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[摘 要]焊接过程是钢制压力管道工程施工中的关键过程和主要过程,焊接过程的质量控制对保证压力管道工程的安装质量起着重要的作用。文章结合笔者在压力管道安装过程中实践经验,对压力管道施工焊接管理中的要点进行探讨。
[关键词]管道;焊接;质量控制
中图分类号:TM126.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0292-01
压力管道工程质量的好壞是影响压力管道安全运行的重要因素,除保证材料的品质外,焊接过程的质量控制是钢制压力管道工程施工的关键过程。焊接过程的质量控制对保证压力管道工程的质量起着非常重要的作用。要想获得优质的管道焊接质量,必须使焊接全过程处于严格的受控状态,只有这样才能真正有效保证压力管道的焊接质量。
1 焊接工艺
1.1 定位和组对
管接头的组对定位焊是保证焊接质量,促使管接头背面成形良好的关键,如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适,就易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀,定位时应保证接管的同心度,错边量应<1.5mm。
1.2 施焊工艺
打底焊层的焊接采用单面焊双面成形的操作方法来完成。施焊时,应遵守“中间起弧、右侧熄弧”的原则(即焊条在坡口间隙中心起弧后,迅速横摆至坡口左侧,再摆回坡口的右侧,向上熄弧),每完成这一操作过程,间隔的时间大约为1.5s。焊接过程中,以转动管件方式将焊接位置调整到最佳焊接操作状态。施焊时,应使坡口两侧边缘得到充分的熔合。有定位焊时,必须用电弧熔穿定位焊点。整个焊接过程为断弧击穿,单面焊双面成形。
正确运用焊条角度和掌握电弧长度是保证压力管道焊接质量的关键。打底层、填充层、盖面层的焊条角度基本相同,只是电弧长短以及运条方式不同,熔池的形状主要由电弧的长短及运条形式来控制。管道的焊接可以分成2个半周来完成,起弧、收弧通常以时钟位置的6点和l2点为界。
1.3 打底层
施焊时,先以长弧将起焊点预热,当坡口内出现类似汗珠状的铁水时,迅速压低电弧,先从右侧横摆到左侧,再从左侧迅速摆到右侧,向下灭弧,形成第一个熔池座。再起弧时,为避免在管壁背面产生凹陷,要使电弧对准坡口内角,将焊条尽量往上顶,使电弧完全作用于管壁内。施焊操作应为左右交替断弧焊。先在左侧起弧,当左侧坡口熔合后,立即在左侧向上灭弧。然后,在右侧起弧,当右侧坡口熔合后,应保持熔孔的大小基本一致(坡口两边各熔化2mm左右),焊条的倾角与立焊时相似(向下倾斜80-85°)。
换焊条接头时,速度要快,先把电弧拉长,迅速压低电弧进行焊接。当焊条摆到坡口中心时,再将电弧往里压,并停留2s左右,然后恢复正常的断弧焊接,这样做可以有效避免管接头内焊缝出现凹坑或接头不良等缺陷。封口接头时要特别注意:要将环缝的起焊处磨成斜坡状,要避免在封口接头处再出现另外一个接头。
1.4 填充层
施焊前,先将打底层焊渣清理干净。施焊时以两侧稍慢、中间稍快的原则进行运条摆动,这种方法能使填充层的焊道平坦,坡口两侧不出现深沟(夹角),防止层间夹渣等缺陷。施焊电弧要短,焊条摆动要均匀,以提高熔池的温度,并使前一层焊道上的残渣、气孔有重新熔化的机会,以避免夹渣、气孔等缺陷的产生。为利于表层的焊接,须使填充层焊道的上表面低于管子表面0.5-1.5mm,并保留坡口轮廓。
1.5 盖面层
盖面层的施焊操作与填充层的操作基本相同。焊条的摆动要均匀,这样焊缝成形才能更加美观。盖面焊道两侧应超过坡口边缘2mm,焊缝余高为2mm左右。
1.6 封底层
将管内焊道重新熔化,进行封底焊。这样做能使管内焊缝宽窄、高低一致,成形美观,圆滑过渡,消除管内焊道上的凹陷、焊瘤、缩孔等缺陷。
1.7 焊后处理
压力管道焊接完毕,应按规定进行X光探伤检验、压力试验、焊口防腐蚀处理等系列检验。
1.8 施焊时注意事项
打底焊的关键是通过控制熔孔的大小来保证管子内部成形质量。熔孔过大易造成焊瘤,过小易形成未焊透等缺陷,熔孔直径的大小以等于组对间隙+3mm为宜。打底焊时,熄弧时的焊条位置绝不允许选在坡口中心的间隙处,应选在坡口的任意一侧或焊肉上,这样才能避免根部出现缩孔。为获得表面圆滑过渡,应选用适当的焊接速度(填充层高的地方,焊接速度稍快,填充层低的地方,焊接速度应稍慢一些)来完成。
2 焊接质量的控制环节
2.1 焊接设备管理
压力管道焊接所需的手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全、完好,性能稳定可靠。焊接设备的电压表、电流表是施焊计量仪表,直接影响焊接操作。焊接设备必须加强管理,定期保养及检验,并做好相关记录。
2.2 管道组对
管道应根据焊接工艺加工坡口,并清理坡口两侧母材不少于20mm区域的内外表面的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层。组对间隙应均匀,定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%,且不应大于1.5mm。如壁厚不一致,应按规定进行修磨过渡。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键,如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适,易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。焊接时,定位板应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固,并防止焊接过程产生变形。定位焊时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺。
2.3 焊材管理
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。
压力管道用焊材经检查、验收合格后,方能按要求登记入库。企业应设焊材一级库,项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、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期内使用。详细记录烘干的温度和时间,一般酸性焊条烘干150-200℃,1-2h;碱性焊条烘干380-420℃,2h。注意按计划烘烤,焊条烘烤一般不准超过两次。
根据领料单发放焊材,详细填写《焊材领用和发放记录》。操作人员用保温筒领用,以防返潮,每只筒只能领用同一牌号的焊条,以防错用,且一次最多不能超过5kg,在筒内存放时间不应超过4h,否则必须重新烘干。焊丝使用前应将表面锈蚀、油污清理干净,保护气体纯度不低于99.9%。
2.4 焊接工艺管理
压力管道安装施工前,应依据设计图纸、有关施工规范及现行标准,根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定焊接工艺指导书。施工前进行技术交底,内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。管线编号应在焊接工艺指导书上标明,不同工艺的管线分别编号,相同焊接工艺管线可以写在一个工艺指导书中,注明管线代号。按焊接交底制备坡口并确以必须严格执行焊接工艺,这是保证焊接质量的关键。
2.5 焊缝返修
焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次,对所需返修(一、二次)的缺陷分析产生原因并编制返修工艺,并审批,三次及三次以上的焊缝返修需认真分析原因确定避免再次返修的措施后编制返修工艺,并审批。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。
3 结束语
焊接是压力管道施工中的一项关键工作,其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期,根据压力管道的施工要求,必须在人员、设备、材料、工艺文件和环境等方面强化管理,有针对性地采取严格措施,才能保证压力管道的焊接质量,确保优质焊接工程的实现。
参考文献
[1] 王国俊.电厂四大管道及焊接三通的质量控制[J].中国新技术新产品,2011.20.
[2] 胡思亮.压力管道施工焊接管理[J].建材与装饰,2012.3.
[关键词]管道;焊接;质量控制
中图分类号:TM126.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0292-01
压力管道工程质量的好壞是影响压力管道安全运行的重要因素,除保证材料的品质外,焊接过程的质量控制是钢制压力管道工程施工的关键过程。焊接过程的质量控制对保证压力管道工程的质量起着非常重要的作用。要想获得优质的管道焊接质量,必须使焊接全过程处于严格的受控状态,只有这样才能真正有效保证压力管道的焊接质量。
1 焊接工艺
1.1 定位和组对
管接头的组对定位焊是保证焊接质量,促使管接头背面成形良好的关键,如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适,就易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀,定位时应保证接管的同心度,错边量应<1.5mm。
1.2 施焊工艺
打底焊层的焊接采用单面焊双面成形的操作方法来完成。施焊时,应遵守“中间起弧、右侧熄弧”的原则(即焊条在坡口间隙中心起弧后,迅速横摆至坡口左侧,再摆回坡口的右侧,向上熄弧),每完成这一操作过程,间隔的时间大约为1.5s。焊接过程中,以转动管件方式将焊接位置调整到最佳焊接操作状态。施焊时,应使坡口两侧边缘得到充分的熔合。有定位焊时,必须用电弧熔穿定位焊点。整个焊接过程为断弧击穿,单面焊双面成形。
正确运用焊条角度和掌握电弧长度是保证压力管道焊接质量的关键。打底层、填充层、盖面层的焊条角度基本相同,只是电弧长短以及运条方式不同,熔池的形状主要由电弧的长短及运条形式来控制。管道的焊接可以分成2个半周来完成,起弧、收弧通常以时钟位置的6点和l2点为界。
1.3 打底层
施焊时,先以长弧将起焊点预热,当坡口内出现类似汗珠状的铁水时,迅速压低电弧,先从右侧横摆到左侧,再从左侧迅速摆到右侧,向下灭弧,形成第一个熔池座。再起弧时,为避免在管壁背面产生凹陷,要使电弧对准坡口内角,将焊条尽量往上顶,使电弧完全作用于管壁内。施焊操作应为左右交替断弧焊。先在左侧起弧,当左侧坡口熔合后,立即在左侧向上灭弧。然后,在右侧起弧,当右侧坡口熔合后,应保持熔孔的大小基本一致(坡口两边各熔化2mm左右),焊条的倾角与立焊时相似(向下倾斜80-85°)。
换焊条接头时,速度要快,先把电弧拉长,迅速压低电弧进行焊接。当焊条摆到坡口中心时,再将电弧往里压,并停留2s左右,然后恢复正常的断弧焊接,这样做可以有效避免管接头内焊缝出现凹坑或接头不良等缺陷。封口接头时要特别注意:要将环缝的起焊处磨成斜坡状,要避免在封口接头处再出现另外一个接头。
1.4 填充层
施焊前,先将打底层焊渣清理干净。施焊时以两侧稍慢、中间稍快的原则进行运条摆动,这种方法能使填充层的焊道平坦,坡口两侧不出现深沟(夹角),防止层间夹渣等缺陷。施焊电弧要短,焊条摆动要均匀,以提高熔池的温度,并使前一层焊道上的残渣、气孔有重新熔化的机会,以避免夹渣、气孔等缺陷的产生。为利于表层的焊接,须使填充层焊道的上表面低于管子表面0.5-1.5mm,并保留坡口轮廓。
1.5 盖面层
盖面层的施焊操作与填充层的操作基本相同。焊条的摆动要均匀,这样焊缝成形才能更加美观。盖面焊道两侧应超过坡口边缘2mm,焊缝余高为2mm左右。
1.6 封底层
将管内焊道重新熔化,进行封底焊。这样做能使管内焊缝宽窄、高低一致,成形美观,圆滑过渡,消除管内焊道上的凹陷、焊瘤、缩孔等缺陷。
1.7 焊后处理
压力管道焊接完毕,应按规定进行X光探伤检验、压力试验、焊口防腐蚀处理等系列检验。
1.8 施焊时注意事项
打底焊的关键是通过控制熔孔的大小来保证管子内部成形质量。熔孔过大易造成焊瘤,过小易形成未焊透等缺陷,熔孔直径的大小以等于组对间隙+3mm为宜。打底焊时,熄弧时的焊条位置绝不允许选在坡口中心的间隙处,应选在坡口的任意一侧或焊肉上,这样才能避免根部出现缩孔。为获得表面圆滑过渡,应选用适当的焊接速度(填充层高的地方,焊接速度稍快,填充层低的地方,焊接速度应稍慢一些)来完成。
2 焊接质量的控制环节
2.1 焊接设备管理
压力管道焊接所需的手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全、完好,性能稳定可靠。焊接设备的电压表、电流表是施焊计量仪表,直接影响焊接操作。焊接设备必须加强管理,定期保养及检验,并做好相关记录。
2.2 管道组对
管道应根据焊接工艺加工坡口,并清理坡口两侧母材不少于20mm区域的内外表面的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层。组对间隙应均匀,定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%,且不应大于1.5mm。如壁厚不一致,应按规定进行修磨过渡。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键,如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适,易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。焊接时,定位板应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固,并防止焊接过程产生变形。定位焊时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺。
2.3 焊材管理
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。
压力管道用焊材经检查、验收合格后,方能按要求登记入库。企业应设焊材一级库,项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、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期内使用。详细记录烘干的温度和时间,一般酸性焊条烘干150-200℃,1-2h;碱性焊条烘干380-420℃,2h。注意按计划烘烤,焊条烘烤一般不准超过两次。
根据领料单发放焊材,详细填写《焊材领用和发放记录》。操作人员用保温筒领用,以防返潮,每只筒只能领用同一牌号的焊条,以防错用,且一次最多不能超过5kg,在筒内存放时间不应超过4h,否则必须重新烘干。焊丝使用前应将表面锈蚀、油污清理干净,保护气体纯度不低于99.9%。
2.4 焊接工艺管理
压力管道安装施工前,应依据设计图纸、有关施工规范及现行标准,根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定焊接工艺指导书。施工前进行技术交底,内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。管线编号应在焊接工艺指导书上标明,不同工艺的管线分别编号,相同焊接工艺管线可以写在一个工艺指导书中,注明管线代号。按焊接交底制备坡口并确以必须严格执行焊接工艺,这是保证焊接质量的关键。
2.5 焊缝返修
焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次,对所需返修(一、二次)的缺陷分析产生原因并编制返修工艺,并审批,三次及三次以上的焊缝返修需认真分析原因确定避免再次返修的措施后编制返修工艺,并审批。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。
3 结束语
焊接是压力管道施工中的一项关键工作,其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期,根据压力管道的施工要求,必须在人员、设备、材料、工艺文件和环境等方面强化管理,有针对性地采取严格措施,才能保证压力管道的焊接质量,确保优质焊接工程的实现。
参考文献
[1] 王国俊.电厂四大管道及焊接三通的质量控制[J].中国新技术新产品,2011.20.
[2] 胡思亮.压力管道施工焊接管理[J].建材与装饰,2012.3.