管道焊接工艺和焊接质量控制的分析

管道焊接工艺和焊接质量控制的分析

吕波1孙国松2

吕波1孙国松2

浙江上匠园林建设有限公司浙江省311800

摘要：随着我国城市化建设的快速发展，人们对管道铺设的质量提出了更高的要求，因为城市地下管道施工质量的好坏直接影响着城市的发展，而管道的焊接质量又是评判管道施工质量的标准，如果焊接的质量不符合标准，那么整个城市的管道铺设也就没什么质量可言。

关键词：管道；焊接工艺；质量控制

1管道焊接工艺技术

1.1全自动和手工的焊接技术

在进行管道焊接的时候，施工人员需要根据施工现场的实际情况来选择运用手工焊接还是运用全自动设备焊接，如果是油气管道，就可以采用全自动设备由上往下进行焊接，这样能够使焊接区域的气体得到有效的保护，将空气内的有害物质隔离出去。还可以运用焊金属以及可融化焊丝间的电弧作为热焊，将钢管以及焊丝融化。采用这种技术来对管道进行焊接，具有技术简单、容易操控以及施工效率高的优点。运用手工方式进行焊接的具体顺序如下：根焊、热焊、填充焊以及盖帽焊。

1.2低氢焊条下向焊接技术

在对管道进行焊接的时候，可以采用低氢型的焊条，来向下焊接此焊条，这种方式不仅能够使焊条的抗裂性能与低温韧性得到很大程度的提高，还能够使其在超低温、高温、腐蚀等一系列恶劣环境下保存完好，在焊接的时候，如果出现纤维素焊条比根焊焊接速度高的情况，施工人员可以运用充填焊或者盖面焊的方式，来确保其与根焊焊接速度的同步。

2压力管道焊接

2.1管道切割与坡口加工

碳钢可以采用机械加工或火焰方法切割。含镍低温钢和铬钼合金钢宜采用机械加工方法切割，此类合金钢淬硬倾向较大，氧乙炔火焰或等离子弧切割等热切割方法容易产生表面淬硬层，如果采用热切割加工方法，应使用机械加工或打磨方法除去淬硬层，使表面平整并露出金属光泽，并进行表面无损检测。不锈钢应采用机械加工或等离子方法切割，氧乙炔火焰无法保证不锈钢和有色金属材料的切割质量，因此不锈钢管道不应用氧乙炔火焰切割;而且不锈钢管道用砂轮切割或修磨时，应采用专用的砂轮片。对于铬钼合金钢以及标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的钢材，当管道坡口采用热切割加工方法时，坡口表面经机械打磨后应进行无损检测，GB50517－2010的7．2．3条及SH3501－2011的7．2．4条均对此做出了要求，且规定了合格标准。对于此类钢材管道上的组装卡具，当采用火焰切割时，应在离管道表面2～3mm处切割，并进行修磨，修磨后应作表面无损检测。GB50235－2010和GB/T20801．4－2006对合金钢的火焰切割加工未提出明确的表面无损检测的要求，只是要求火焰切割后，应采用机械加工或打磨方法消除淬硬层或热影响区。在实际的焊接工作中，对于有毒、易燃易爆或腐蚀性介质，为保证焊缝质量、避免危险介质泄漏，建议遵循GB50517－2010或SH3501－2011的规定，对此类材料火焰切割加工的坡口或表面进行无损检验。

2.2焊缝间距设计

管道焊缝间距的设置应防止焊缝过于集中形成应力叠加，以免对金属材料或焊缝质量带来不良影响，同时还应便于焊接、预热、热处理及检验。标准规范中对焊缝间距做出了具体的规定，见表1。表1中，DN表示管道公称直径，d表示需要的焊缝间距，Do表示管线的外径。

从表1中可以看出，GB50235－2010［4］与GB/T20801－2006的要求基本一致，只是在环焊缝间距(DN＜150mm)以及环焊缝与开孔边缘间距方面，GB50235－2010提出了更细化的要求。SH3501－2011与GB50517－2010的要求一致，对环焊缝间距的要求严于GB/T20801－2006:要求环焊缝间距应≥50mm，而且不小于焊件厚度的3倍，需焊后热处理时，不小于焊件厚度的6倍。另外，对于焊缝上开孔的问题，各标准规范均要求对开孔中心1.5倍或开孔补强板直径范围内的焊缝进行无损检测，经检测合格后方可进行开孔，补强板覆盖的焊缝应磨平。SH3501－2011和GB50517－2010对普通焊缝(无需进行热处理的焊缝)与支吊架边缘的净距没有提出具体要求，但是规定被管托覆盖的焊缝部位应进行100%射线检测。在实际的配管设计中，有时由于空间的限制，普通焊缝与管支架净距较难满足GB50235－2010或GB/T20801－2006的要求，此时可参考SH3501－2011或GB50517－2010进行处理。对于焊制管件无法避免的十字焊缝，SH3501－2011也给出了解决方案，要求对十字焊缝部位进行射线检测，检测长度不小于250mm。在实际设计或施工过程中，可根据表1中GB50235－2010的要求控制焊缝间的间距，同时尽量避免焊缝上开孔、十字焊缝等问题。

2.3焊接前预热

对于碳钢、碳锰钢、铬钼合金钢、低温镍钢等易产生冷裂纹的材料，在焊接前应进行适当预热。预热的目的在于减小焊件与焊缝的温度梯度，延缓焊接接头的冷却速度，减少温差所造成的应力和淬硬组织。各标准规范均对常见材料的预热温度做出了规定，对同类材料的预热要求基本一致，GB50236－2011对常见材料焊前预热温度的规定见表2。

（下转第337预热范围一般为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不少于100mm。对于无预热要求的钢种，当焊接环境温度低于0℃或焊件温度低于－18℃时，应对焊件进行预热，预热温度不应低于15℃。预热应在坡口两侧均匀进行，防止局部过热，加热区以外100mm范围应予以保温。

3管道焊接的质量控制

3.1在执行焊接操作前的准备工作

在对管道进行焊接之前，需要先检查焊口部位是否清洁整齐，如果焊口的清洁度没有达到相关的标准，施工人员就需要采用有效的清理措施，来对焊口进行处理，将焊口及焊口附近的油污以及磨损物质清除掉，防止焊口表面出现鳞状现象。如果没有对焊口进行检查与清理，将会导致管道在焊接完成后焊口容易出现开裂的情况，从而使管道的整体质量得不到有效保障。

3.2焊接前的预热处理

在对管道进行焊接施工之前，需要严格按照相关的技术操作规范，来对焊接部位进行预热，在预热的过程中还需要按照标准来对预热的温度进行控制。焊接前的预热能够有效的避免焊接部位在焊接的时候出现炸裂的情况。

3.2.1焊接技术的技术标准和相关制度

就目前来看，我国缺乏在长输管线建设方面的规章制度，因此，在进行管道焊接施工的时候，并没有较为完整的相关技术标准。大多数施工单位都要自己来制定管道焊接技术标准以及操作规范。因此，在进行管道焊接施工之前，施工单位需要明确自身的制度设计，制定出一套完善的焊接技术流程，确保管道的焊接工程能够顺利有效的完成。

3.2.2不断健全和完善各项规章制度

企业需要不断完善自身的管理以及施工制度，确保施工人员掌握的专业技术能够达到各项管理制度的标准。要求施工人员严格按照相关制度来对管道进行焊接，提高管理人员以及施工人员的自身素质，使他们在工作的过程中具有一定的责任心。

结束语

鉴于管道涉及的介质比较多，要切实做好焊接工程的质量控制工作，保障管道施工的顺利进行。焊接单位要运用科学、合理的焊接工艺和技术，实现相应的质量控制系统，严格遵守相关的规章制度和操作规范，提高焊接人员专业素质，全面而系统地保证管道的质量，防止出现质量安全事故。

参考文献

［1］全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道安全分技术委员会．压力管道安全技术监察规程:TSGD0001—2009［S］．北京:新华出版社，2009:12．

［2］中国石化集团第十建设公司．石油化工金属管道工程施工质量验收规范:GB50517—2010［S］．北京:中国计划出版社，2010:23;42;45．

页）