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浅谈大口径长输管道全自动焊接质量控制措施

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李川

[导读] 摘要：近年，我国因焊口质量不合格造成天然气管道泄漏、爆炸的事故频发，造成了恶劣的影响，焊接质量的提高已是迫在眉睫。

        中油（新疆）石油工程有限公司新疆克拉玛依 834000
        摘要：近年，我国因焊口质量不合格造成天然气管道泄漏、爆炸的事故频发，造成了恶劣的影响，焊接质量的提高已是迫在眉睫。
        目前我国新建的大口径长输管道大部分采用全自动焊接。全自动焊接应用前景广泛，质量稳定，受人为因素影响较手工焊接、半自动焊接小。但全自动焊接质量要求高，焊接参数要求高度稳定，焊接过程受坡口加工、管口除锈、管口组对错边量、根焊前预热温度、层间加热温度、焊缝外观、焊后错边量、焊缝余高、焊缝宽度、焊材质量及焊接环境等诸多因素影响，一旦出现缺陷则是大面积缺陷。综上所述，为了适应长输管道市场趋势，必须对全自动焊接质量控制措施进行研究，提高全自动焊接质量，方可在今后施工过程中有效提高焊接效率和合格率。
        关键词：全自动焊接质量控制措施长输管道
        一、大口径长输管道全自动焊接的发展趋势及质量控制措施研究的必要性
        全自动焊接方式质量稳定，焊接质量受人为因素影响较手工焊接、半自动焊接小，且全自动焊接焊接速度快、效率高。综上，全自动焊接在后续国内长输管道，尤其是大口径长输管道具有非常大的市场空间，将成为主要的焊接方式。
        但全自动焊接对质量要求非常高，焊接参数要求高度稳定，一旦出现缺陷则是大面积缺陷。因此研究出成熟的大口径长输管道全自动焊接质量控制措施对于在今后施工过程中提高焊接效率和合格率具有重要意义。
        二、大口径长输管道全自动焊接质量控制所面临的难题
        选取5000道φ1422mm全自动焊接焊口作为基数，进行了各项质量检查，对检查项目、存在问题数量与产生的后果进行统计分析，代表性数量充足，充分反映出焊接质量问题的集中点并得出有效结论，大口径长输管道全自动焊接质量控制所面临的难题主要有四点。一是坡口加工尺寸不符合要求，画AUT检测线过程中划伤坡口，导致焊接过程中出现未熔合，造成返修，影响管道使用寿命。二是管口除锈不彻底，未显现金属光泽，导致焊接过程中出现未熔合，造成返修，影响管道使用寿命。三是焊接工艺参数不稳定，如电流、电压、电弧、送丝速度、焊接速度等，导致焊接过程中出现未熔合、未焊透、气孔等缺陷，造成返修，影响管道使用寿命。四是中俄东线焊口存在的质量问题中，43%属于焊缝外观质量不合格，主要为焊缝余高超高，容易造成返工，影响工效。
        三、针对大口径长输管道全自动焊接质量控制所面临难题进行原因分析
        从人、机、料、法、环五方面着手，认真分析了坡口加工质量、管口除锈、加热温度、焊接工艺参数及焊缝外观质量的影响因素，共确定了18条原因：技能培训不足，质量意识差；机组管理人员及操作人员责任心不强；三检制落实不到位；坡口机刀头参数设置错误；管材椭圆度超标导致坡口加工不合格；画AUT检测线时损伤坡口；管口除锈不符合要求，未显现金属光泽；雨、雪天气未在除锈前进行除潮，导致返锈；焊材存在质量问题；焊材存放条件影响材料性能；管口组对错边量和组对间隙不符合工艺规程要求；根焊前预热温度不足；根焊过程风速过大；层间加热温度不足；焊接过程参数不稳定；层间焊接过程风速过大；计量器具不满足要求；焊缝外观质量不合格，主要表现为错边量、焊缝宽度、焊缝余高超标或出现咬边。
        四、大口径长输管道全自动焊接质量控制具体措施
        1、管材椭圆度不良，坡口机参数设置错误导致加工出的坡口不满足焊接工艺规程要求；或者画AUT检测线过程画线器损伤坡口。措施如下：
        （1）加强管材入场验收。管材入场时对管材椭圆度进行检查，椭圆度不达标的管材不予接收。
        （2）加强坡口加工三检制的落实力度。对加工出来的坡口尺寸及时进行检查，发现不符合要求及时调整坡口机参数。
        （3）定期或不定期更换AUT检测线画线器。AUT检测线画线人员应认真检查画线器是否损伤坡口，发现画线器出现损伤坡口应立即进行坡口，并对出现损伤的坡口进行重新加工。
        2、管口除锈未显现金属关泽，雨雪天气未进行除潮导致除锈后出现返锈现象。措施如下：
        （1）加强操作人员培训，提高质量意识，经考核合格后再上岗。加强坡口机除锈操作人员和人工除锈人员的培训，提高其质量意识。
        （2）在雨雪天气施工时，先加热除潮再进行除锈，严格要求除锈人员在除锈前必须进行除潮。

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        3、焊材存放湿度过大，导致焊材质量出现问题，最终影响焊接质量。措施如下：
        （1）选用焊材库时选择环境干燥的房间作为库房。雨季湿度过大时在库房使用除湿机进行除湿，在库房配备温湿度表监控环境湿度。
        （2）加强施工现场的焊材管理，保证焊材随用随取。
        4、管口组对错边量和组对间隙超标。措施如下：
        （1）加强三检制的落实力度，加强组对质量检查。
        （2）每天班前会，操作人员进行技术讨论交流和质量意识强化，提高工艺技术和质量意识。
        5、根焊前预热温度不足，风速过大。措施如下：
        每天班前会，操作人员进行技术讨论交流和质量意识强化，提高工人技术和质量意识；加强三检制的落实力度。
        6、层间加热温度不足，焊接过程风速过大。措施如下：
        （1）要求必须按照工艺规程进行加热。
        （2）填盖焊接作业必须在防风棚内进行。
        7、错边量、焊缝宽度、焊缝余高超标或出现咬边。措施如下：
        （1）加强盖面焊工的培训，要求焊缝外观质量必须符合工艺规程要求。
        （2）为盖面焊工配备焊检尺，盖面完成后立即进行自检，发现问题及时整改。
        五、大口径长输管道全自动焊接质量控制具体措施落实效果总结
        通过严格落实一系列行之有效的措施，大口径长输管道全自动焊接质量控制取得实际效果，对提升焊接一次合格率、应对极端天气、人员培训、经济效益、社会效益等都有积极意义。
        （1）通过加强管材验收、坡口工培训，定期或不定期更换AUT检测线画线器，有效的保证了坡口加工的质量，坡口加工合格率达到100%。
        （2）通过加强除锈操作人员的培训，提高其质量意识；在雨雪天气施工时，先加热除潮再进行除锈，保证了管口除锈质量，对后期的冬季施工起到很大的指导作用。
        （3）通过加强对组对管工的培训和组对质量检查，组对造成的质量问题已经得以避免，在后续的施工中，未发生因组对质量问题而产生的割口或者返修。
        （4）通过加强焊工培训，对全自动焊接作业全过程进行监督检查，充分利用智能工地系统对现场预热、层间加热、焊接参数等关键工序进行重点控制，保证了根焊前预热温度达到100℃～150℃，层间加热温度达到60℃～150℃，大大的减少返修口的数量。
        （5）社会效益：焊接合格率大幅提升，对市场开发具有深远影响，同时，为提高合格率采取的一系列技术措施将成为成熟可借鉴的范本，对稳定和提高全线焊接合格率有深远影响和重大意义。
        积极效果有：一是对焊接全过程管理人员、操作人员进行培训，培训出了具备更高专业素质的施工人员。二是行之有效的操作措施，提高了焊接质量，保障了长输管道长远的安全，有效降低风险。三是质量的提高，带来实在的经济效益，推动工程提质增效。四是高质量建设对公司市场开发等带来积极影响。
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