长距离管道焊接缺陷产生的原因及防治措施

中原油田采油五厂 油藏经营管理三区 刘 锋

长距离管道焊接缺陷产生的原因及防治措施

中原油田采油五厂 油藏经营管理三区 刘 锋

在我国近几年的管道建设中，很多工程施工区域广、地形复杂，对施工技术尤其是焊接工艺要求很高。焊接工艺在管道建设中起着重要作用，减少和避免焊接缺陷的出现，是保证管道施工质量的关键。油气管输的焊接工艺要求主管线选用Φ2.0 E5015碱性焊条根焊，选用Φ3.2 E5015碱性焊条填充盖面；管道材质选用Aplspec5LX60TP管线用钢，对所有焊缝进行100%超声波及着色探伤，l级为合格，还要另加10%射线探伤抽检，ll级为合格。本文，笔者对抽查的约100道焊口中出现的焊接缺陷进行统计，整理出几种常见的长距离管道焊接缺陷并加以分析。

一、未熔合类

未熔合焊接缺陷可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种，主要发生在管道底部仰焊位置。根部未熔合主要指打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合；层间未熔合主要指施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合；坡口未熔合指焊缝金属与母材坡口之间的未熔合。未熔合焊接缺陷在焊缝中是不允许存在的。

1.缺陷产生原因。未熔合焊接缺陷产生的原因主要是焊接电流过小，焊速过快，焊接热量不够，或者焊条偏离坡口一侧，使母材或先焊焊道未得到充分熔化。焊条摆动幅度太小，焊口组对间隙过小等因素也是造成未熔合缺陷的原因。

2.未熔合焊接缺陷防治措施。

（1）焊接前应将坡口两侧50 cm内的铁锈、油污、泥水等杂物清理干净，层间清渣要彻底。

（2）起弧时适当拉长电弧，放慢焊速；对母材进行局部预热，待热量达到足以熔化母材或前一条焊道后再进行运条施焊。

（3）焊条倾角及运条速度要适当，注意母材两侧的熔化情况。

二、夹渣类

夹渣指焊接熔渣残留于焊缝金属中的现象，是长距离管道焊接过程中较为常见的缺陷之一。其产生位置具有不确定性。

Seyfort Ruegg 1981: David Seyfort Ruegg, The Literature of the Madhyamaka School of Philosophy in India, Wiesbaden: Otto Harrassowitz.

1.缺陷产生原因。夹渣产生的原因主要是工作人员操作技术不良，或层间清渣不彻底、焊接电流过小。

2.夹渣类焊接缺陷防治措施。

（1）焊接时勿将电弧压得过低，而要适当拉长电弧，利用增加的电弧热量和吹力将熔渣顺利地吹到旁边或淌到下方。

（2）焊接过程中，如果前条焊道在熔化时有黑块或黑点出现，表明前条焊道有夹渣，此时应拉长电弧，扩大并加深该处熔化范围，直至熔渣全部浮出。

（3）在焊接参数允许范围内，适当增大焊接电流，可有效降低夹渣缺陷的产生几率。

三、未焊透类

未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透的现象，主要发生在底部仰焊位置的根部，通常长度较长。

1.缺陷产生原因。局部对口间隙过小或焊接电流过小，都是导致未焊透缺陷的原因。

2.未焊透焊接缺陷防治措施。

（1）组对时对口间隙要适当。一般要预留2～2.5 mm的间隙。

（2）加大焊接电流。特别是在间隙较小处，应适当加大焊接电流以保证电弧的穿透力。

四、裂纹类

裂纹是指在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，金属材料的原子结合遭到破坏，因形成新界面而产生的缝隙。裂纹是长距离管道焊接施工中经常出现的问题，尤其是在骑拱、穿越地段以及连头等拘束应力较大的场所，常见焊接裂纹缺陷。减少和避免焊接裂纹的产生对于保证焊接质量意义重大。

1.缺陷产生原因。

（1）管线焊接或下沟过程中，吊机过早或多次重复直吊，会使焊缝底频繁受到拉力作用，造成焊缝开裂。

（2）个别位置泥土过软，造成钢管支墩不稳固；在焊接过程中钢管逐渐下沉，使焊缝受外力作用开裂。

2.裂纹焊接缺陷防治措施。

（1）施工时，焊完热焊层后再起吊，减少重复起吊。

（2）保证根焊层底部焊缝金属厚度在2 mm左右。

（3）尽量消除根部缺陷，特别是底部仰焊位置缺陷。

五、气孔类

气孔是熔池金属中的气体在熔池凝固前未能及时逸出，因残留于焊缝金属中（内部或表面）而形成的孔穴。

1.缺陷产生原因。形成气孔的气体，有的是母材上的油、垢等物在受热后分解产生的，也有的来自于大气。气孔的产生原因与夹渣相似，焊接电流过小、焊层过厚等因素都可能造成熔池高温时溶解的气体在冷却时不能及时逸出，残留在焊缝中形成气孔缺陷。

2.气孔类焊接缺陷防治措施。

（1）适当加大焊接电流，降低焊接速度。

（2）熔池不宜过大。熔池长度一般应不大于焊条直径的3倍，否则熔池容易被空气侵入，得不到药皮的充分保护而产生气孔。

（3）引弧时，应将电弧适当拉长，用电弧进行预热并逐渐形成熔池。在已焊过的焊道端部收尾时，应适当将电弧拉长，使该部受热，然后压低电弧，稍停片刻后再熄弧。