1、压力管道焊接及焊缝无损检验技术的应用摘要：压力管道输送作为一种常见的流体输送方式，广泛应用于工业化社会的各个领域，其生产及安装技术已形成一个成熟的体系，但是在应用当中也经常会有流体泄露的问题出现，焊缝缺陷是其中的一个特出因素，本文就压力管道焊接技术和焊缝无损检验技术进行了一些探讨。关键词：压力管道焊接；焊缝无损检验；应用 中图分类号：P755.1 文献标识码：A 引言 压力管道指最高工作压力大于或等于 0.1MPa 的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于 25mm 的管道，管道焊接的质量控制对保证压力管道工程的安装质量起着至关
2、重要的作用。 1. 压力管道焊接方法和工艺 1.1 采用氩弧焊打底，电弧焊填缝和盖面 氩弧焊，可以获得良好的焊接接头，返修率低，较易于保证工程质量，目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢管道及碳素钢与合金钢异接的根部焊道、不锈钢管道等焊接。手工电弧焊，可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接，是压力管道焊接中的主要焊接方法。 1.2 焊接工艺 1.2.1 打底：选用氩弧焊打底，由下往上施焊，整个底层焊缝必须均匀焊透。氩弧打底前必须保证氩气的纯净。不纯净的氩气在焊接时容易产生气孔等缺陷，影响焊接质量。氩弧焊时施工时，应将作业处用围板等遮拦，以防刮风影响焊缝质量。焊缝焊条接头位置用角磨机打磨，露
3、出金属光泽方可施焊。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。 1.2.2 中层施焊：氩弧焊打底完成后，清除熔渣，飞溅物，并进行外观检查（有条件时可以用无损检测） ，发现隐患必须返修，焊缝与母材交接处必须清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于 10mm，该层选用焊条直径为 3.2（焊条材料和直径根据管材的材质和规格来确定）焊缝层数选用底、中、面共三层。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.81.2 倍。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕，将熔渣、飞溅物清除后进行检查，发现隐患必须返修。 1.2.3 盖面：该层选用焊条直径为 3.2。焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开，
4、严禁在中层焊缝表面引弧，该盖面层焊缝应表面完整，与管道过渡圆滑，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。外观质量应符合规范要求，焊接完毕，清理熔渣后，并加以保护，以免在保温、防腐前出现锈蚀。 1.2.4 焊接过程中，应对每个焊缝的材质，管道规格，焊接过程中的电压、电流、时间，焊工编号及姓名，外界温度，焊前预热及焊后热处理进行详细记录，形成焊接记录，由焊工签字。对焊缝进行编号，在每道焊缝处都加盖焊工钢印号，以便后期检查 1.2.5 压力管道焊接完毕后，对所有焊缝进行外观检查，检查完毕后按比例进行无损检测，无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。当抽样检测时，应对每一位焊工都进行抽
5、查。 2. 压力管道的无损检测 2.1 压力管道焊缝外观检测 在进行压力管道的无损检测前，应该检测焊缝外观是否检查应符合要求。压力管道的焊缝外观与焊接接头的表面质量要求一般有以下几点：压力管道焊接外观的应该成型良好，焊缝的宽度应该每边盖过坡口边缘大约 2mm 最好。角焊缝的焊脚高度也要符合设计规定，其外形应该平缓过渡。 2.2 焊压力管道焊接接头表面检测 (1)焊接接头不允许有气孔、裂纹、夹渣、未熔合、飞溅等质量问题的存在。 (2)焊接施工设计温度低于-29 度的管道以及不锈钢压力管道的焊缝表面不能有咬边的现象。并且其他材料的压力管道的焊缝咬边深度应该小于 0.5mm，连续咬边的长度应该小于
6、100mm,并且焊缝两侧的咬边总应小于该焊缝全长的 10%。 (3)压力管道的焊接接头的错边应该小于壁厚的 10%，并且不应大于2mm。 2.3 表面无损检测 压力管道的表面无损检测方法的使用原则： (1)对铁磁性材料压力钢管，应该选用磁粉检测方法; (2)对非铁磁性材料压力钢管，应该选用渗透检测方法。 对有一些延迟裂纹倾向的压力管道的焊接接头，进行表面无损检验时，必须在焊接冷却一定时间后才能进行;特别是对于有再热裂纹倾向的压力管道的焊接接头，对其表面进行无损检验时，必须在焊后以及热处理后各进行一次检测。压力管道的表面无损检测的进行必须按照规定要求进行，对于压力管道的无损检测的部位一般有以下几
7、个重要部分： (1)压力管道的材料外表面质量检验; (2)重要对接焊缝表面质量检测; (3)重要角焊缝表面质量检测; (4)重要承插焊与跨接式三通支管的焊接接头表面质量检测; (5)管道弯制后表面质量检测; (6)设计温度低于零下 29 摄氏度的非奥氏体不锈钢管道坡口的质量检测; (7)双面焊件规定要求的焊缝清根后质量检测; (8)采用氧乙炔火焰切割压力管道，并且有淬硬倾向的合金管道上的焊接卡具时，要对修磨部位进行质量检测。 3. 压力管道焊接技术缺陷及措施 3.1 焊接缺陷原因分析 压力管道缺陷的形成原因是非常复杂的，主要来自以下几个方面:一是由于组装和对接不当带来的错边和角变形；二是由于焊
8、接工艺不严格而导致夹渣、气孔、未焊透等缺陷；三是焊接残余应力与压力管道腐蚀介质共同作用产生的表面裂纹和应力腐蚀裂纹。下面以焊接缺陷中有代表性的几种缺陷为例进行缺陷原因分析。 (1)未焊透。不足的电流强度，太快的运条速度；管道组对时，有太厚的坡口钝边或太小的间隙；焊条的角度不正确或者电弧偏吹；焊件散热过快从而导致焊融金属急速冷却。 (2)气孔。气孔的形成是由于熔化金属的冷却过快，使气体尚未来得及从焊缝中逸出而产生的。1）过大的风速、较低的温度，或者因焊工的操作技术不精，焊条运动速度过快，使焊肉过薄，冷却过快，气体来不及从焊缝中逸出；2)电弧过短而阻碍了气体的外逸:3)焊条受潮；4)焊条化学成分不
9、合理，或所含的合金使铁水发勃，阻碍了气体逸出。 (3)裂纹。焊接材料的化学成分搭配不合理，促使产生裂纹；对可淬性高的钢而言，如采取未进行预热等不当的焊接措施:当点焊处尺寸比较小时，受外力或焊接应力作用将会破裂；尖角类的缺陷，如针状气孔、咬边、未焊透等，多是由于检查疏忽而未及时修复，加上应力的作用而发展成裂纹。 3.2 影响压力管道焊接措施 3.2.1 设备管理 焊接设备的性能好坏是影响压力管道焊接质量的一大主要因素，其选用主要坚持以下原则:(1)其性能指标要满足工件的焊接技术性能要求；(2)选用获得 CCC 认证的焊接设备，并尽量选择信誉好的厂家设备；(3)结合效率、价格、维护保养成本等方面进
10、行考虑；(4)尽可能选用综合性能指标高的专用设备，以降低焊工的劳动强度，提高生产效率。 要经常对设备进行维护和保养，以提高设备的运转率且保证焊接质量，同时为操作人员提供安全的作业环境。当设备出现问题时，要及时处理，不留安全隐患。 3.2.2 材料管理 焊接材料的性能对压力管道的焊接质量具有巨大的的影响，特别填充入焊缝的焊条和焊丝，将直接影响焊缝的合金成分和机械性能必须进行严格管理。选用焊接材料时，要遵循下列原则:(1)焊条或焊丝力学性能和化学成分要与母材类似；(2)要结合焊件的复杂程度、焊接坡口、刚性、焊件的工作状况等因素进行考虑；(3)根据焊接工人的技术能力及设备能力选择最合适的；(4)焊接
11、材料应设焊材一级库和二级库，以方便管理。 3.2.3 管道焊接操作过程控制 坡口加工的控制:要对坡口的形式、坡口的角度及细部尺寸等进行控制。 管道组对控制:依照焊接工艺卡的要求，对管口组对的间隙、平直度、错边量等参数进行控制，避免未焊透、焊缝宽度不合格等缺陷的出现。 隋性气体保护措施检查:惰性气体保护焊主要检查焊缝是否按焊接工艺要求采取了充气保护措施，并检查惰性气体的纯度是否满足焊接工艺的要求。 焊前预热及焊后热处理的控制:这项工作需要制定热处理技术措施，具体应根据钢材的化学成分、厚度、焊接形式、焊接方法、焊接材料及环境温度等因素来确定加热的方式、温度、范围、速度、焊后保持恒温的时间及冷却降温的速度。 4.结语 压力管道在城市基础建设、工农业及军事等多个领域有着广泛的应用，压力管道的安全不仅关系着财产经济的安全，而且关系到人民的生命安全，关系到社会的和谐健康发展。作为压力管道建设中具有重要地位的焊接技术，对压力管道的安全自然举足轻重。 参考文献： 1王自明,无损检测综合知识 机械工业出版社2005. 2薛文辉,压力管道施工过程中焊接质量的管理措施J,建筑安全,2008. 3顾纪清,阳代军,管道焊接技术J 北京：化学工业出版社 2005.
