大口径长输管道全自动焊质量控制

 大口径长输管道全自动焊质量控制

侯玺诚

中石化中原油建工程有限公司    河南省     457001

摘要：长输管道使用寿命长，运输成本低，使用方便，在我国各地区得到广泛使用。其作为液态、气态长距离输送的主要运输工具，在我国有着悠久的发展与应用历史。此外，随着长输管道建设的快速发展，全自动焊接技术越来越多地应用于管道焊接施工。焊接质量是长输管道安全运营的重要保证措施，所以如何有效控制全自动焊接质量是各施工单位面临的主要问题。

关键词：大口径长输管道；全自动焊接；质量控制

全自动焊接作为大口径长输管道施工中的一项重要焊接施工工艺，与大口径长输管道全自动焊接的整体施工工艺质量密切相关。为更好地保证大口径长输管道的焊接施工工艺质量，加强全自动焊接的质量控制至关重要。同时，管道焊接工艺施工人员还应不断研究和创新焊接方法，提高大口径长输管道的焊接工艺质量及施工进度，为我国特色社会主义经济发展提供强有力的技术支撑。

一、长输管道概述

长输管道是指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质(油、气等)，并跨省、市，穿、跨越(江河、道路等)，中间有加压泵站的长距离(一般大于50KM)管道。

按材料性质分类：分为金属、非金属管道；按设计压力分级：可分为真空管道(P＜O)、低压管道(0≤P≤1.6)、中压管道(1.6＜P≤10)、高压管道(10＜P≤100)、超高压管道(P＞10O)，P为MPa；按输送温度分类：低温管道、常温管道、中高温管道；按输送介质的性质分类：给排水管道、压缩空气管道、氢气管道、氧气管道、乙炔管道、热力管道、燃气管道、燃油管道、剧毒流体管道、有毒流体管道、酸碱管道、锅炉管道、制冷管道、净化纯气管道、纯水管道。

二、全自动焊接技术

在大口径长输管道焊接施工中采用全自动焊接技术，有利于节约焊接材料，提高焊接合格率，加快施工进度，提高焊接效率。全自动焊接施工技术利用全自动控制系统，控制装卡在焊接固定于待焊接管口附近导向轨道上的自动焊接施工小车，能更好地控制管道焊接施工进度、电流量、电压波动、焊炬整体摆动频率等，从而使焊接施工参数能根据规范标准自动调节变化，使管道相对稳定，管道焊接连续性工作实现全自动焊接焊缝的一种技术。

三、大口径长输管道施工中全自动焊接常见质量缺陷

1、焊道咬边。咬边也称咬接焊道咬肉，焊道咬边是由于焊接操作方法不正确、金属焊接不规范或参数选择不当造成的，如电流过大或焊接操作时角度不当，在焊接操作期间，由于熔敷后金属不能完全覆盖母材的破口而形成凹槽。焊道咬边减少了母材的有效截面积，管道咬边焊接处易断裂，导致母材应力集中，主要发生在低合金属高强度钢的焊接中，咬边边缘组织被淬硬，直接导致母材裂纹。在焊接施工中，焊接人员应在管道焊接前加强对母材的外观检查，以避免出现裂纹。焊接操作时，有两种常见的咬边，即浅短咬边、过深咬边。若焊接中出现前者咬边，可不予处理；若出现过深咬边，将严重影响焊道的力学性能，所以在焊接施工中必须予以重视。

2、夹渣。夹渣是大口径长输管道全自动焊接施工中较常见的焊接质量缺陷，对大口径长输管道全自动焊接的焊道塑性有着重要影响。夹渣原因有：焊接施工前坡口有铁锈，焊接人员未进行处理或铁锈处理不干净就施工；另外，焊接上层用药芯焊丝焊接时，产生熔渣，焊道中熔渣未及时清理，或运条速度过快或过慢，导致焊丝角度不当使熔渣留在电弧前，焊缝混入铁锈、熔渣或其他杂质，形成多层夹渣。

3、气孔。与夹渣一样，气孔也是大口径长输管道施工中常见质量缺陷，在全自动金属焊接过程中，混入气体未能及时逸出，被封闭在惊渣及熔融金属间，形成气孔。焊道中气孔类型为圆形、椭圆形、密集型气孔等。形成气孔的原因是：①在全自动焊接中，铁锈和油污中所含水分在焊接施工前未做好清理，水在高温作用下由液态变为气态，导致气孔；②在全自动焊接中，由于天气影响，潮气较重，导致气孔的形成；③在全自动焊接中，焊接电弧电压或电流操作参数不当也会形成气孔。

4、焊道未熔合和未焊透。焊道未熔合是指在全自动焊接中，焊缝金属材料主母材坡口或焊道和下层焊道金属间未完全熔化，金属间存在未完全结合的缝隙。焊道未熔合和未焊透原因为：施工中母材破口加工不够规范；施工人员焊接技术不够熟练，焊接不稳定，导致焊道未熔合、未焊透；层间过度清理会导致母材坡口变宽，形成沟槽，增加焊接难度，导致焊道未焊透等。

四、大口径长输管道全自动焊接质量的控制措施

1、原材料质量控制。大口径长输管道全自动焊接时，原材料的选择对质量控制起着决定性作用。加强原材料质量控制是保证大口径长输管道全自动焊接质量的第一要点，因此必须重视原材料的选择，采购原材料时，必须仔细检查产品，所有材料必须有完整的标记，并附有齐全的合格证书。在使用原材料前，施工人员应反复检查其是否存在质量问题，并确保原材料无质量缺陷，符合要求后才投入使用。

2、焊接人员的选择。焊接人员的选择直接决定了全自动焊接质量，在大口径长输管道全自动焊接施工中，控制焊接人员的技术水平及业务素质非常必要。焊接人员必须经全自动焊接的岗前培训，并充分掌握全自动焊机的使用方法及易发生的故障与处理方法，焊接人员必须经操作技能考试合格后方可上岗。此外，在大口径长输管道施工中，相关责任人员应加强对焊接人员的监督，避免因焊接人员的偷懒和疏忽导致焊道未焊透、未熔合、夹渣和咬边等质量问题，并确保焊接严格按焊接工艺规范参数进行，以更好地保证全自动焊接质量。

3、做好焊接前及焊接检查。管道焊接施工前和施工中，相关负责人应时刻督促焊接人员做好相应的检查工作，减少施工缺陷，有效保证大口径长输管道的焊接质量。管道焊接前，应清除管道铁锈和油污，以避免管道焊接中混入相关杂质出现焊道夹渣，管道焊接中应保证管口表面质量、坡口尺寸和对口间隙，焊接人员在一系列检查后应做好记录，然后由焊接质检员检验并签字。

4、加强全自动焊接设备的维护保养。加强全自动焊接设备的维护及正常运行是保证大口径长输管道焊接质量的首要条件，全自动焊接设备的组成复杂，包括动力控制系统、机械控制系统、自动控制系统等，若全自动焊接设备发生故障，管道焊接人员无法在短时间内找出故障原因并进行修理，因此，焊接施工进度受到影响，出现质量缺陷。全自动焊接设备的定期维护养护间接决定了管道焊接质量，因而焊接人员应定期保养维护全自动焊接设备，并做好设备检查。相关负责人应加强对全自动焊接设备维护的监督，督促管道焊接人员在焊接施工前仔细观察焊口外观是否存在质量问题。全自动焊接设备工作时，焊接人员应时刻注意焊接设备的参数变化，及时调整，确保焊口自动焊接设备始终处于良好的工作状态。

5、焊接环境的控制。焊接前，应确保焊接环境符合焊接工艺规程要求，并确保待焊部位无水，积极严格控制整个焊接环境，如增加焊接防护棚设置、预热待焊部位等。若焊口必须预热，预热温度必须等于或大于100℃，但不能超过管体防腐材料的允许温度。预热宽度应为两侧各大于75mm，为保证预热范围内温度均匀，可使用测温笔和表面温度计在距离管口50mm位置进行测量，并且测量点需均匀分布在圆周上。完成预热后，必须尽量开始焊接。

总之，随着我国长输管道建设的发展，钢级、管径、设计压力不断提高，对管道焊接技术与质量提出了更高要求。管道自动焊接技术在保证焊缝强度及韧性基础上，消除了人为因素影响，提高了焊接效率，所以自动焊在我国管道建设中的应用范围在不断扩大。

参考文献：

[1]马枫楠.大口径长输管道全自动焊质量控制探索[J].工程建设标准化，2022(14):1.

[2]郭雷.大口径长输管道全自动焊质量控制[J].焊接技术，2021，50(07):2.