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压力管道焊接缺陷成因及对策探索

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年7月上作者：刘震宇

[导读] 当前，我国国内的管道运输已拥有了空前的发展进度，作为五大交通运输业的其中一种运输手段，对工业生产具有关键作用，可以为我国国民经济的增加大有裨益。因此，对管道的维修和安装起到了非常重要的影响，对管道焊接的质量提升起到了关键作用。

天津市管道工程集团有限公司刘震宇 300041

摘要：当前，我国国内的管道运输已拥有了空前的发展进度，作为五大交通运输业的其中一种运输手段，对工业生产具有关键作用，可以为我国国民经济的增加大有裨益。因此，对管道的维修和安装起到了非常重要的影响，对管道焊接的质量提升起到了关键作用。建筑中管道的焊接仍然存在着非常多的问题，例如：建筑行业的网站很繁复，不简洁；建筑的稳定性很低；大型建筑的工作环境都是不满足现实的情况，往往受到外界因素比如自然环境的影响等。虽然我国拥有相对成熟的管道焊接的能力，这些技术程序主要包括根焊、填充、覆盖等，但是依然摆脱不了高压管道焊接中存在着质量不高的问题，所以高压管道的焊接质量的提高已经成为主要研究学者重视的内容。
关键词：压力管道；管道焊接；焊接缺陷；管道事故
        引言
        由于社会的飞速进步，压力管道应用更加广泛，因其焊接存在的缺陷，使压力管道的应用过程中依然有安全隐患，为减少压力管道存在的隐患，需提升其安装和运作、维修与检查标准，从根源上降低安全事故发生的可能性，并防止压力管道爆炸情况。压力管道安全事故的发生，是由于管道爆炸或管道漏气导致的安全事故占比最大，其关键因素是压强超高、管道严重锈蚀、高温或焊接效果不达标导致的管道泄漏。如上原因中，压强超高与管道严重锈蚀以及高温关键是因为运营阶段管控不良而导致的，焊接效果不达标通常情况下均由于施工过程中质量问题或未遵循规章制度对管道实行有效验收导致的。
        1压力管道焊接缺陷的成因
        压力管道所有部件中最关键也是最容易出问题的部分就是焊接点，任何一个焊接点都有极大的可能性对总体压力管道的承载力产生影响。所以，若管道焊接点有缺陷存在，就极易出现压力管道泄漏的情况，甚至导致安全事故的发生。进行压力管道焊接的过程中导致缺陷的关键因素为如下几个方面:管道出现裂痕、焊接不充分、焊接部位未完全融合、焊接面沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷、焊接中残留在焊缝中的熔渣以及焊接部位存在许多气孔等情况。此类情况通常肉眼不能完全发现，其在整体金属主结构内普遍存在，造成总体金属面遭到割裂，导致压力管道应力局部增高的情况出现。在介质内部压力的影响下对上述缺陷问题实行加压，导致基杆逐步出现裂缝，且逐渐加重成为肉眼可以观察到的裂缝，最后贯穿压力管道壁，造成管道泄露和管道爆炸的安全问题出现。所以，以压力管道的角度来看，焊接效果的优劣对压力管道的安全系数有直接的影响。
        2压力管道焊接缺陷原因的类型
        2.1错边和角变形
        错边和角变形是由于焊接时操作出现问题，错边和角变形主要出现在压力管道的组装过程，焊接面参差不齐，压力管道的边缘粗糙及角变形是不可避免的，但是错边和角变形造成压力管道的强度下降。错边和角变形会致使压力管道的承压集于一点，严重时，就会使得压力管道出现安全事故。
        2.2焊接气孔
        焊接气孔通常是实行压力管道焊接工作的阶段，因焊弧热而熔化成池状的母材部分中的部分气体在彻底固化前未能排除，最终残留在焊接缝内，产生了对应的空气空洞，且焊接气孔的形成途径较多。焊接气孔中残留的主要气体通常是H2或CO。针对焊接气孔的填充部位，通常情况下，均具有锈蚀痕迹或污染痕迹，焊接气孔产生的物理因素通常由于焊条未能实行完全烘干，因焊弧热而熔化成池状的母材部分的冷却速度高于预期。通常来讲，焊接气孔大部分散布于焊接缝接近管表面部位，同样属于导致高压管道外表面裂痕出现的关键因素。
        2.3焊接缝外表面形成的裂缝
        焊接缝外表面接触位置的原子结构形成了原子层面上的晶体中粒子之间存在着相互作用力影响，则在焊接缝外表面产生裂缝，形成对应的缝隙。

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此类焊接缺陷对压力管道来讲，属于非常致命的缺陷，由于此类焊接缺陷通常是压力管道破裂的主要原因。此类焊接裂纹的种类通常分为如下几点:结晶性质、液化性质、热应力性质、延迟性质、应力腐蚀性质、其它性质的裂纹等形式。
        3对策
        3.1焊材的烘烤
        烘烤的温度和时间在焊接工艺中是非常重要的步骤，焊接材料的烘烤时间和温度有着非常严格的标准和规范，在烘烤过程中，记录好时间或者是温度有着重要的意义，这样才能保证焊接过程中的温度不会出现忽高忽低的状况，如果在焊接过程中出现温度过高的情况，就会使材料在很大程度上发生氧化作用，使其过早地出现分离，从而管材的表面则会失去保护层的保护作用，相反，如果发生温度过低的状况，焊接材料中大部分的水分不会被完全释放掉，则会形成气孔或者是裂纹的状况，除此之外，烘烤的温度和时间也要进行配合，当然其中温度是较为重要的方面，因为如果烘烤的温度出现较低的情况，即使时间上有所延长，也达不到预期的效果。呈现酸性的焊条进行烘烤的温度大概维持在150℃～250℃，而碱性的则在350℃～400℃，同时进行保温1～2小时。正确地对烘烤温度的判断对于烘烤工艺也是尤为重要的，一般的烘烤箱或者是烘干箱所测量得到的温度指的是内部的温度。
        3.2未焊透或未彻底熔合的控制对策
        未焊透的问题通常发生于两类焊接模式，即手工焊接与自动焊接焊接面。对其实行处置的过程中，若发现问题的部位处于允许标准范围，则不需要进行返修工作。未熔合的问题通常会形成于焊接缝的金属与破口相交位置，此时，最佳模式即实行补焊工作，防止意外情况的发生。焊接原料对总体压力管道的焊接效果和整体质量作用巨大，所以需采用符合标准的焊接原料，以确保压力管道质量。
        3.3焊接裂纹情况的控制对策
        焊接裂纹属于压力管道焊接缺陷中常见的缺陷，同时是对压力管道危害严重的缺陷。常用的处置方式如下：第一，全部距离管道外表面较近的裂纹均对其实行打磨解决；第二，若管道裂痕自身的尺寸超出标准范围就要应用补焊模式实行处置；第三，若能够确保压力管道自身应用的安全性，则保留部分细微裂纹，以对裂纹的发展原理实行记录分析，确保之后发展趋向的可靠数据，取得安全隐患的发展趋向且研究预防对策。
        3.4错边及角变形对策
        在上述中我们知道错边和角变形是不可避免的，要想对其进行消除是非常复杂及困难的。因此，我们只能预先实施措施并进行防范，压力管道安装和施工的时候严格执行压力管道的相关制造标准，确保每道对口的错边及角变形始终限制在制造条件允许的范围之内，杜绝其误差累积，以此来做到即使压力管道错边及角变形会形成较高的应力，但不会对压力管道承压的能力产生严重的影响，不会对压力管道的安全性产生问题。
        结语
        综上所述，压力管道的焊接环境非常复杂，有时还会涉及到高空作业，但是同时对质量的控制还非常高，管道的焊接工艺是一环接着一环的，相互结合，一旦中间的环节出现了任何问题，都会导致整体的完成效果，焊接时压力管道施工中的关键环节，直接关系着工程的安全和制造，因此，必须在人员、工艺或者是所运用的设备方面进行严格的控制和管理，有针对性地采取策略，确保焊接工作高质量的完成。
参考文献
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