影响钢管焊接质量的因素分析及对策探讨

摘 要：钢管在油田勘探开发和石油化工中得到广泛的应用，铝管具有空心截面的容器，能够用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件。钢管的焊接技术是其能够拥有足够长度，发挥作用的保障。本文分析了影响钢管焊接质量的因素，阐述了改进措施，同时阐述了钢管焊接技术的具体应用。

关键词：钢管焊接 ;焊接技术;因素分析;对策

1影响钢管焊接质量的因素分析及改进措施

1.1操作人员因素

影响鋼管焊接质量的因素有很多，人员因素是最基本的因素。因为焊接工艺的不同，焊接质量对人员的依赖程度也不同。传统手动操控焊接需要焊工娴熟的技术和丰富的经验来保证焊接过程的高质量。现代自动化焊接对于操控人员的规范化要求很高。无论哪种焊接工艺，操控人员的质量意识不足、不按流程规范化操作都会影响钢管焊接质量。面对操控人员对于焊接质量的影响，有效的应对措施主要有以下几点：首先加强质量意识的培训，建立质量责任制，树立一丝不苟的工作作风。其次要不断地进行岗位培训，不断更新焊接工艺知识，提升焊接操控能力。最后要建立质量监督和检查机制，最好质量把控。

1.2焊接设备因素

焊接设备是钢管焊接质量的重要影响因素。焊接设备的性能和稳定性对于焊接过程有较大的影响，尤其是一些结构复杂、自动化高的焊接设备对于焊接质量具有绝对性影响。面对焊接设备对于钢管焊接质量的影响，可以从以下几个方面来进行应对：首先对于企业的焊接设备进行定期的检修和保养。其次，建立人员使用责任制，减少焊接设备在使用过程中因不当使用造成的损坏。最后重点对于焊接设备上的仪表仪器定期进行校验。

1.3焊接材料因素

焊接材料的质量也会对于钢管焊接的质量造成影响。焊接材料既包括被焊接的材料也包括各种焊接材料和配合使用的各种零部件。这些焊接材料的质量是钢管焊接最终质量好坏的基础。对于焊接材料对于焊接质量的影响，可以进行下面几个方面的控制：首先，就是对于焊接材料源头的控制，选择质量好，信誉好的厂商进货原材料。其次，对于材料进厂要做好验收和质量检验。最后，建立严格的材料管理制度。

1.4焊接方法因素

钢管焊接质量对于焊接工艺的依赖性较强，焊接工艺是否正确，焊接流程是否严格执行都会对钢管焊接的质量造成影响。钢管正确的焊接工艺对于焊接质量有影响，但是即使焊接工艺正确，焊接流程没有得到严格保证最后也会影响焊接质量。所以应对焊接方法因素对于钢管焊接质量的影响，可以从以下几个措施应对：建立严格的操作流程制度，定期对于焊接人员进行培训，严格按照规定科学地选择正确的焊接方法，加强对于焊接流程的监督。

1.5焊接环境因素

焊接环境对于焊接质量的影响是指某些特定的焊接项目。大部分的钢管焊接都是在室外进行的，对于焊剂环境要求较小。但有些对于质量要求高的钢管焊接项目，焊接环境中的温度、湿度及天气因素都会对焊接质量造成影响。面对焊接环境对于钢管焊接之类的影响，做好相对于的防护措施就可以有效地避免影响。

1.6 钢管焊接产生裂纹

采用焊条电弧焊方法打底焊接奥氏体不锈钢，焊完后未发现裂纹，填充层采用焊条电弧焊焊接碳钢，当第一根焊条焊完后就出现了裂纹，且裂纹在焊缝中间。从裂纹状况看，裂纹是发生在焊缝中间，从焊缝结晶过程分析，焊缝中间部位是最后冷却的，因而中间部位是焊缝中的薄弱环节，当某种拉应力有足够大时就会被拉裂。在焊接工艺评定制作中未发现这种现象，根据管道的空中结构分析，这种“足够大的拉应力”是悬挂钢管的自重而产生的。产生裂纹的拉应力有两种，一是焊接拉应力;二是结构拉应力。根据焊接工艺评定制作和现场施工过程分析认为结构拉应力是产生裂纹的主要原因。一般采用以下工艺措施：（1）在焊缝的受拉面采用，（2）采用汽油浸泡麻绳预热加温的工艺来控制奥氏体不锈钢与碳钢焊后应力差的影响;（3）采用多层焊（低热输入）、对称焊、同方向焊、连续焊的工艺来控制焊缝因周向受热不平衡、不连续而产生的淬硬倾向及焊接应力。

2 钢管焊接技术具体的应用

2.1高频直缝焊管工艺技术

高频直缝焊管的改造、进步速度很快，从最初的辊式成型进行改进变成后期的排辊成型，一直到如今的柔性成型、直缘成型以及等刚性机架的揉入先进的科学技术模型，现如今所使用的成型已经日益趋于完善，可以说在某种程度上初步实现了智能化成型;而焊管技术流程中的焊接和热处理电源的技术，也从一开始的电子管式变成如今的全固态式，在原有的基础上很大程度的增加了燃料燃烧的功率，而且现象还引入了数字化、智能化等自动控制的操作理念;将高频焊管的质量控制向上延伸到上游的原料设计与生产工艺，提高产品性能与品质水平。高频焊管装备国产化有很大进展，高频焊管生产线的信息化系统化建设进展完善，部分企业已建设了完善的工艺系统，而且运行良好，但是应该看到由于市场日渐饱和，还有一大批机组正在建设中准备投入使用。今后需要转变增长形式，注重技术发展和工艺改良，开发新的工艺技术，节能降耗提高信息化程度。

2.2钛合金与钢管的焊接技术

钛合金与钢铁的焊接过程主要取决于两次材料的差异和二者在冶金学理论上的相容能力，当前钛合金与钢管焊接的主要技术难题，首先钛合金与钢管在焊接中会发生很大的内应力，同时很难清除。主要影响因素是钛合金与钢管的线膨胀过程差异比较明显，在焊接冷却过程的变形程度差异引起的，第二是钛和钢铁这两种金属的互溶度较低，通常在焊接过程中常常形成性质硬脆的金属间化合物，通常是铁化钛。此物质形成的原理主要是焊接时钛与铁之间发生扩散，一定时间铁在钛中出现过饱和的情况，从而生成铁化钛。所以，钛与钢管中的碳元素生成碳话钛，同时钛还可以与钢管的微量的铬、镍、铁等形成金属间化合物，造成脆性增大。对钛合金与钢管通过焊接成功连接，同时想保证接头的性能，就必须转对不同工况实施相应的焊接手段与工艺来实现。主要目的还是为了避免接头的内应力，减低材料形成脆性。当前对于钛合金与钢管的焊接工艺，也有很多科研工作者研究，发展处具有钎焊，爆破焊，扩散焊和激光焊等综合手段的一套体系。每种焊接的工艺都有其特点，单一的工艺不能满足所有工件的工程要求。

2.3钢管腐蚀坑的焊接补强

管线钢管在输送油气等物质的过程中，通常会由于腐蚀性介质和跨越区域的土壤酸碱潮湿度等因素形成管壁减薄，导致管线强度下降，厚度在允许范围以下。从被动地堵漏向主动地预防加固的发展过程是管线维护的趋势。在线焊接维护操作中一般运用套管维护焊接与带压力钻孔安装的单管焊接，另外，对腐蚀坑中点项腐蚀与面项腐蚀等缺陷使用直接堆焊和补疤焊接工艺也是比较常见的管线维修补强方法。现役管线的焊接修补存在的问题有是烧穿和氢腐蚀的裂纹，故针对现役管线实施维护焊接，完成焊接工艺试验研究，制定的合理的工艺技术，就有很重要的实际意义。

3 结语

钢管焊接工艺发展到目前，各种不同的焊接技术和工艺为不同需求的钢管提供的技术支持。目前主流的几种钢管焊接工艺是利用热熔原理和电弧焊接。面对不同需求的钢管，选择合理的焊接工艺非常重要。同时，焊接操作人员、焊接材料、焊接环境和焊接设备对于钢管焊接的质量都会造成影响。在实际的钢管焊接过程中，做好应对措施是保证钢管焊接质量的关键。

参考文献：

[1]张保林，宋丽平.不锈钢与碳钢复合钢管的焊接工艺[J].焊接技术，2019，48（06）：47-49

[2]洪成江.钛合金钢管焊接技术研究进展.中国石油和化工标准与质量，2011，09

作者简介：

杨文霞（1987年4月出生），女，助理工程师，从事钢管制造焊接技术工作.