压力管道焊接缺陷的成因及技术优化

压力管道焊接缺陷的成因及技术优化

赵计伟

江苏洋井石化集团有限公司，邮编222000

摘要：压力管道是输送达到一定压力或者温度的可燃、易爆、有毒、有腐蚀性气体或者液体的容器，其作用是为了运输和储存气体液体等物质，有一定的安全性。但压力管道的安全性具有一个前提，必须要保证压力管道的密闭性。因此，要严格把控压力管道的材料材质、施工质量及预防外力破坏。加强材料采购及库存管理、定期对生厂商的生产水平及资质进行核查，定期组织焊工培训、不断提高焊工的焊接技术水平，定期送检焊接设备，严格按照相关要求开展压力管道监督检验、定期检验，加大运行企业在压力管道方面的安全投入，全面提高压力管道施工阶段及运行阶段的安全性，为社会经济发展作出贡献。

关键词：压力管道；焊接；缺陷；成因；技术优化

引言

在压力管道工程中，焊接技术和质量控制能够有效确保管道系统运行的安全性，加强焊接工艺的优化，能够有效提升焊接接头的强度、密封性。此外，在压力管道焊接中，还要做好材料控制方面的工作，从而提升压力管道焊接效果。

1压力管道焊接缺陷的成因

1.1压力管道管材及元件质量因素

在压力管道焊接过程中，管材、管件和阀门是安装过程中必不可少的三类材料，如果这三类材料存在质量问题，会大大降低压力管道的密闭性，必然会发生泄漏事故。因此，在压力管道焊接之前，采购单位在采购时对原材料要严格把关，审核生产单位是否具有压力管道管材、压力管道元件的特种设备制造许可证。同时，检查到货材料是否配套有特种设备制造监督检验证书和合格证书。

1.2应力

对于压力管道来说，材料内部出现应力腐蚀性开裂，需要本身有一个最小应力。当应力超过了具体的阈值后，就会出现开裂情况。这个应力并不需要很大，只要应力的存在就能引起滑移，进而诱发管道出现应力腐蚀开裂。应力的存在带动了管道表面出现塑性形变，阻碍了裂纹尖端继续生成钝化膜。在“塑性形变、钝化膜开裂、错位滑移、再次生成钝化膜”的循环过程中，使得材料表面的局部电化学腐蚀程度不断加强；其次，受应力腐蚀作用影响，裂缝的尖端会逐渐向材料内部拓展。这使得材料中的腐蚀性介质会源源不断地流向新拓展的裂缝前沿，并使裂缝不断向材料内部行径。此外，应力的存在会导致氢离子在材料中的扩散速度明显加快，而裂纹尖端由于应力集中会更有利于氢的进入，使得材料出现氢致开裂。

2压力管道焊接技术分析

2.1打底层焊接

打底层焊接是焊接接头的第一道工序，决定了整个焊接接头的密封性和安全性，完好的封底焊接能够有效地防止管道内部介质腐蚀和泄漏，确保管道的正常安全运行。在试焊过程中，需要确认焊接设备的工作状态，做好气体的保护工作，监控环境中湿度、风速，对焊接参数以及操作方法进行控制，确保具有良好的焊接环境。通过打磨坡口和焊缝，可以清除焊接过程中产生的焊渣、气孔等缺陷，打磨连接部位还可以预防焊缝底部的顶板凹陷现象。在焊接过程中，由于热量的作用，较厚管道或板材的焊缝底部会产生凹陷。通过使用角磨机进行研磨，可以将焊缝底部的凹陷部分修整平整，提高焊缝的连接性和强度，减少因凹陷而导致的焊接缺陷。选择适当的焊接顺序对于确保母材的均匀熔化和融合性至关重要，先采用左侧的短弧焊交叉到右侧，确保坡口在转向前已完全熔化，在焊接过程中，确保左右两侧的溶孔大小相似，保证焊缝的均匀性和融合性，避免焊接缺陷的出现。

2.2填充层、盖面层焊接

压力管道要求是多层焊接，填充层是对打底层起保温和缓冷作用，对消除焊接应力，改善组织性能有益，发挥了回火焊道作用，填充层应该在整个焊缝范围内均匀分布，具有良好的连续性，避免焊接缺陷如气孔、夹杂等的出现，确保焊缝的密封性和强度。在选择焊接方法时，需要考虑管道材料、厚度、管道位置、管道用途以及使用环境条件等因素，根据具体情况选择最合适的焊接方法，确保焊接过程的可操作性和质量稳定性。通常情况下，填充层的焊接是从下到上或从左到右进行的，这种焊接顺序能够确保焊接时熔池可见性，增加焊缝的密实性。在焊接工作的开展中，要填充层的焊接材料在焊缝中的均匀性，防止发生空洞、夹渣等焊接缺陷，焊接过程中可以适当调整焊接速度和焊接角度，以确保焊接材料的均匀分布。填充层的焊接应该具有良好的密实性，确保焊缝的密封性和耐压性，采用适当的焊接参数和焊接技术，确保填充层的焊接质量达到要求，及时检查焊接质量，发现问题及时进行修正和调整。焊接完成后，进行必要的焊缝检测和质量评估，确保焊接质量符合标准要求。盖面层焊接和填充层焊接十分相似，盖面层也是起保温和缓冷的作用，对细化晶粒、减少焊接应力起很大作用。另外余高过高也是缺陷，在焊趾处易造成局部应力集中，这种缺陷很可能是产生疲劳裂纹的潜在因素，合适的焊缝余高，不仅使焊接接头外观整洁美观，更能确保焊缝的韧性和强度。

3压力管道焊接的优化措施

3.1加强压力管道安装焊接的检测和监管力度

（1）压力管道压力试验是指在管道内进行增压试验，检测管道是否承受设计压力下规范规定的强度和气密性试验要求。焊接设备的检查是指，焊接使用的设备，设备上的压力表要具有严谨的精确度，焊接过程中的电压和电流要稳定。压力管道的外观检查包括管道对接的焊缝、宽度、高度、咬边等，同时需要检测焊缝的硬度，确保结构的稳定性。（2）压力管道监督检验是指建设单位委托有资质的特种设备监督检验机构针对压力管道施工全过程的法定监督验证，监督检验过程中即要对压力管道的材料生产单位、设计单位、施工单位、监理单位、无损检测单位的资质有效性进行审查，又要对材料的质量、设计文件合法合规性、施工过程的施工质量进行有效监督，最终出具监督检验合格报告，即验证压力管道施工质量、又将压力管道合法合规化。

3.2使用防腐涂料，提升焊接质量

一般防腐涂料由多种原料混合而成，通过改性，使材料表面形成微孔膜。这能够有效提高材料的抗扩散阻力，能够有效避免管道表面与容器内壁的直接接触，有利于提升管道使用强度。在涂层材料的选择上，需要充分考虑管道压力，外界温度，施工难度以及使用介质，同时，在焊接时也要考虑到焊接压力，容器要做好焊接缺陷的检测，确保使用合适的检测方式进行检测，减少焊接裂纹造成的应力。

3.3无损检测

在施工前必须将需要检测的焊缝按容器、管道和钢结构汇总，以总委托的形式向监理、检测单位提交。无损检测点口前必须保证焊接完成后的焊缝外观检查、标识、技术资料等合格有效，如实提交焊接记录及其对应的管道轴测图。点口时由监理公司组织，在确定检测焊缝上进行标识。专业工程师必须现场配合确认检测条件，确保受检测部位在标准要求的比例（包括固定口比例）、焊工的覆盖性、焊口的代表性、外观的合格性、位置的可探到性等方面符合要求。点口完工后，由施工方出具检验委托书，检验委托书的内容应当完整，并有双方的签名，协调督促每天的检测工作按时完成。

结束语

在压力管道焊接过程中，应制订出一系列焊接质量管控的制度和措施，使压力管道焊接施工的每个环节和每道工序都处于管控范围内，从而满足压力管道焊接质量目标。

参考文献

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