工业管道安装过程中的主要焊接缺陷及预防措施

张利国

陕西建工安装集团有限公司 陕西西安 710068

在工业生产中，管道用作运输化工产品、物料的特殊部件。如果焊接质量不能满足要求，在生产运行中则会发生燃烧、爆炸、泄露等安全生产事故。多年来，工业质量检测已结合我国工业生产的发展状况，将工业管道的安装质量作为质量控制的核心。由于工业管道的特殊性，对管道质量的检查往往集中在管道焊接质量上。现场条件、机械设备、环境因素和人员素质对管道的焊接质量都有较大的影响。工业管道施工周期长，施工工序多，为保证管道的焊接质量，管理人员必须加强施工过程中的管理，全面控制整体施工质量[1]。

1 焊接对工业管道安装的重要性

焊接技术作为管道连接的重要保证，其质量是否合格，直接关系着工业管道投用后的正常使用。管道若出现渗漏、泄露事故，究其原因，大多是系统超压、管道元件损坏、施工中的焊接缺陷未检等原因出。一是引发安全生产事故，造成人员伤亡，财产损失；二是造成环境污染事故，引发社会负面影响。

2 工业管道安装过程中主要焊接缺陷及预防措施

2.1 未熔合

在安装工业管道时，焊接未熔合是一个普遍的问题，主要是因为焊接材料与母材之间没有有效的熔合，通常表现在根部、层间或是坡口处，未熔合易造成焊接应力集中。若出现根部未融合，随之层间或表面也会出现，未能在焊道中有效地熔合焊接材料，所以工件也未能很好地熔合，最终导致根部不能熔合。

2.2 夹渣

夹渣是焊接过程中焊道溶进焊渣、铁锈或其他物质。通常在焊道根部、层间均可能存在，最常见的是层间夹渣。夹渣会降低焊缝的塑性和韧性，其尖角往往会造成应力集中，特别是空淬倾向大的焊缝中，尖角点易形成裂纹。

2.3 气孔

焊接气孔是由于气体留存在焊道之中。产生的机理是由于焊接熔池在高温时吸收了过多的气体，而冷却时气体来不及逸出而残留在焊道金属内。形成气孔的气体多来自于大气、溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体、焊条药皮或焊剂熔化时产生的气体、焊接材料上的油、锈等赃物在受热分解后产生[2]。

2.4 咬边

咬边是由于电弧热和电流过大，焊接速度不当引起的。沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，是由于焊接电弧将焊缝边缘的母材融化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。咬边减小了母材的有效截面积，降低了结构的承载力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。

2.5 裂纹

焊接裂纹产生的机理较多，是管道安装中危害性特别大的缺陷。通常会产生纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹以及影响区裂纹等；按照温度产生的时间又分为热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹。

3 管道焊接缺陷的预防措施

3.1 未熔合预防措施

焊条和焊炬的角度要合适，运条速度要适当，注意观察坡口两侧熔化情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率。适当控制焊接速度，使热量增加到足以熔化母材过前一层焊缝金属；发现焊条偏心或偏弧应及时调整角度，使电弧处于正确方向；仔细清理坡口和焊缝上的赃物。

3.2 气孔、夹渣的预防措施

焊接前清理坡口及焊道两侧的油漆、铁锈等杂物，每层焊道焊接完毕后及时仔细清理药皮焊渣、对于死角位置予以打磨。对于存在气孔的缺陷，要在源头上加以控制，焊接用保护气体要确保气体的纯度及输送气流大小；焊条、焊剂要按要求进行烘干，现场作业保存在密闭保温桶内，随用随取，未使用完的焊条及时做退库处理；并严格按照焊接工艺文件操作。

3.3 咬边预防措施

选择合适的焊接工艺参数，掌握正确的运条方法，适当的电流，运条均匀，进行短弧操作；角焊接时，焊条采用合适的角度并保持一定的电弧长度。作业操作时焊条摆动至坡口边缘，稍作稳弧停顿，操作应熟练、平稳。气焊火焰能率要适当，焊炬和焊丝的角度及摆动要适宜。

3.4 裂纹预防措施

防止产生裂纹的方式有焊前预热和焊后缓冷，应根据母材材质、厚度选取合适的工艺处理方法。经过焊前预热来减少因温差变化过大而产生的应力，使焊道冷却速度得到缓解，焊后缓冷则可以有效减缓焊接热影响区的硬度与脆性，使塑性得到提高，使接头中的氢得以加速扩散出去。选用合适的焊接材料，工艺参数以及装配焊接顺序，采取焊后缓冷和热处理是工业管道施工中最常用的方法，有效避免了焊接裂纹的缺陷。

3.5 其他措施

焊接工艺文件是焊接作业的指导文件，工程开工之初应有焊接工程师编制，并编制适用本项目的焊接作业指导书和焊接工艺卡。焊接人员的技能水平也直接影响管道的焊接质量，人员的资质资格尤为重要，焊工资格许可项目应能适应相应管道工程。焊工进场后，及时组织焊工进行考试，考试合格后才可上岗。制定适合管道专业的质量控制点，严格落实三检制，焊后无损检测等也是提高焊接质量的重要措施。另外，合适的焊接设备，适应的焊接材料，以及在焊接作业过程中的环境与条件的控制也是提高焊接质量至关重要的因素。

4 结语

综上所述，关注管道的焊接质量，由负责检查的质量人员进行相关检查工作，以此为基础，加强工业管道质量全过程的管理。通过加强过程控制，以此消除管道的焊接缺陷来提高焊接质量，以实现管道投运后的生产安全和财产安全。通过分析焊接过程中的质量缺陷来进行控制，及时采取一些预防和处理措施，有效提高管道焊接质量[3]。