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[摘 要]结合辽河油田锦16块二元驱工业化地面工程中不锈钢管道施工，介绍了不锈钢管的性能，对焊接质量控制中的各种要素进行了总结，列举了焊接中常出现的缺陷以及预防措施。
[关键词]不锈钢管；性能；焊接；质量控制
中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0300-01
辽河油田锦16块二元驱工业化地面工程注入站工艺管线大部分为不锈钢管线， 包含低压和高压两种管线。涉及到不锈钢牌号多达5种，不锈钢管的焊接质量控制与其他金属材料相比有其自身的特点，了解和认识这些特点，对不锈钢管线焊接质量的控制有着重要的意义。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性能，比普通碳钢长久耐用；具有足够的强度；塑性强，常温即能加工；具有耐高温氧化性能；焊接性能好。为保证焊接质量，我们对不锈钢管焊接质量控制各要素逐层进行剖析，摸索出一套简单实用的管理方法。通过现场管理实例，简单介绍如下。
1、焊接质量控制
1.1 焊工管理
1、认真做好焊工的培训和考核工作，包括理论知识和实际操作技能两个方面，提高焊工的技术素质。
2、焊工持证上岗，并且持证焊工应在合格的焊接项目范围内从事焊接工作。
3、建立焊工档案，档案中记载持证焊工的技术状况和产品施焊质量，为焊工培训、考试、复试提供依据。
1.2 焊接设备管理
完好状态下工作的焊接设备是保证焊接工作顺利进行，保证焊接质量的前提，焊接设备（包括焊条烘干设备）的电流，电压等仪表必须按规定校准，并应完好，保证在检验期内，应专人专管。当电焊把线超过50m时，要测定电流表和电压表的示值与实际电流、电压值的差值。焊工要事先检查设备的完好程度和熟悉焊接设备的性能，电焊机在空载下启动，不得超载使用。
1.3 焊材管理
1、不锈钢焊条分为铬不锈钢焊条（牌号为“G”字头）和铬镍不锈钢焊条（牌号为“A”字头）。铬不锈钢焊条主要用于马氏体型不锈钢焊接。焊条的选择主要从母材的化学成分、管道介质温度和压力、焊机电流（交流或直流）、焊接方法以及焊接时的环境温度等多方面考虑。一般来说，通过选择确认，会有多个牌号的焊条能够满足焊接要求。这时可根据焊条的性价比择优选用。
2、放置焊材的库房应干燥、通风良好，配备除湿设备、温湿度记录仪，相对湿度控制在60%以下，库房温度不得低于5℃。
3、焊条在使用前，要按使用说明书规定进行烘焙（如无规定，则一般按烘干温度150～200℃，烘干时间1h进行处理）。烘焙必须使用可控温的专用烘干箱。随用随取。烘干后的焊条应放在保温筒内使用。外露超过2h应重新烘焙。重复不宜超过3次。
1.4 焊接工艺评定
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，依照相应标准规定完成。
1、焊接工艺试验的材料，必须在工程开工前按相应规定进行焊接工艺评定。
2、评定试验结果若不合格，应分析原因，并重新制定工艺参数和工艺措施，或者对施工焊工进行调换，再次进行评定，直至合格为止。
3、焊接工艺评定所能适用的范围必须在采用标准规定的范围之内，一旦超出规定范围，必须按标准重新进行评定。
1.5 焊接工艺管理
焊接技术人员根据制定好的焊接工艺评定，并结合特定的施工现场，制定具体的焊接工艺。具体从以下几方面进行考虑。
1、焊接方法：不锈钢最常用的焊接方法是手工焊，其次是金属极气体保护焊和钨极惰性气体保护焊。主要是根据设计的介质参数、施工条件和操作环境、以及施工成本等确定。在工艺管道施工中，因管径大小不等，且管道上阀门、管件较多，使得焊口位置变化较复杂。所以一般均采用手工电弧焊。对于输送易燃、易爆或介质有一定洁净度要求的管道，通常采用氩弧焊打底。手工电弧焊盖面的方式焊接，以提高焊缝的内在质量。
2、焊接参数：焊接电流的选择奥氏体不锈钢的比电阻比碳钢的大了近5倍。因此焊条在施焊时很容易过热、烧红。而使用大电流将引起焊条过热和药皮中有效成分的烧损，使焊缝保护不良容易引发缺陷，同时也得不到预期的焊缝金属成分，所以焊接电流不宜过大。一般选用较小的焊接电流为宜。
3、坡口形式：不同的母材和焊材在焊接时对坡口尺寸的要求是不同的。这是因为，材质的化学成分和物理特性不同，其施焊时的穿透力（熔深）也不尽相同。所以在施工时一定要根据具体的材质，调整坡口的对口间隙、钝边、坡口角度。如果坡口尺寸过大，不仅会提高施工成本，还会使焊缝应力过大，易变形和产生裂纹；而坡口尺寸过小，则容易出现未焊透、夹渣等质量缺陷。在采用手工电弧焊进行作业时，因不锈钢比碳钢焊条的穿透力小。所以坡口角度及对口间隙应适当增大。可按规范给定的正偏差值进行控制，或通过试焊来确定。
4、焊接技术要求：焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；将坡口上的毛刺等用锉刀或砂纸清除干净，并用丙酮清洗坡口；坡口可采用机械加工或等离子切割；打底焊时焊缝厚度应尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。
1.6 施焊条件
焊接环境包括焊接环境的温度、湿度和风速。如果焊接环境低于0℃时，应在焊接开始部位100mm范围内预热到15℃左右。如果环境湿度太大，会因坡口上有水，致使焊缝产生气孔。风速过大易破坏电弧的稳定性，易使空气侵入，产生气孔。因此焊前应对焊接环境进行检查，同时采用有效的防护措施，以确保焊接质量，否则，应禁止施焊。
1.7 焊后检查
（1）焊缝不得有裂纹、气孔、弧坑及夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除。
（2）焊缝与母材应圆滑过渡，不得有咬边缺陷。
（3）外观检查合格后，进行无损检测，检测比例及合格标准按照设计图纸及有关标准执行。
（4）焊缝返修由合格焊工担任，并采用经焊接工艺评定合格的焊接工艺参数，返修工艺应得到技术人员的允许。焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。
2、常见焊接缺陷及预防
2.1 气孔
气孔是焊接熔池凝固时没有及时析出而残留在焊缝中形成的空穴。预防：焊条要进行烘干，现场施工时采用保温桶。焊缝与坡口要求打磨干净，短弧焊接，引弧与息弧特别注意避免气孔产生。焊接环境不符合要求时禁止施焊。
2.2 裂纹
焊接裂纹是焊缝中不能允许的焊接缺陷。可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂等。预防：施焊环境温度宜在0℃以上，且不宜在施焊过程中发生幅度较大的波动。当温度低于0℃时.焊接应进行预热处理，预热温度为80～100℃。引弧采用后退法在坡口内引弧，切不可在母材上引弧。运条采用向前拉，不摆动的直线运条法。在立焊时如必须进行横向摆动，摆动幅度应尽量减少，过分的横向摆动容易造成热裂纹和保护不良。弧长应尽量保持短弧，长电弧不仅会引起合金成分的烧损，而且可能会由于空气中氮气的侵入造成铁素体的减少引发热裂纹。收弧时应将弧坑填满。尤其是定位焊更容易忽视填满弧坑，凹陷的弧坑是很难避免热裂纹发生的。
3、结论
施工过程中通过对以上各要素的全方位控制，能够显著提高焊接质量，减少了返修工序，提高了管道的安全性能。
参考文献
[1] 利波尔德·科特基.陈剑虹译.不锈钢焊接冶金及焊特性[J].国际制造业先进技术译丛，2002（3）.
[2] 刘展，张瑞华，樊丁.不锈钢和低碉钢的A-TIG焊接法[J].中国锅炉压力容器安全，2004，20（4）.
[3] 牟利伟，刘燕华等. 薄壁大直径不锈钢简体焊接工艺的改进[J].煤矿机械，2008，29（9）.
[4] 不锈钢管道施工工艺标准.QDICC/QB113-2002.
[关键词]不锈钢管；性能；焊接；质量控制
中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0300-01
辽河油田锦16块二元驱工业化地面工程注入站工艺管线大部分为不锈钢管线， 包含低压和高压两种管线。涉及到不锈钢牌号多达5种，不锈钢管的焊接质量控制与其他金属材料相比有其自身的特点，了解和认识这些特点，对不锈钢管线焊接质量的控制有着重要的意义。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性能，比普通碳钢长久耐用；具有足够的强度；塑性强，常温即能加工；具有耐高温氧化性能；焊接性能好。为保证焊接质量，我们对不锈钢管焊接质量控制各要素逐层进行剖析，摸索出一套简单实用的管理方法。通过现场管理实例，简单介绍如下。
1、焊接质量控制
1.1 焊工管理
1、认真做好焊工的培训和考核工作，包括理论知识和实际操作技能两个方面，提高焊工的技术素质。
2、焊工持证上岗，并且持证焊工应在合格的焊接项目范围内从事焊接工作。
3、建立焊工档案，档案中记载持证焊工的技术状况和产品施焊质量，为焊工培训、考试、复试提供依据。
1.2 焊接设备管理
完好状态下工作的焊接设备是保证焊接工作顺利进行，保证焊接质量的前提，焊接设备（包括焊条烘干设备）的电流，电压等仪表必须按规定校准，并应完好，保证在检验期内，应专人专管。当电焊把线超过50m时，要测定电流表和电压表的示值与实际电流、电压值的差值。焊工要事先检查设备的完好程度和熟悉焊接设备的性能，电焊机在空载下启动，不得超载使用。
1.3 焊材管理
1、不锈钢焊条分为铬不锈钢焊条（牌号为“G”字头）和铬镍不锈钢焊条（牌号为“A”字头）。铬不锈钢焊条主要用于马氏体型不锈钢焊接。焊条的选择主要从母材的化学成分、管道介质温度和压力、焊机电流（交流或直流）、焊接方法以及焊接时的环境温度等多方面考虑。一般来说，通过选择确认，会有多个牌号的焊条能够满足焊接要求。这时可根据焊条的性价比择优选用。
2、放置焊材的库房应干燥、通风良好，配备除湿设备、温湿度记录仪，相对湿度控制在60%以下，库房温度不得低于5℃。
3、焊条在使用前，要按使用说明书规定进行烘焙（如无规定，则一般按烘干温度150～200℃，烘干时间1h进行处理）。烘焙必须使用可控温的专用烘干箱。随用随取。烘干后的焊条应放在保温筒内使用。外露超过2h应重新烘焙。重复不宜超过3次。
1.4 焊接工艺评定
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，依照相应标准规定完成。
1、焊接工艺试验的材料，必须在工程开工前按相应规定进行焊接工艺评定。
2、评定试验结果若不合格，应分析原因，并重新制定工艺参数和工艺措施，或者对施工焊工进行调换，再次进行评定，直至合格为止。
3、焊接工艺评定所能适用的范围必须在采用标准规定的范围之内，一旦超出规定范围，必须按标准重新进行评定。
1.5 焊接工艺管理
焊接技术人员根据制定好的焊接工艺评定，并结合特定的施工现场，制定具体的焊接工艺。具体从以下几方面进行考虑。
1、焊接方法：不锈钢最常用的焊接方法是手工焊，其次是金属极气体保护焊和钨极惰性气体保护焊。主要是根据设计的介质参数、施工条件和操作环境、以及施工成本等确定。在工艺管道施工中，因管径大小不等，且管道上阀门、管件较多，使得焊口位置变化较复杂。所以一般均采用手工电弧焊。对于输送易燃、易爆或介质有一定洁净度要求的管道，通常采用氩弧焊打底。手工电弧焊盖面的方式焊接，以提高焊缝的内在质量。
2、焊接参数：焊接电流的选择奥氏体不锈钢的比电阻比碳钢的大了近5倍。因此焊条在施焊时很容易过热、烧红。而使用大电流将引起焊条过热和药皮中有效成分的烧损，使焊缝保护不良容易引发缺陷，同时也得不到预期的焊缝金属成分，所以焊接电流不宜过大。一般选用较小的焊接电流为宜。
3、坡口形式：不同的母材和焊材在焊接时对坡口尺寸的要求是不同的。这是因为，材质的化学成分和物理特性不同，其施焊时的穿透力（熔深）也不尽相同。所以在施工时一定要根据具体的材质，调整坡口的对口间隙、钝边、坡口角度。如果坡口尺寸过大，不仅会提高施工成本，还会使焊缝应力过大，易变形和产生裂纹；而坡口尺寸过小，则容易出现未焊透、夹渣等质量缺陷。在采用手工电弧焊进行作业时，因不锈钢比碳钢焊条的穿透力小。所以坡口角度及对口间隙应适当增大。可按规范给定的正偏差值进行控制，或通过试焊来确定。
4、焊接技术要求：焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；将坡口上的毛刺等用锉刀或砂纸清除干净，并用丙酮清洗坡口；坡口可采用机械加工或等离子切割；打底焊时焊缝厚度应尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。
1.6 施焊条件
焊接环境包括焊接环境的温度、湿度和风速。如果焊接环境低于0℃时，应在焊接开始部位100mm范围内预热到15℃左右。如果环境湿度太大，会因坡口上有水，致使焊缝产生气孔。风速过大易破坏电弧的稳定性，易使空气侵入，产生气孔。因此焊前应对焊接环境进行检查，同时采用有效的防护措施，以确保焊接质量，否则，应禁止施焊。
1.7 焊后检查
（1）焊缝不得有裂纹、气孔、弧坑及夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除。
（2）焊缝与母材应圆滑过渡，不得有咬边缺陷。
（3）外观检查合格后，进行无损检测，检测比例及合格标准按照设计图纸及有关标准执行。
（4）焊缝返修由合格焊工担任，并采用经焊接工艺评定合格的焊接工艺参数，返修工艺应得到技术人员的允许。焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。
2、常见焊接缺陷及预防
2.1 气孔
气孔是焊接熔池凝固时没有及时析出而残留在焊缝中形成的空穴。预防：焊条要进行烘干，现场施工时采用保温桶。焊缝与坡口要求打磨干净，短弧焊接，引弧与息弧特别注意避免气孔产生。焊接环境不符合要求时禁止施焊。
2.2 裂纹
焊接裂纹是焊缝中不能允许的焊接缺陷。可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂等。预防：施焊环境温度宜在0℃以上，且不宜在施焊过程中发生幅度较大的波动。当温度低于0℃时.焊接应进行预热处理，预热温度为80～100℃。引弧采用后退法在坡口内引弧，切不可在母材上引弧。运条采用向前拉，不摆动的直线运条法。在立焊时如必须进行横向摆动，摆动幅度应尽量减少，过分的横向摆动容易造成热裂纹和保护不良。弧长应尽量保持短弧，长电弧不仅会引起合金成分的烧损，而且可能会由于空气中氮气的侵入造成铁素体的减少引发热裂纹。收弧时应将弧坑填满。尤其是定位焊更容易忽视填满弧坑，凹陷的弧坑是很难避免热裂纹发生的。
3、结论
施工过程中通过对以上各要素的全方位控制，能够显著提高焊接质量，减少了返修工序，提高了管道的安全性能。
参考文献
[1] 利波尔德·科特基.陈剑虹译.不锈钢焊接冶金及焊特性[J].国际制造业先进技术译丛，2002（3）.
[2] 刘展，张瑞华，樊丁.不锈钢和低碉钢的A-TIG焊接法[J].中国锅炉压力容器安全，2004，20（4）.
[3] 牟利伟，刘燕华等. 薄壁大直径不锈钢简体焊接工艺的改进[J].煤矿机械，2008，29（9）.
[4] 不锈钢管道施工工艺标准.QDICC/QB113-2002.