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摘 要:质量是产品的核心,是企业的生命。焊接是管道安装中关键的一道工序,良好的焊接质量是保证管道安全作业和使用的重要条件。本文主要论述了材料质量、焊接过程、焊接质量检验等控制措施,从而实现管道焊接施工质量控制目标。
关键词:钢质压力管道;焊接质量控制;材料质量;焊接过程控制;焊接质量检验
工业建设项目钢质压力管道通常采用焊接方式连接,良好的焊接质量是保证管道安全作业和使用的重要条件。管道焊接质量控制有几个重要环节:材料质量控制、焊接过程控制、焊接质量检验。材料质量控制是首要前提,焊接过程控制、焊接质量检验是必要条件。本文重点针对这三个环节采取控制措施,以确保管道焊接质量。
一、管道材料和焊接材料检验措施
管材和焊材直接决定了管道焊接质量,各生产厂家的生产技术水平、产品质量参差不齐,材料进场前的运输、保管等环节也会使材料的质量受到影响。做好管材和焊材进场检验是管道焊接过程质量控制的首要环节。
所有管材、管件(管道组件及支撑件)均应具有质量证明书,其质量应当符合技术文件的规定,并且符合现行国家标准的规定。材料在使用前,均应当按行国家标准进行检查及验收。主要检验管材、管件的表面锈蚀情况,焊条药皮有无脱落、受潮、开裂等情况,焊条或焊丝表面洁净度。检测管材和管件的壁厚、外径的尺寸是否与设计选定的材料标准系列相符,管口椭圆度等偏差值是否满足材料规范要求。焊条、焊丝、保护气体均应符合相关的现行国家标准的规定,并且建立健全焊材的保管、烘干、清理、焊材发放等方面的规章制度。
二、管道焊接过程控制措施
(一)焊接施工工艺控制。每种管道焊接施工前,必须有相适应的焊接工艺评定,经评定合格的焊接工艺才可作为工程焊接施工的依据。对于工程中各类焊接管道,均应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡,作为焊工、管工实际焊接作业的指导和依据。
(二)焊工的资格和能力核查。焊工属于特殊工种,必须对焊工合格证书进行审查,以确认焊工是否具有焊接操作的资格和能力,主要核查:焊工合格证书的考试合格项目及焊工合格证检验、审批的有效期限。
(三)管道焊接操作过程控制。现场焊接质检员主要对管道切割下料、管口和坡口加工、管口清理、组对、点焊和正式焊接的电流、电压、焊接环境等方面进行检查。每条焊缝焊完后,焊工应按要求将飞溅、熔渣等清除干净,自检合格后,按规定打上焊工钢印或做记录,并填写“施焊及焊缝外观检查记录”和“施焊记录”,交焊接质检员确认和专检。焊接质检员对焊工自检合格后的焊缝进行外观检查,并填写“施焊及焊缝外观检查记录”和“焊缝外观检查记录”。
1.管道切割下料要控制管口平面与管道轴线的垂直度。
2.管道组对要根据焊接工艺卡的要求检查管口组对的间隙、平直度、错边量等,防止焊缝出现未焊透、焊瘤过大、焊缝宽度不合格等质量问题。
3.针对预制场地及施工现场的湿度、风速、清洁状况等焊接环境进行检查,若不符合焊接工艺的要求时,应停止焊接施工或采取保证措施再施焊。
4.要检查焊接设备的焊接性能和安全运行状况。应满足:有合适的引弧电压、良好的调节电流的功能和足够的功率;电压能迅速适应电弧长度的变动、从短路到开路的变化时间短,以保证焊接过程稳定;短路电流不应太大。
5.要核查实际焊接操作的电压、电流、焊接速度、焊条摆动、点固焊和打底焊方法、焊道层数及各层的焊接方法、清根、层间清理等,并对使用的焊条或焊丝的型号、规格和烘干、保温、防潮、防污染等情况进行巡查。
6.焊前预热和焊后热处理必须制定相应的热处理技术措施,主要应根据钢材的化学成分、厚度、焊接形式、焊接方法、焊接材料及环境温度等因素,明确加热的方式、温度、范围和加热速度,以及焊后维持恒温的时间和冷却降温的速度。
7.管道焊缝施焊完成并检查后,应及时在焊缝附近做焊缝标识并记录。焊缝标识的主要内容有焊口编号、焊接日期、焊工代号、固定焊口标记、表面质量检验结果、内部质量无损检测结果及标记、焊缝返修标识,以及管段编号和管材标识等。各项标识应与焊接技术资料相符,不能有错漏。
三、焊接质量检验控制措施
焊后的各种检验对于保证焊接质量具有重要意义。管道焊接质量检验通常分三步进行:首先是焊缝表面质量检验,然后是焊缝内部质量无损探伤检验,最后是管道系统压力试验。
(一)焊缝表面质量检验。通常采用目测和焊接检测尺,检查焊缝表面的裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、焊瘤、根部收缩、余高、焊缝外观成形、角焊缝厚度、角焊缝焊脚对称情况等。
(二)焊缝无损探伤检验控制措施。无损检测是一种非破坏性检验,用物理方法在不损坏焊接接头完整性的条件下发现表面或内部缺陷检验。在此介绍一下常用的射线检測和超声波检测。
1.射线检测控制要点
(1)射线检测标准根据缺陷的性质和数量,将焊缝质量分为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共 4 个级别。Ⅰ级焊缝不准有裂纹、未熔合、未焊 透、条渣;Ⅱ级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透存在; Ⅲ级焊缝内不允许有裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透存在;不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按条渣长度的Ⅲ级评定;焊缝缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ别。
(2)按JB/T4730中的规定选择合适的射线能量(即射线源)及其与管道焊缝表面的距离和位置。胶片的象质计灵敏度、黑度等质量也要符合JB/T4730规定的要求
(3)管道焊缝透照常采用外透法,应根据管道外径(周长)、射线源与管道的距离及发出的射线角度,计算底片应使用的张数。
(4)管道焊缝透照部位应有透照标记,主要包括底片中心标记、搭接标记及识别标记(包括管段编号、焊缝编号、透照部位编号和日期等)和返修标记。
2.超声检测控制要点
(1)超声检测是通过探伤仪的探头在扫描焊缝区域时发出超声波,观察探伤仪显示的最大反射波的波高,并与对比试块的“距离─波幅”曲线图进行对照,根据波幅所在的区域,判断焊缝缺陷所在位置、指示长度,再根据波幅所在区域和缺陷指示长度评定焊缝的质量等级,焊缝的质量等级可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级。
(2)焊缝缺陷指示长度应根据以下两种情况测定:
①当缺陷反射波信号只有一个高点且缺陷处声束宽度小于缺陷长度时,用降低6dB相对灵敏度法测量缺陷的指示长度见图1;
②在探头移动过程中,当缺陷反射波信号起伏变化有多个高点,缺陷端部反射波幅位于SL线或Ⅱ区时,用端点峰值法测量缺陷指示长度(即探头移动过程中,以缺陷两端反射波信号最大值之间的距离为缺陷指示长度。)见图2。
(3)用于对照的“距离─波幅”曲线图,应以检测时所用探伤仪和探头在对比试块上实测所得的数据绘制,并划分区域(波幅在评定线与定量线之间为Ⅰ区;波幅在定量线与判废线之间为Ⅱ区;波幅在判废线以上为Ⅲ区),见图3。
具体检测方法、检测数量及评级指标均应符合设计文件和相关标准的规定,并且从事无损检测人员必须持有国家技术监督局颁发的并与其工作内容相适应的资格证书。
(三)压力试验及气密性试验。压力试验及气密性试验应按照工艺文件及相关技术标准的有关规定进行。通常试验压力为设计压力的1.25~1.5倍。
四、结语
总之,管道焊接的现场情况复杂、施焊环境恶劣、焊缝数量较多,焊接质量不易保证,必须加强控制,方可把优质合格的工程交给用户。焊接质量控制归纳起来可总结为“合格的焊工使用合格的材料和设备按照有效的工艺进行操作。”质量控制人员要对焊接活动实施全面地、有效地控制,以提高焊接质量。
参考文献:
[1]薛茜,罗震,王乐生.长输管道焊接质量检[J].验焊接技 术,2015(3):66-68.
[2]孔凡利,薛朋.焊接质量控制经验之谈[J].现代焊接, 2014,(9):42.
[3]马飞辉.特种化工设备焊接质量检验综述 [J].广东化 工,2012,34(8):51-54.
关键词:钢质压力管道;焊接质量控制;材料质量;焊接过程控制;焊接质量检验
工业建设项目钢质压力管道通常采用焊接方式连接,良好的焊接质量是保证管道安全作业和使用的重要条件。管道焊接质量控制有几个重要环节:材料质量控制、焊接过程控制、焊接质量检验。材料质量控制是首要前提,焊接过程控制、焊接质量检验是必要条件。本文重点针对这三个环节采取控制措施,以确保管道焊接质量。
一、管道材料和焊接材料检验措施
管材和焊材直接决定了管道焊接质量,各生产厂家的生产技术水平、产品质量参差不齐,材料进场前的运输、保管等环节也会使材料的质量受到影响。做好管材和焊材进场检验是管道焊接过程质量控制的首要环节。
所有管材、管件(管道组件及支撑件)均应具有质量证明书,其质量应当符合技术文件的规定,并且符合现行国家标准的规定。材料在使用前,均应当按行国家标准进行检查及验收。主要检验管材、管件的表面锈蚀情况,焊条药皮有无脱落、受潮、开裂等情况,焊条或焊丝表面洁净度。检测管材和管件的壁厚、外径的尺寸是否与设计选定的材料标准系列相符,管口椭圆度等偏差值是否满足材料规范要求。焊条、焊丝、保护气体均应符合相关的现行国家标准的规定,并且建立健全焊材的保管、烘干、清理、焊材发放等方面的规章制度。
二、管道焊接过程控制措施
(一)焊接施工工艺控制。每种管道焊接施工前,必须有相适应的焊接工艺评定,经评定合格的焊接工艺才可作为工程焊接施工的依据。对于工程中各类焊接管道,均应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡,作为焊工、管工实际焊接作业的指导和依据。
(二)焊工的资格和能力核查。焊工属于特殊工种,必须对焊工合格证书进行审查,以确认焊工是否具有焊接操作的资格和能力,主要核查:焊工合格证书的考试合格项目及焊工合格证检验、审批的有效期限。
(三)管道焊接操作过程控制。现场焊接质检员主要对管道切割下料、管口和坡口加工、管口清理、组对、点焊和正式焊接的电流、电压、焊接环境等方面进行检查。每条焊缝焊完后,焊工应按要求将飞溅、熔渣等清除干净,自检合格后,按规定打上焊工钢印或做记录,并填写“施焊及焊缝外观检查记录”和“施焊记录”,交焊接质检员确认和专检。焊接质检员对焊工自检合格后的焊缝进行外观检查,并填写“施焊及焊缝外观检查记录”和“焊缝外观检查记录”。
1.管道切割下料要控制管口平面与管道轴线的垂直度。
2.管道组对要根据焊接工艺卡的要求检查管口组对的间隙、平直度、错边量等,防止焊缝出现未焊透、焊瘤过大、焊缝宽度不合格等质量问题。
3.针对预制场地及施工现场的湿度、风速、清洁状况等焊接环境进行检查,若不符合焊接工艺的要求时,应停止焊接施工或采取保证措施再施焊。
4.要检查焊接设备的焊接性能和安全运行状况。应满足:有合适的引弧电压、良好的调节电流的功能和足够的功率;电压能迅速适应电弧长度的变动、从短路到开路的变化时间短,以保证焊接过程稳定;短路电流不应太大。
5.要核查实际焊接操作的电压、电流、焊接速度、焊条摆动、点固焊和打底焊方法、焊道层数及各层的焊接方法、清根、层间清理等,并对使用的焊条或焊丝的型号、规格和烘干、保温、防潮、防污染等情况进行巡查。
6.焊前预热和焊后热处理必须制定相应的热处理技术措施,主要应根据钢材的化学成分、厚度、焊接形式、焊接方法、焊接材料及环境温度等因素,明确加热的方式、温度、范围和加热速度,以及焊后维持恒温的时间和冷却降温的速度。
7.管道焊缝施焊完成并检查后,应及时在焊缝附近做焊缝标识并记录。焊缝标识的主要内容有焊口编号、焊接日期、焊工代号、固定焊口标记、表面质量检验结果、内部质量无损检测结果及标记、焊缝返修标识,以及管段编号和管材标识等。各项标识应与焊接技术资料相符,不能有错漏。
三、焊接质量检验控制措施
焊后的各种检验对于保证焊接质量具有重要意义。管道焊接质量检验通常分三步进行:首先是焊缝表面质量检验,然后是焊缝内部质量无损探伤检验,最后是管道系统压力试验。
(一)焊缝表面质量检验。通常采用目测和焊接检测尺,检查焊缝表面的裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、焊瘤、根部收缩、余高、焊缝外观成形、角焊缝厚度、角焊缝焊脚对称情况等。
(二)焊缝无损探伤检验控制措施。无损检测是一种非破坏性检验,用物理方法在不损坏焊接接头完整性的条件下发现表面或内部缺陷检验。在此介绍一下常用的射线检測和超声波检测。
1.射线检测控制要点
(1)射线检测标准根据缺陷的性质和数量,将焊缝质量分为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共 4 个级别。Ⅰ级焊缝不准有裂纹、未熔合、未焊 透、条渣;Ⅱ级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透存在; Ⅲ级焊缝内不允许有裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透存在;不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按条渣长度的Ⅲ级评定;焊缝缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ别。
(2)按JB/T4730中的规定选择合适的射线能量(即射线源)及其与管道焊缝表面的距离和位置。胶片的象质计灵敏度、黑度等质量也要符合JB/T4730规定的要求
(3)管道焊缝透照常采用外透法,应根据管道外径(周长)、射线源与管道的距离及发出的射线角度,计算底片应使用的张数。
(4)管道焊缝透照部位应有透照标记,主要包括底片中心标记、搭接标记及识别标记(包括管段编号、焊缝编号、透照部位编号和日期等)和返修标记。
2.超声检测控制要点
(1)超声检测是通过探伤仪的探头在扫描焊缝区域时发出超声波,观察探伤仪显示的最大反射波的波高,并与对比试块的“距离─波幅”曲线图进行对照,根据波幅所在的区域,判断焊缝缺陷所在位置、指示长度,再根据波幅所在区域和缺陷指示长度评定焊缝的质量等级,焊缝的质量等级可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级。
(2)焊缝缺陷指示长度应根据以下两种情况测定:
①当缺陷反射波信号只有一个高点且缺陷处声束宽度小于缺陷长度时,用降低6dB相对灵敏度法测量缺陷的指示长度见图1;
②在探头移动过程中,当缺陷反射波信号起伏变化有多个高点,缺陷端部反射波幅位于SL线或Ⅱ区时,用端点峰值法测量缺陷指示长度(即探头移动过程中,以缺陷两端反射波信号最大值之间的距离为缺陷指示长度。)见图2。
(3)用于对照的“距离─波幅”曲线图,应以检测时所用探伤仪和探头在对比试块上实测所得的数据绘制,并划分区域(波幅在评定线与定量线之间为Ⅰ区;波幅在定量线与判废线之间为Ⅱ区;波幅在判废线以上为Ⅲ区),见图3。
具体检测方法、检测数量及评级指标均应符合设计文件和相关标准的规定,并且从事无损检测人员必须持有国家技术监督局颁发的并与其工作内容相适应的资格证书。
(三)压力试验及气密性试验。压力试验及气密性试验应按照工艺文件及相关技术标准的有关规定进行。通常试验压力为设计压力的1.25~1.5倍。
四、结语
总之,管道焊接的现场情况复杂、施焊环境恶劣、焊缝数量较多,焊接质量不易保证,必须加强控制,方可把优质合格的工程交给用户。焊接质量控制归纳起来可总结为“合格的焊工使用合格的材料和设备按照有效的工艺进行操作。”质量控制人员要对焊接活动实施全面地、有效地控制,以提高焊接质量。
参考文献:
[1]薛茜,罗震,王乐生.长输管道焊接质量检[J].验焊接技 术,2015(3):66-68.
[2]孔凡利,薛朋.焊接质量控制经验之谈[J].现代焊接, 2014,(9):42.
[3]马飞辉.特种化工设备焊接质量检验综述 [J].广东化 工,2012,34(8):51-54.