【长输管道水田、林区沼泽地焊接质量控制】长输管道施工 QC质量控制
时间：2019-04-21 03:17:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着我国长输管道建设进入高峰施工期，长输管道沿途穿越戈壁、沙漠、沼泽、高山、冲沟、峡谷、河流等多种复杂地形，其中管道焊接质量在水田和沼泽地进行也成为施工过程中的关键控制难点之一。近两年我单位承建的漠大线、大锦线两条俄油引进管道工程先后穿越林区沼泽、水田水系发达地带，采用焊条电弧焊打底，自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面焊接工艺，很容易出现焊接质量问题。如何解决这些问题，是保证管道建设顺利进行和管道施工质量的关键。我们结合这两条原油管线的施工，对管道半自动焊在水田和林区沼泽地焊接施工的一些质量问题进行一定程度的分析与研究。
关键词：管道 水田 沼泽 自保护药芯焊丝 半自动焊 质量控制
1 水田、林间沼泽地焊接出现的质量问题
1.1 焊接工艺要求 Φ813管道环形焊口采用手工焊打底，自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面焊接的焊接方式。打底采用纤维素下向焊条AWS E6010 Φ4.0，填充盖面采用直径为Φ2.0自保护药芯焊丝。
1.1.1 焊接接头形式。工程采用对接接头，V型坡口，如图1所示。坡口角度60°±5°，钝边1.6±0.8mm，组对间隙2.0-3.5mm，错边量≤1.6mm。焊接层数见表1。
1.1.2 焊接规范
1.2 焊缝质量存在的问题 焊接设备性能及焊工的操作技能水平直接影响焊接质量，另外，焊接质量也与诸多外部因素存在关联。我单位施工的这两条原油管道，设计要求100%射线探伤Ⅱ级合格，我单位对60道不合格的焊口主要缺陷做了统计，如表3所示。
1.3 原因分析 除了受到焊接设备和焊工操作的影响，造成缺陷的因素主要是外部因素。在对发生缺陷部位进行分析以后，发现除12个点频频出现气孔外，其它部位也存在这种问题，在焊缝的5个点的部位常出现未熔合、裂纹、内凹等缺陷，其中，在1点的部位也存在内凹现象。经过大量的实践分析得知，焊缝之所以存在上述缺陷，以及这些缺陷分布部位会发生变动，主要由以下因素引起的：
1.3.1 水田、林区沼泽地空气湿度相对较大且阴雨天气较多。①平地段焊接时气孔往往出现在12点位置，这是由于起弧、接头时，焊条端头药皮熔化不好、保护差，易产生气孔，当环境中空气湿度相对较大时，金属熔池中的气体含量较高，影响到焊接熔池的除气过程，焊缝中就容易产生气孔，气孔分布变得没有规律。②林区沼泽地往往多阵雨、小雨，若在雨天雨水落到熔池中，焊缝金属会加速冷却，这样气体残留在缝内为及时排出而形成结晶，导致气孔的产生。③在水田、林区沼泽地焊接时，管子中往往容易进入水、泥等含水量大的物质，如果清管不及时造成泥水顺管内流淌，加速6点位置金属的冷却，容易造成裂纹和气孔。
1.3.2 焊接过程中由于管堆或地基下沉的原因使管道发生移动。①对口时，若因管道移动增大了局部对口间隙，根焊时则常出现内凹现象；若因管道移动而缩小了局部对口的间隙，则焊接时容易出现未焊透或未熔合的情况。②在水田、林区沼泽地组焊时管堆的泥土松动造成管子下滑，从而造成对口错边量增大，焊接时一侧焊不到位容易形成单边未熔合。③焊工在根焊未完成时，如果管道发生移动，容易造成根焊焊缝局部断裂形成裂纹。
1.3.3 其它。①在水田、林区沼泽地施工时环境恶劣，焊工时常要忍受蚊虫叮咬并且趟在泥泞的地里手工焊打底，如果吃苦耐劳、敬业精神不够，是很难保证仰焊位置的焊接质量的。②用半自动焊进行填充、盖面焊时，在泥水较多的环境中焊工不愿意认真观察仰焊位置熔池的变化，出现问题时不能得到及时的调整焊接参数及自身焊接手法，也是影响焊接质量的重要原因之一。③自保护药芯焊丝不需要烘干，但在水田、林区沼泽地施工拆装后焊丝外表容易锈蚀，药芯容易受潮，如果拆装后不尽快用完焊接时很容易产生气孔。
2 预防措施及效果
针对上述焊接缺陷产生原因的分析，我们从工程施工过程中总结了经验，制定了相应的预防措施：
2.1 减少施工环境对焊接质量的影响 ①作业带两侧开挖明沟进行排水，将作业带上设备行走通道内的腐殖土和淤泥清除干净，通过铺上一层树干或管排增加承载能力，确保施工机具正常行走，正常组焊。②设置便捷、实用的防风挡雨棚，保证焊接作业顺利进行。③我们在施工过程中要求所有焊口焊接前都采用环形火焰加热器进行预热，每层焊道都要进行预热后才可以进行焊接。当出现返修口时，为了有效地释放磨口时出现的内应力，也要求每层焊道都要进行预热后才可以进行焊接。④管口组对前认真执行《工序交接制度》，清管完毕进行自检、互检，合格后进行组对，保证管道内的水、泥等杂物清除干净，尤其是对管口附近的水或水渍要用火焰烤干，保证管口干燥和管内清洁。
2.2 焊接过程中避免管道发生偏移 ①布管和组对作业时必须保证管材稳固放置。管墩底充垫物必须坚实牢固，不准用稀松的泥土充垫。②管道在组对时吊具应选择摩擦力大的尼龙带或其他软吊带，吊点应放在管道重心点上。在起吊前应将吊点擦试干净，避免因为湿滑发生管道脱落、滑动的现象发生。
2.3 适当调整焊接工艺参数及手法，加强焊工质量意识教育 ①手工焊打底时从12点位置开始引弧，运条时将焊条药皮放在间隙两侧坡口上压住直拉向下，若遇到管口错边处时，电弧稍偏向管壁高的一侧，电压控制在25V-30V，焊接电流控制在焊接工艺范围内。收弧时要迅速拉断电弧。焊后及时用角向磨光机从焊道一侧向另一侧以圆弧形式清理焊道，直到露出金属光泽。避免气孔、夹渣等缺陷出现。②半自动填充焊时，焊接电流、电弧电压及送丝速度间的匹配非常重要，直接影响到焊接电弧稳定性、焊缝金属的成型。在焊接过程中，焊丝决不可脱离熔池先运行，必须带动熔池一起行走，让熔池在坡口两侧熔合良好后再稳步前行，否则会出现跳丝、焊缝金属熔合不到位等现象。③半自动盖面接头收尾时，要加快焊接速度，降低熔池温度，给足铁液，必要时也可熄弧收尾，但频率要快，压上前面留下的接头。能有效防止弧坑、焊缝余高过高等缺陷出现。④要强化对机组人员质量意识的培训，培养其吃苦耐劳、不怕艰难的敬业精神，提高其操作技能，必要时给予一定的经济补助，从而改善焊接质量，争取大部分产品一次合格。
根据上述分析我们可以看出，施工环境发生变动是造成质量问题的一个主要因素，所以应该创造小的施工环境，尽量将大环境对焊接质量的不利影响降至最低，同时改进焊工操作方法，合理调整工艺参数，往往能大大提高焊接质量。
辽河一建成功地在漠大线林区沼泽地、大锦线水田地应用半自动焊工艺，焊接一次合格率均达到了98%以上，以较高的施工速度和施工质量取得了良好的经济效益和社会效益。实践证明，只要科学组织施工，质量过程控制到位，措施得力，自保护药芯焊丝半自动焊工艺在大兴安岭林区沼泽地和水田地段施工可以发挥出良好的效果。
3 建议
①由于林区沼泽地和水田地环境恶劣，如果施工单位能改善工人劳动条件，管道施工建设将会以高质、高效完成。②在沼泽、水田建设管道施工难度大，费用高，尽可能优化线路走向绕开沼泽地施工。
参考文献：
[1]顾纪清，阳代军.管道焊接技术[M].北京：化学工业出版社，2005：253－265.
[2]张振永.长输油气管道焊接方法及焊材选用[J].焊管，2004，27(3)：37－42.
