压力管道安装中焊接存在问题及预防措施

郭传军，栾泉，谷硕

（大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司，辽宁 大连 116013）

随着国民经济的发展和技术的不断进步，压力管道广泛应用于石油化工、电力、城市燃气等重要行业。压力管道连接着各种工艺设备，担负着高温高压、易燃易爆、有毒、腐蚀或放射性物料的输送任务[1]。

1 焊接存在问题

1.1 焊接工艺评定

焊评缺项。材料标准有冲击试验要求而焊评中没有冲击试验要求；组合评定时，弯曲试验未进行侧弯，不符合要求[2]。焊接工艺评定厚度覆盖范围无法覆盖焊件厚度，尤其在组合焊评评定合格后焊接方法单独使用时较为常见。

焊接工艺评定时预热温度选用过高，实际焊接时预热温度比已评定合格降低50 ℃以上，甚至没有预热，不符合标准要求，属于变更重要因素，需重新进行焊接工艺评定。

变更填充金属类别号。焊接16Mn 无缝钢管 时，焊接工艺评定中焊接方法SMAW 选用的焊条型号是E4315，而实际施焊的焊条型号 E4303，属于用强度级别低的填充金属代替强度级别高的填充金属，需重新进行焊接工艺评定。

1.2 焊工资格

从事与焊工资格项目不符的焊接工作，属于超项焊接。持有GTAW-FeI-5G-3/89-FeS-02/11/13 项目的焊工，焊接材质为16Mn，规格为Φ60.3×4 的无缝钢管，既是材料类别的不符合，又是材料规格的不符合，该持证焊工可焊接的管材焊件最小外径为76 mm。

取得板材对接焊缝试件考试项目的焊工，在焊接外径小于或等于600 mm 的管材时，未考虑管外径应大于等于76 mm 的限制[3]。

手工焊焊工变更焊接工艺因素。监检发现持证项目为 GTAW-FeⅡ-6G-3/60-FeS-02/11/12 的焊工，实际操作中电流与极性为直流反接，与持证项目中的直流正接不符，需重新考试。

碳钢与不锈钢之间焊接，缺少不锈钢焊工资格项目；焊工持有大径管材对接资格项目，缺小径管材对接资格项目。

1.3 施焊问题

压力管道安装大多数是露天作业，焊接施工的温度、风速、相对湿度等应符合要求[4]，必要时加强防护措施。管道环焊缝间距不当。直管段上两对接环焊缝中心面间的距离、管道环焊缝与弯管起弯点的距离、管道环焊缝距支吊架净距不符合要求[5]。直管上焊缝间距有规定主要是为了避开焊接残余应力。如果环焊缝的间距过小，焊接时会影响前一道环焊缝的强度。

未严格执行焊接工艺规程，具体表现在焊接参数较规程引用的焊评变化范围大；在管道组成件上引弧。监检中发现，有的不锈钢焊件表面有引弧现象，这不符合标准的要求[6]。在管道组成件上引 弧，会使焊件的引弧部位金属结构发生金相变化，从而影响到组成件的强度和使用寿命。

1.4 焊材问题

现场焊接材料储存条件较差，不能达到焊材保管的要求；焊材领用、发放、回收混乱，手续不齐全，未按照体系文件要求进行控制；个别安装单位烘干设备老化，甚至烘干设备处于失灵状态；施工现场缺少焊条烘干记录，甚至个别安装单位对将要使用的焊条根本不进行烘干处理；领用的焊条未放在焊条保温桶内，焊条易受潮；异种钢焊接焊材选用不当。

1.5 焊接缺陷

未焊满：施焊人员工作责任心不强，自检和互检工作流于形式走过场。

未焊透：母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象，导致焊接接头承载面积减小，易产生应力集中，对接头的强度、疲劳性能影响很大。

未熔合：焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。未熔合是一种面积型缺陷，减小了承载截面积，应力集中现象严重，其危害程度仅次于裂纹。

裂纹：裂纹是焊接中最危险的缺陷，不仅削弱了接头的承载能力，使接头强度下降，还因裂纹末端的尖锐缺口造成应力集中现象，成为各种断裂的断裂源，产生严重破坏。

夹渣：在焊缝金属内部或熔合线附近存在的熔渣。在焊接过程中，熔池金属的颜色比夹渣更亮，夹渣呈暗红色。夹渣不但降低了焊缝的塑性和韧性，而且其尖角处往往会产生应力集中现象，尖角顶点甚至会形成裂纹。

气孔：焊接过程中熔池中的气体来不及逸出从而形成的空穴或孔洞。气孔降低了焊缝金属的塑性、韧性和弯曲性能，严重的气孔可造成应力集中，发展成为裂纹源。

咬边：电弧将焊缝边缘的母材熔化后，没有得到焊缝金属的有效补充形成的缺口。咬边削弱了接头的受力截面，可引起应力集中，在淬硬的边缘组织处，易引起裂纹。

2 预防措施

压力管道焊接前，必须有相应的焊接工艺评定支持。焊接工艺评定要按照最严苛的条件进行评定，要考虑到每种焊接方法所能覆盖到的焊件范围和焊缝金属范围。当重要因素、补加因素发生变化时，焊接工艺评定要实时跟进。

从事压力管道焊接的焊工其资格项目须在有效期内，按照允许的资格项目进行焊接工作。在监检过程中，对焊工所从事的焊接项目进行检查，防止有焊工超项焊接的事情发生。合格的焊工要养成在引弧板上引弧的好习惯，焊条在引弧板上引弧后就可以在焊件上正式施焊了。焊材库应具有良好的烘干、保温设备，设备上仪表应在检验有效期内。按照质保体系文件要求对焊材领用、发放、回收进行控制。每天将发放的焊条按规定温度进行烘干，烘干的焊条放入焊条保温筒内，做到随用随取。碳钢、低合金钢与奥氏体不锈钢的焊接，当焊接接头承载的温度较低时，选用高Cr、Ni 含量的奥氏体焊接材料；当接头承载的温度较高时，选用镍基焊接材料，减少马氏体组织的形成，限制碳的迁移。

焊接过程中严格执行焊接工艺规程的要求，凡是不利于施焊的条件，必须有防护措施，否则应停止施焊工作。加强焊工技能培训，选择合适的焊接规范，运条方法、焊条角度、焊接速度、坡口尺 寸、接头形式、焊接顺序、焊件表面和坡口清理要符合规定，正确选择电源种类与极性，严格控制焊缝或焊材中有害杂质的含量，防止焊接缺陷的产生。

3 结束语

压力管道是通过焊接把管子、弯头、三通、异径管等管道组成件连接起来组成一个完整的管道系统，焊接关系到管道安装质量和投产后的运行安全。认真落实标准和设计文件要求，从焊接工艺评定、焊工资格、焊接材料等方面把控焊接质量，确保焊接各个环节都符合要求，从而提高压力管道安装质量。