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压力管道焊接缺陷成因和解决措施

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：陈福忠

[导读] 近年来，我国管道运输飞速发展，焊接技术的应用也逐渐广泛起来，其应用在如航空航天、交通运输、机器制造等几乎所有的工业化领域，为我国国民经济的增加大有裨益。

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摘要：近年来，我国管道运输飞速发展，焊接技术的应用也逐渐广泛起来，其应用在如航空航天、交通运输、机器制造等几乎所有的工业化领域，为我国国民经济的增加大有裨益。压力管道的运输与管道的安全检测成为当前的重中之重，对于压力管道的维修和安装有着重要的影响，对压力管道焊接的质量提升起到了关键作用。
关键词：压力管道; 焊接缺陷; 成因；解决措施
        压力管道是现代社会发展不可或缺的一部分，对于压力管道而言，容易出现事故的原因是设计方案未经有关部门备案、对于压力管道的材料选择不当，没有对压力管道的安全性进行检测等，在压力管道出现的安全事故中，最重要的因素之一就是焊接缺陷。因此，要想降低压力管道出现安全事故的频率，就需要加强对焊接工作的操作，减少压力管道的焊接缺陷。基于此，本文就压力管道焊接缺陷成因进行简要的分析，并提出针对性的解决解决措施。
        1 压力管道焊接缺陷成因
        压力管道焊接缺陷主要是因为焊接的技术水平不够专业，致使在压力管道的焊接过程中的操作不当，使得压力管道的焊接点出现问题。焊接点是有关压力管道安全性极其重要的一部分，如果压力管道的焊接点存在缺陷，则容易产生泄漏的问题以至于引发事故。焊接表面有裂纹、未熔合、气孔、夹渣和飞溅、咬边、错边和角变形等严重问题。这些问题都是造成压力管道焊接缺陷的主要原因。
        2 压力管道焊接缺陷
        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 焊接面夹渣
        夹渣是因为某些原有熔渣未上浮至熔池的表面而残存于结晶的焊缝中而产生，由于压力管道焊接时的工艺不当及操作不谨慎造成的夹渣，被称为偶尔夹渣，夹渣大部分都是由于熔渣直接残存而产生的，压力容器的焊接面夹渣会大幅度降低焊缝强度及致密性等。
        2.3 焊接未焊透、熔合
        焊缝金属与母材间未被电弧熔化而留下的空隙叫做未焊透，熔焊金属与基体母材或与相邻焊道间及焊缝层间的局部残留间隙叫做未熔合。未焊透及未熔合都是严重的压力管道焊接缺陷，这种缺陷使得焊缝的焊接强度下降产生压力容器的裂纹，因而引发安全事故。造成这个缺陷的主要原因是焊接电流过小及焊接电弧过长等，通常出现于管道内壁侧与管道外表的距离较远。
        2.4 焊接面裂纹
        焊接裂纹是常见的压力管道焊接缺陷，也是最为严重的一种焊接缺陷，会对管道结构产生严重的危害。焊接裂纹的一般情形有：液体性质、热应力性质、延迟性性质等形式。焊接裂纹一般包括热裂纹和冷裂纹。裂纹原因有：环境潮湿，管道水分较多，未先行烘烤干，焊接的高温致使焊缝区产生微量氢内部残余，焊后快速的降温收缩过程致使其内部应力加大产生裂纹。焊工责任心差，焊后未及时自检，发现问题未及时处理。连续大面积管段且厚度小时，焊接散热快，短时焊接后降温迅速，造成局部应力集中产生裂纹等等。
        3 压力管道焊接缺陷的解决措施
        3.1 错边及角变形解决措施
        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。

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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。
        3.2 焊接面夹渣解决措施
        对于压力管道焊接面夹渣的解决方法以及解决措施，焊接保证装配质量坡口的角度和钝边尺寸符合设计要求，采用低氢钙系碱性的焊条，在对压力管道焊接的过程中，我们要保证熔池清晰、熔渣与液态中的金属分离良好；按照焊接工艺规程对焊接规范进行选择，对坡口及两侧油污清除彻底，选择工艺优良，符合要求的焊条，接头过程中先清渣，收弧时要填满弧坑。
        3.3 未焊透、未熔合解决措施
        对于未焊透、未熔合，我们为保证焊接质量，预防安全隐患，在焊接时出现这种问题，最好割口重新对接。对于这种缺陷，对焊接电流的大小要求以及焊接的速度需要严格选择，对于工作环境的选择要做到便于操作、适应无损检测要求等原则选用。
        3.4 焊接面裂纹解决措施
        管道施工过程中质量控制最为重要的一个问题就是焊接面裂纹问题，其对管道的危害性很大，对于这种缺陷的发生我们一般采取如下几种方法来解决：浅表层存在的裂纹可以用砂轮打磨，用磨平的方法处理；焊接面的裂纹过小，我们可以用裂纹来研究其发展规律，观察并记录到它的发展走势，对防止潜在的安全问题具有很大的作用。就此，我们需要在焊前要认真组装，对组装质量进行检测。尽量选择小电流多层多道焊以防止焊缝中心产生裂纹；按照工艺规程进行选择优良的焊接程序。
        3.5其他方面焊接措施
        第一，填充层焊接。填充层焊接前须先彻底清除打底层的焊渣，在填充层焊接时遵循两侧慢、中间快的焊运原则，确保填充层焊接的平坦。焊接时应清除该层的夹渣，保证坡口平滑。焊接人员控制好焊条行进的速度和角度，减少施焊电弧，可及时改变熔池温度，有效避免焊道气孔、夹渣现象的出现。
        第二，打底层焊接。在打底层焊接时，焊接人员应采用长弧先预热焊接的部位，当有水滴状的铁水出现时，可适当降低电弧，再灭弧形成第一个熔池座。在第二次起弧时焊工应将电弧定位在坡口内角，按照由下到上的顺序焊接，控制电弧在管壁内，以免引起压力容器管壁背面出现凹陷问题。
        第三，盖面层焊接。在压力容器盖面层焊接时，要求采取和填充层相同的焊接技术，控制焊条摆动的速度，以确保焊接的美观。控制焊缝的余高，盖面层焊接的两端均应超过坡口的2 mm左右。
        第四，封底层焊接。在压力管道盖面层焊接结束后，焊工应再次熔化管道内的焊道并采取封底处理，以保证压力管道内焊接在高度和宽度上保持一致，使管道焊接平稳，使焊接后的外观美观。此外，应在仔细检查管道后及时处理管道上的残渣、气孔、凹陷等质量缺陷。
         4 结语
        压力管道的焊接环境非常复杂，有时还会涉及到高空作业，焊接的质量对管道能否安全运行有着直接的影响，但是压力管道的焊接要求操作极高。对于压力管道而言，焊接是一个重要的工作，它的质量和效率对工程的工期及安全性有着重要的影响。为了避免压力管道出现安全事故如泄漏、腐蚀等，应在选材，安装等环节上对质量进行严格的检测，并在操作规范上严格要求，压力管道在发生安全隐患的时候能够及时的进行解决并施加措施以及办法，及时对压力管道焊接的缺陷进行修补，以此来保障压力管道的安全性。
参考文献
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