钢制压力管道焊接质量的控制

钢制压力管道焊接质量的控制

钢质压力管道焊接质量的控制

上海煤气第二管线工程有限公司汪建国

［摘要］:

本文主要通过对钢质燃气压力管道焊缝质量缺陷产生原因进行分析，论述了如何针对焊

前检验、焊接中检验、焊后检验来采取控制措施，从而实现管道焊接施工质量控制的目

标。

［关键词］:

钢质压力管道焊接质量控制焊接过程控制焊接质量检验

。序言

国务院2009年5月1日颁发实施的《特种设备安全监察条例》（国务院令第549号）

中，将压力管道定义为“利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规

定为最高工作压力大于或者等于0.IMPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、

易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大

于25nlm的管道”。焊接过程是其施工的关键过程和主要过程，焊接质量的优劣直接关系

燃气管道运行安全，我们应通过加强焊前检验、焊接中检验以及焊后检验来控制焊接质

量。

1、管道焊缝质量缺陷分类及原因

1.1管道焊缝质量缺陷的分类：

焊缝质量缺陷分表面质量缺陷和内部质量缺陷两类。

焊缝表面质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、咬边、未熔合、焊瘤、未焊透、根部收

缩、余高过大、外观成形凹凸不平、角焊缝厚度不足或焊脚不对称情况等。

焊缝内部质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等。

几种焊缝（表面和内部）质量缺陷示意见图1.

咬边

‘I孔

图1焊缝质量缺陷示意图

1.2重要焊缝质量缺陷产生的原因

1.2.1焊缝产生未焊透的原因

（1）电流强度不够，运条速度太快；

（2）管道组对时，坡口的钝边太厚或间隙太小；

（3）焊条角度不对以及电弧偏吹；

（4）焊件散热速度太快使焊融金属迅速冷却。

1.2.2焊缝产生气孔的原因

（1）熔化金属冷却太快，气体来不及从焊缝中逸出;

（2）电弧太长或太短；

（3）焊条受潮；

（4）焊件及焊条上沾有油漆、油污等，受热后放出气体浸入熔池;

（5）基本金属及焊条化学成分不当。

1.2.3焊缝产生裂纹的原因

（1）焊接材料化学成分不当；。

（2）管道组对不正确；

（3）点焊处尺寸较小，受外力或焊接应力作用而破裂；

（4）其他具有尖角的缺陷（如针状气孔、咬边、未焊透等）未检查并及时修复，由于

应力作用而发展成裂纹。

2、焊前检验

2.1原材料的检查

原材料的检查：包括对母材、焊条（焊丝）、保护气体、焊剂、电极等进行检查，是否

与合格证及国家标准相符合，包装是否破损，是否过期等。尤其焊接材料是压力管道安装

焊接质量保证的基本条件,焊接材料的质量和正确使用影响到压力管道安装的工程进度、

成本和质量，应严格控制焊接材料的采购、验收、保管、烘烤、发放、使用和回收等。企

业应设焊材一级库，项目部设焊材二级库。•级库应具有保温、去湿的必要条件,入库、发

料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备，设备上的各种仪表应在

周检有效期内使用。应详细记录烘干的温度和时间，如低氢型焊条烘干温度350-400C,恒

温时间为k2h,烘干后放在100-150℃的条件下保存。焊接时应随用随取，并放入焊条保

温筒内，但时间不宜超过4h。回收可再利用的焊条，需重新烘干，焊条烘干不得超过二次。

未受潮情况下，纤维素焊条不需烘干。受潮后，纤维素焊条烘干温度应为80-100C,烘干

时间为0.5-lh»

2.2焊接结构设计及施焊技术文件的检查

焊件结构是否设计合理、便于施焊、易保证焊接质量，工艺要求是否表达齐全；新材

料、新方法、新工艺是否均进行焊接工艺评定试验。

焊接工艺评定是对焊接工艺评定指导书中设计的各项工艺参数和措施的验证,焊接工艺

评定必须由本单位焊工使用本单位设备,依照相应国际通用标准或国家标准如：NBT

47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准规定完成。合格与否，主要是通过被评定的焊

接的各项理化结果来判断。试验结果若不合格,应分析原因，并重新制定工艺参数和工艺措

施,或者对施焊焊工进行调换,再次进行评定，直至合格为止。

2.3对焊工进行技术交底的检查

对焊工进行技术交底的检查，明确焊接工艺要求、焊接质量要求和安全防范要求。

2.4焊接设备质量检查

焊接设备质量检查，包括焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求，焊炬、电缆、气

管、焊接辅助工具、安全防护等是否齐全，应装有在周检（校）期内合格的电流、电压表、

压力表。

2.5焊工资格检查

从事压力管道焊接施工的焊工应按照《特种设备焊接操作人员考核细则》要求取得相应

资格审定及资格认证后,持证上岗。取得焊工资格证书的焊工,在实际施工中，只能在资格

证有效期内承担所规定的项目（包括焊接方法、管材种类、管径范围、壁厚范围、焊接材

料、焊接方向及位置等）的焊接工作，《特种设备作业人员证》每四年复审一次，对中断

资格范围内的工作超过6个月的焊工,应对其资格重新进行认定考试，年龄超过55岁的焊

工，需要继续从事特种设备焊接作'业，根据情况由发证机关决定是否需要进行考试。

2.6焊接环境的检查

施焊环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、湿度、

风速，才能保证所施焊的焊缝组织获得良好的外观成形与内在质量，具有符合要求的机械

性能与金相组织。因此施焊环境应符合下列规定：

2.6.1环境温度

焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当环境温度

低于施焊材料的最低允许温度时，应根据焊接工艺评定提出预热要求。

2.6.2焊接时的风速

焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当超过规定值时，应有防风设

施。

（1）焊条电弧焊、自保护药芯焊丝电弧焊和气焊时风速不应超过8m/s。

（2）鸨极惰性气体保护电弧焊和熔化极气体保护电弧焊风速不应超过2m/s»

2.6.3.相对湿度

焊接电弧1m范围内的相对湿度应符合下列规定：

（1）铝及铝合金焊接：不得大于80%。

（2）其他材料焊接：不得大于90%。

2.6.4焊件表面检查

当焊件表面潮湿，或在下雨、刮风期间，焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要

求时，不得进行施焊作业。

3、焊接中检验

焊接中检查包括：

(1)焊接中是否执行了焊接工艺要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范(电流、

电压、线能量)、焊接顺序、焊接变形及温度控制。

(2)焊接层间是否存在裂纹、气孔、夹渣等表面缺陷。

4、焊后检验

4.1外观检验

(1)利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷。

(2)用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错边等。

4.2常用的焊缝无损检测方法

焊缝的无损检测方法，一般包括射线探伤(X、Y)、超声波探伤、磁粉、渗透和涡流探

伤等，其中射线探伤和超声探伤适合于焊缝内部缺陷的检测，磁粉，渗透和涡流适用于焊

缝表面质量的检验，无损检测方法应根据焊缝材质与结构特性来选择。

4.3

硬度测定

硬度试验方法有布氏(HB)硬度测定、洛氏(HR)硬度测定、维氏(HV)硬度测定3种。对有

热处理要求的压力管道焊缝，应测量焊缝及热影响区的硬度值是否符合设计要求中有关项

的标准规定。如设计无明确规定,碳钢焊缝和热影响区的碳钢不宜大于母材硬度的120%,检

验数量不应少于热处理焊口总数的10%,且不少于1个;每个焊口不小于1处，每处3点

(焊缝1点、热影响区1点、母材1点)。热处理后的焊缝硬度值超过规定值时，应重新进

行热处理，并须重作硬度测定。

4.4压力试验

压力管道安装完毕，在外观检查、热处理和无损检测合格后方可进行压力试验。压力试

验的目的是检查压力管道系统及连接部位的工程质量，保证其强度和严密性符合标准要

求。

5、焊缝返修

（1）对需要焊接返修的焊缝，应分析缺陷产生原