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天然气管道焊接施工质量控制措施

文章来源: 文章编辑: 更新时间:2015-09-21 18:03:40 点击次数:

对天然气管道工程来说,焊接施工质量是关系到整个工程质量的关键,直接影响到燃气管网的安全运行。如何更好的控制焊接质量,大家认为要加强焊接质量的控制和管理,应从施工准备阶段、事前控制、事中控制、事后控制和焊接缺陷预防阶段等几道关键工序着手。

1 施工准备阶段

(1) 组建质检部门

施工准备阶段,施工单位应建立质量管理体系,其焊接技术人员应负责焊接工艺评定,编制焊接作业引导书和焊接技术措施,参与焊接质量管理,处理焊接技术问题,整理焊接技术资料等。焊接质检人员应对现场进行全面检查和控制,负责编制和确定焊口编号和日常的的检查工作,签发检查文件,参与焊接技术措施的审定,参加对焊接质量问题的分析、处理。

(2) 焊接工艺评定

在焊接施工开始前,对所需焊接的管道,制定详细的焊接工艺引导书,并对此焊接工艺进行评定。其评定的目的在于验证用该工艺进行焊接的焊接接头,能否具有合格的力学性能。对焊接接头的检验,要在经过外观检查、无损缺陷检验合格的基础之上,并进行机械力学性能实验。检验的内容主要有拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等。

施工单位要依据评定合格的工艺,编制焊接工艺规程。其工艺规程应包括以下内容;焊接方法、适用的管材管件材料、管径和壁厚、接头设计形式、填充金属和焊道数、焊接方向、焊道之间的时间间隔、焊接速度、对口器的类型和拆移等。

(3) 焊工考试

对焊工考试人员的资格进行审查,从事燃气管道施工的焊工必须持取得技术监督部门核发的、在有效期内的、并具有相应合格项目的焊工证,方能参加考试。

在管道焊接前,按规定对焊工进行资格考试,以检验焊工能否使用经过评定合格的焊接工艺规程,焊接出合格的焊接焊缝。对考试焊接接头,应进行检验(可用破坏性试验或用射线探伤检测),检验合格方可上岗。

2 事前控制(焊前检查)

在实施焊接作业前,应对需要开展作业的有关设备机具、材料等进行检查,能否满足焊接的条件。

(1) 对焊接设备检查

发电机是否能正常工作,能否满足施工需要。电焊机工作是否正常,电压、电流是否稳定。送丝机送丝速度是否稳定。

(2) 对焊接材料的检查

由施工单位对该批进场焊条、焊丝进行报验,提供材料合格证,监理单位应检查是否与设计文件相符,并对该批号材料进行现场抽样送检,经检测合格同意使用。对焊条未使用之前,一般不允许撤掉包装,而且应按说明书的要求使用,保管焊条的仓库宜选择干燥通风良好的地方,焊条撤掉包装后,一般在使用之前要烘干,在使用中放入保温筒中。

所使用管材应提供材料合格证,经过监理单位现场抽样送检,并检测合格,应确认所用管材、管件是否和设计图纸的型号、规格相符。管口表面应均匀光滑,无起鳞、裂纹、锈皮、夹渣、油脂、油漆和其他影响焊接质量的物质。

管道组对焊接前,应对管内清扫干净,清理管口、除锈,坡口打磨,对管端螺旋焊缝或直缝余高进行处理。对焊接管口椭圆度及周长检查,是否满足组对要求。管道坡口角度,应控制在焊接工艺规程的范围内,

(3) 确定焊口编号

焊口编号的编制,应依据设计施工图纸的桩号或里程,目的在便于对焊口进行记录、检查、验收,也便于对不合格的焊口进行返修及对焊口的焊接质量、数量进行统计。焊口编号应能反映所在工程的位置,焊接机组等内容。工程施工或完工后,也便于对发现的焊口问题进行查找和处理。焊口编号可反映由哪个焊工(或焊接机组)施工,一旦出现不合格焊口,便于返修,由此,也可以了解到各焊工(或焊接机组)的一次合格率,可针对性的对问题焊工进行引导,以提高其操作技能,保证焊接质量。

(4) 环境对焊接的影响

焊接当天,应对天气情况进行全面了解,是否适合焊接作业。一般情况下,湿度超过90%、雨天、风速超过8m/s、环境温度低于焊接规程中规定的温度时,应采取有效的保护措施。

3 事中控制(焊接组对)

管口组对焊接是焊接质量控制的关键环节,焊接技术人员、质检人员应对焊工的操作进行引导,以保证其焊接质量。

(1) 管道对口器的使用

依据设计施工文件及焊接工艺规程要求,在管道组对焊接时,应使用管道对口器。对口器的使用,在于使焊接口固定,并可对管道错边量等参数进行调整。内对口器的使用,应在根部焊道全部完成后,方可卸去内对口器的张力,以避免已完焊道受管道位移或受力过大而产生应力。在外对口器撤离前,应完成根部焊道累计长度不少于管周长的50%,根部焊道应均匀分布于管口圆周。

(2) 组对焊接

对管口组对的错边量进行检查,其错边量一般不大于1.6mm。如果由于管口尺寸偏差(管口周长),出现较大错边,应沿管口均匀分布。

管口组对间隙,应按焊接工艺规程进行控制,其焊缝最终宽度应为:坡口上口宽+24mm。相邻螺旋焊缝或直焊缝间距错开100mm以上。管道对接偏差,小于或等于3°,不允许割斜口。

(3) 焊接过程中的检查内容

 接地线不应在坡口以外的管壁上引弧,以免电弧烧伤管材;②焊接过程中注意电流、电压的变化,要控制在焊接工艺规程的范围内;③焊接过程中应避免出现强制组对的情况;④相邻两层的焊接点不得重合,应错开20mm以上;焊接过程中,应注意控制层间温度,当层间温度低于规定要求时,应重新加热;⑥多层焊每层焊完后,应马上对层间进行清理,并进行外观检查,缺陷消除后方可进入下一层的焊接;⑦对中断焊接的焊缝,继续焊接前应清理并检查,消除缺陷并满足规定的预热温度后方可焊接;⑧焊接过程中,应及时填写组对检查记录和焊接工艺记录,真实的反映焊接组对情况。

4 事后控制(焊口检查)

焊接完成后,应将表面焊渣和飞溅物清除干净,用记号笔在距焊口(气体流动方向)下游1m处,写下焊口编号,并作好焊缝外观检查记录。

(1) 焊缝外观检查的内容

焊缝宽度:坡口上口宽+24mm;焊缝高度:01.6mm。局部不超过3mm,长度不超过50mm;焊缝错边量:1.6mm

焊缝外观检查还包括;表面裂纹、表面气孔、表面夹渣、咬边、未焊透,这些都是不允许出现的。

(2) 焊缝内部检查的内容

焊缝内部检查应在外观检查合格的基础上进行,外观检查不合格,不得申请无损检测,对检查不合格处进行返工,直至检查合格。外观检查合格后,由监理人员下达检测指令。焊缝射线无损检测应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB-3323(Ⅱ)规定实行;超声波检验应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB-11345()规定。

无损检测人员应按照ASNT RP SNT-TC-IA或国家劳动部《锅炉压力容器无损探伤人员资格考核规则》规定的方法考取所使用的探伤方法的资格书。只有Ⅱ级或Ⅲ级检验员有权对探伤结果进行评定。

对检测单位的评定结果,建设单位或监理单位有权通过第三方检测单位,对所评定的结果进行复查、核实,判别其与所评定结果是否相符。也可以由监理单位有无损检测资质人员对所评定结果进行抽查,对评定结果有疑问的,再请第三方检测单位进行判定。无损检测的方法一般有射线检测和超声波检测,当某种情况下,无法用射线检测时,经设计人员同意,也可用磁粉探伤或液体渗透探伤方法代替。

当检验焊缝缺陷超出设计文件和规范要求时,其焊缝质量判定不合格,必须按规范要求进行返修,返修后采用同样的方法进行检测。

(3) 对焊缝的保护

焊缝检验合格后,为防止焊缝生锈,应对焊缝进行喷砂除锈,并用热收缩套进行防腐施工,并进入下道工序施工。

5 常见焊接缺陷、形成的原因、及预防措施

为保证管道施工的焊接质量,有必要对常见焊接缺陷采取有效预防措旋,控制好焊接工艺参数,规范焊工的操作,来达到提高焊接质量的目的。

(1) 未熔合缺陷:焊接时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间,未完全熔化结合的部分。

形成原因:电弧指向偏斜,坡口侧壁有锈垢及污物,层间清理不彻底,使得焊材与母材间未很好熔合。

预防措施:正确地选用焊接热输入,精心操作,加强层间的清理等。

(2) 裂纹缺陷:在焊接过程中,焊缝热影响区在冷却过程或凝固过程中形成的裂纹。

形成原因:材料本身问题(容易产生裂纹材料);②外界应力及环境影响;③焊接缺陷。

预防措施:要设法减少焊缝中的低熔点共晶物和降低冷却时的拉应力。

(3) 气孔缺陷:焊接时,熔池中的气体在凝固时未能逸出而残下来所形成的空穴。

形成原因:熔解在熔池的气体,在熔池冷却过程中,因气体熔解度急剧降低,来不及析出残留在固体金属内形成的。液态铁水有气体,气体没有逸出,在焊道形成后,在焊道中有空洞,就称气孔。

预防措施:加强焊前处理。焊前仔细清理焊件表面铁锈、油污、水分;按规定烘干焊条、焊剂。在天气湿度过大或下雨天,采取有效措施,防止气孔产生。

(4) 夹渣缺陷:焊后残留在焊缝中的熔渣。在焊缝形成过程中,焊渣未能及时浮出,夹在焊道中(操作与环境温度影响)

形成原因:焊接工艺参数不合适,使熔池温度低,冷却快,渣不易漂出;焊前清理不净或层间清理不彻底。

预防措施:选用合适的坡口角度和合理的焊接工艺参数,使熔池存在的时间不要太短。焊接操作要平稳,焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮。仔细清理坡口边缘及焊丝表面油污。多层焊时要注意将前道焊缝的熔渣清理干净后,再焊下一道()焊缝。

(5) 咬边缺陷:由于焊接工艺参数选择不正确,或操作手法不正确,在沿着焊道的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷。

形成原因:在最后盖面焊接时,由于操作不当,或焊接电流不稳定,在焊缝与母材交接处形成母材缺口或未填满的现象。易造成应力集中或母材强度降低。

预防措施:选择正确的焊接电流和焊接速度,电弧不能拉得太长,保持运条均匀。

(6) 根部收缩缺陷由于焊接参数选择不正确或操作不当,在焊道根部形成焊道表面收缩。

形成原因:焊接电流太小、焊接速度太快或间隙小,使得熔池温度过低,形成焊道收缩。

预防措施:调节好焊接电流,控制焊接速度,控制对口间隙及钝边厚度。

(7) 未焊透缺陷:焊接时,焊接接头根部未完全熔透的现象,主要存在于焊缝根部。

形成原因:主要有未留间隙或间隙过小、坡口角度过小、钝边过大,以及焊接电流过小,焊接速度过快,或焊接电压太低,以及操作问题。但焊缝间隙过大,焊缝内道上部易产生焊瘤,内道下部易产生内凹。GB50236-98焊接规范对内焊道,外焊道盖面的高度都有规定。焊接间隙在保证焊接质量的前提下,宜小不宜大,这样做既可以保证质量,又可提高焊接效率。

预防措施:正确选用和加工坡口尺寸,保证必须的焊接间隙,正确选用焊接电流、电压和焊接速度,认真操作,仔细地清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。

在以上7种焊接质量问题,除焊接工艺参数、焊接材料、焊接环境、焊接气候条件之外,主要的焊接质量问题是焊工操作所致。

6 结语

对工程质量的影响因素不外乎人、机、料、法、环”五大方面,但人的影响因素其实是最主要的,如何强化质量意识?如何摆正质量和进度的关系?要使全体参建人员充分认识到,没有质量做保证,没有安全做保证,进度也难以上去。一个好焊工应具有非常强的质量意识,能够把焊接质量与个人的荣誉结合起来。要具有一个良好的职业习惯,做到焊前精心准备。同时,焊接人员要保持一个良好的、平和的心态。操作时要做到不急、不燥,真正做到精雕细刻。只有这样,焊接质量才能得到保障。

大家将严格实行国家的有关法律、和各项技术规范、标准,注重对焊接工程施工质量和工序焊接质量的控制,为天然气管网的安全运行提供可靠保障。

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