电流、电压尽量控制的较小，但焊接速度却没有改变，会使最大热输入线能量变小，而实际的进行焊接操作时会大于所选用的最大热输入线能量，管道的焊接质量就无法得到保证。
        1.2.1高压管道焊接方案的选择
        管道工程焊接施工方案可以根据高压管径的大小分别制定，对于管径＜50mm的，可以采用GTAW焊接技术，该技术具备较好热集中，电弧稳定性高、焊接变形较小，可以更好的保证管径较小的管道焊接质量。而位于50~500mm的管道壁厚都比较大，可以采用GTAW和SMAW焊接技术结合，或者FCAW和GMAW焊接技术结合的办法，可以在保焊接质量的同时提高施工效率，如果只采用GTAW焊接技术，焊接质量虽然要优化两种技术的组合，但是焊接施工效率却无法得到保证。而对于管径＞500mm的管道，应该在进行管道预制时利用SMAW焊接技术，这是由于该种焊接技术不能保证高压管道的单面焊双面成形焊接质量，应该在焊缝背面进行清根处理，在管道施工作业现场则无法进行有效的清根，管道的焊接质量就会无法得到保证。
        1.2.2焊接材料的选用
        高压管道焊接采用的材料应该具备出厂合格证和质量检测证书，化学成分和力学性能应该符合相关规定以及焊接设计要求。高压管道材质的不同需要选用不同的规格型号的焊接材料，从而更好的保证焊接质量。
        1.2.3焊接坡口的形式
        管道焊接的坡口形式比较多，选用科学合理的坡口形式以及尺寸是制定焊接工艺时重要的内容，会对管道的焊接质量形成较大影响，坡口形式和尺寸的不同会要求焊接工艺参数做出调整。
        2、对焊材进行科学的控制
        焊材的规格型号在制定焊接工艺时已经确定好，在焊接施工过程中也需要对其进行有效的管理，如果管理不到位就会出现焊材浪费、生锈、受潮等问题，可以从以下几个方面进行管理。
        2.1焊材管理人员
        焊接材料的管理人员应该具备足够的文化知识，并要对其进行专门的培经，经过考核合格方可以上岗，不可以让焊接操作人员或者其它工种临时对焊接材料进行保管。

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        2.2进行分级库存管理
        高压管道焊接施工所需要的焊接应该建立一级库和二级库，对于不同的焊接材料进行分类管理，并由库房管理人员做好焊接材料的出入库记录。
        2.3做好焊材烘干工作
焊接材料的焊干技术要求应该制定也图板挂在烘干间内，方便烘干操作人员按着标准要求进行烘干和保温。
        2.4做好焊材发放和回收管理
        可以根据先进的焊材先进行发放的原则，根据领料单据进行焊材的发放，并及时做好出入库记录，并做好回收管理，没有进行焊材回收的人员不得再次发放材料。
        2.5做好自查工作
        根据每个月分由焊接工程师对焊接材料进行检查，根据上述的多项内容进行严格的监督检查工作，应该重点关注焊材的库存量、烘干条件、出入库管理记录等，从而保证焊接材料可以进行科学管理。
        3.高压管道焊接过程控制
        3.1焊接施工之前的检查
        在进行正式的焊接作业之前应该对焊接工艺卡进行检查，查看是否有效并且能否适用、焊接操作人员的资格能否满足焊接作业要求、焊接材料的规格型号以及干燥程度、焊接设备是否可以正常运行、坡口形式和尺寸是否正确、是否采取了有效的防护措施等
        （1）程序文件的检查。焊接工艺规程必须要可以满足焊接施工的工作，不具备时效性的焊接工艺规程不得发放，否则会产生焊接参数不符的问题，高压管道的焊接质量则无法得到有效的保证。必须要加强对焊接文件的管理，新的焊接文件发布之后应该加盖印章，旧的焊接文件及时进行作废处理，由专门的管理人员建立文件发放的台帐，每个班组由专人对焊接进行管理和负责，凭借旧的焊接文件来领新发放的焊接文件，可以从根源上处理好错发焊接文件的问题。
        （2）焊接操作人员的资格。对焊接操作人员的检查应该确定焊工证书是否在有效期内，所焊的专业能否满足高压管径和壁厚的要求。应该由焊接工程师对其进行管理，在进行焊接作业之前，应该掌握焊接操作人员的名单，并对每个焊工的业绩和实际技术水平进行深入的了解，并以不同的班组配置焊接人员，并对班组进行焊接技术交底，防止焊接操作人员超资质施工的问题。对于高压管道焊接难度较高的问题，可以在焊接施工之前组织焊接人员进行模拟练习。
        3.2焊接过程中的质量控制
        （1）做好温度控制。焊接母材的预热温度和层间温度应该严格保证处在合理的区间内，15CrMo钢质管道的预热温度不应该＞180℃，层间温度保持在300℃以下。碳钢高压管道的层间温度应该控制在≤250℃，不锈钢管道以及镍基管道可以不对其进行预热，层间温度应该保证≤150℃。管径较小的高压管道的预热可以利用碘钨灯具，而管道较大的管道可以采取电加热的办法。层间温度控制时，在进行下层焊缝施工时，焊接之前应该进行三个测点的温度监测，当满足焊接工艺要求之后方可以进行焊接施工。对于需要进行热处理的合金钢管道、铬钼钢管，应该在完成焊接施工之后的30min内进行热处理，温度应该保证在300~500区间内。
        （2）做好线能量控制。焊接操作过程中，焊接电压、电流以及焊接速度应该严格遵守焊接工艺要求，防止焊接热输入大于规定的线能量。对于线能量进行控制，应该根据焊接工艺要求对焊机参数进行调整，对焊接设备电压和电流值进行检查，查看是否符合焊接设计要求，对焊接速度进行计算，当满足焊接工艺之后方可以进行焊接操作。
        综上所述，高压管道的焊接质量影响着介质的安全输送，应该做好焊接质量的管理工作，制定出科学合理的焊接工艺，选用性能先进的焊接设备，加强对焊接操作人员的技能培训，可以有效的提升高压管道的施工单位的竞争力。
参考文献：
[1]夏裕俊,李永兵,楼铭,雷海洋.电阻点焊质量监控技术研究进展与分析[J].中国机械工程,2020,31(01):100-125.
[2]何志刚,梁堃,周庆波,龚国虎,王晓敏.基于X射线成像的BGA焊接质量检测技术[J].电子工艺技术,2016,37(01):32-34+39.