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【摘要】工业管道建设对于确保我国能源生命线安全，为社会经济建设提供坚强的保障有重要意义。而工业管道的安装过程中常出现焊接缺陷问题，重视该问题并找出其合理的应对措施，对国家经济的稳定发展具有重要作用。
【关键词】管道焊接 管道施工 缺陷 对策
[ Abstract ] industrial pipeline construction to ensure China's energy security for the lifeline, and provide a strong guarantee of social economic construction has important significance. Industrial piping installation often occur during welding defects, attach importance to the problem and find out the reasonable measures, to national economy stable development has an important role in.
中图分类号：TQ547文献标识码： A 文章编号：
在整个工业管道安装中，焊接技术作为工业管道连接的重要保障，其技术是否合格，将直接关系着工业今后的投入使用。针对当前工业管道中出现的渗漏、泄露事故，深究其原因不难发现，多数是由焊接质量不合格而引起的。由此可见，在管道的正常安装使用中，焊接质量将直接影响着管道的安全性与可靠性。针对工业管道安装中焊接的重要性，主要体现在以下几个方面: 首先，面对当前工业发展规模的不断扩大，已有的工业管道已无法满足当前工业行业的发展需求，在扩大管道铺设规模的过程中，焊接作为连接新旧管道的重要途径，对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。其次，在连接各个分段的工业管道时，焊接能够凭借自身的优势，将这些分段管道完整的联系到一起，使其在原有的基础上形成统一的整体，确保其今后的安全使用。最后，工业管道在应用中，所运输的工业物质多为液体或气体，若焊接处出现问题，将会造成液体或气体的大量外漏，在给环境造成严重威胁的同时，还会造成严重的经济损失。重视工业管道安装过程中的焊接缺陷问题并找出其合理的应对措施，对国家经济的稳定发展具有重要作用。
1 管道焊接施工中的缺陷
1.1 焊接裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下，金属材料中原子结合被破坏，产生新界面的缝隙。裂缝是工业管道安装中，焊接接头中危害最大的缺陷，所以，在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，不仅难于返修，而且会给管道运行带来直接影响，必须割口重焊，因此必须引起足够的重视。
1.2 未熔合
未熔合是指未能完全熔化结合，它包括两部分：焊道与母材之间或焊道与焊道之间。其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。未熔合易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。
1.3 咬边
所谓咬边就是通常所說的焊道咬肉，主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不作处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处引起应力集中，降低接头强度，特别是低合金高强钢的焊接，另外咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。这都严重影响了管道输送的安全度。
1.4 焊接应力
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节。
1.5 气孔
气孔主要是在焊接时，由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出，而残留在焊缝金属的内部或者表面，形成孔穴。气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。对于形成气孔的气体，一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体；一些则是在药皮熔化过程中产生的气体，也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。
1.6 夹渣
夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质，在焊道根部、层间均可能存在，最常见的就是层间夹渣。夹渣形状不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖锐形的夹渣，影响焊道的塑性，尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。《在用工业管道定期检验规程》中规定GCZ级或GC3级管道，当夹渣自身高度或宽度的最大值不大于.035t，并且不大于6~时，按表1定级;否则定为4级。预防措施：(1)多层焊时，焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净，避免熔渣埋入焊道；(2)避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；(3)如果坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。
表1长输管道焊接缺陷所允许的夹渣总长度的最大值(mm)
2 防范焊接缺陷的有效对策
2.1 提高管道焊接工艺
( 1) 提高管道焊接工艺
在完善焊接缺陷的过程中，其根本途径在于提高管道的焊接工艺，保证焊接质量。在其提高的过程中，第一，焊接人员在开展焊接活动前，应选择合适的坡口角度与装配间隙，并对焊接电流进行检查，确保其符合焊接设备运行中的所需。第二，在进行引弧时，应在自己能力范围内，最大限度的拉长电弧，使其在预热的个遇中逐渐形成熔池; 并在收弧时，应将焊条放在熔池中做短暂的停留，以此来确保焊条自身的金属性能够填满熔池，避免弧坑在焊缝收尾位置的出现。第三，结合管道的实际铺设状况，针对破快与焊层间存在的熔渣，应及时的清除干净，并使用相应的工具铲平焊缝中存在的不平，只有在做好这些工作后方可进行焊接。第四，在焊接工作开始前，需要相应的工作人员做好焊接准备。除了对坡口两侧进行及时的清理外，还应在焊接开始前，依据焊条说明书中的时间、温度规定，选择与之相符的焊接方式。第五，在焊接时，应对焊接链条进行及时的检测，确保其质量符合国家相关标准后，按照相应的次序及方向，将焊接应力降到最低。针对裂纹的出现，焊接人员应在焊接前对坡口周围出现的水、绣、油等干扰物进行清理。
2.2 使用先进的焊接设备
在保证工业管道焊接质量的过程中，使用先进的焊接设备，除了能提高焊接质量外，还能科学的缩短焊接时间，为整个工业管道今后的投入使用奠定基础。这就要求相关部门能够加大焊接设备的投资力度，在现有的基础上，不断更新焊接设备; 同时在条件允许的前提下，尽量引进国外先进的焊接设备，在避免焊接缺陷的同时，还能减少不必要的成本浪费。
2.3焊接应力措施
采用预热法、同步收缩法等措施控制焊接应力。管道焊接中，焊接温差越大，残余应力越大，同时从组织转变来说，冷却越快组织应力也越大。预热可减小温差和减慢冷却速度，从而减小焊接应力。同时，焊缝的收缩受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力，有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩而形成较大的应力，采取适当的工艺措施，使能允许它或者部分允许它收缩，就可以免除或者部分地免除残余应力。同步收缩法就是基于这个原理所采取的工艺措施。施工中，采用合理的焊接次序，尽量使焊缝能比较自由的收缩，特别是那些收缩比较大，残余应力比较大的焊缝，也可以实现控制焊接应力的目的。
3 总结
当前，我国油气管道焊接施工方面仍有许多不足，我们只有在实践中不断探索新的措施，加强管道焊接技术创新，才能确保能源生命线的安全，为我国的现代化建设提供能源保障。
参考文献：
[1]廖庆喜，王发选.管道焊接质量控制方案[J].油气田地面工程.2007（4）.
[2]周鑫.数字化管道焊机控制系统研究[J].天津工业大学：机械电子工程.2008.
[3]张艳花.浅谈大型工业厂房内工业管道的安装工艺[J].科技情报开发与经济.2008（14）.
[4]段鸯钟.焊接管道“先漏后断”评定裂纹张开面积研究[J].天津大学：材料加工工程.2007.
【关键词】管道焊接 管道施工 缺陷 对策
[ Abstract ] industrial pipeline construction to ensure China's energy security for the lifeline, and provide a strong guarantee of social economic construction has important significance. Industrial piping installation often occur during welding defects, attach importance to the problem and find out the reasonable measures, to national economy stable development has an important role in.
中图分类号：TQ547文献标识码： A 文章编号：
在整个工业管道安装中，焊接技术作为工业管道连接的重要保障，其技术是否合格，将直接关系着工业今后的投入使用。针对当前工业管道中出现的渗漏、泄露事故，深究其原因不难发现，多数是由焊接质量不合格而引起的。由此可见，在管道的正常安装使用中，焊接质量将直接影响着管道的安全性与可靠性。针对工业管道安装中焊接的重要性，主要体现在以下几个方面: 首先，面对当前工业发展规模的不断扩大，已有的工业管道已无法满足当前工业行业的发展需求，在扩大管道铺设规模的过程中，焊接作为连接新旧管道的重要途径，对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。其次，在连接各个分段的工业管道时，焊接能够凭借自身的优势，将这些分段管道完整的联系到一起，使其在原有的基础上形成统一的整体，确保其今后的安全使用。最后，工业管道在应用中，所运输的工业物质多为液体或气体，若焊接处出现问题，将会造成液体或气体的大量外漏，在给环境造成严重威胁的同时，还会造成严重的经济损失。重视工业管道安装过程中的焊接缺陷问题并找出其合理的应对措施，对国家经济的稳定发展具有重要作用。
1 管道焊接施工中的缺陷
1.1 焊接裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下，金属材料中原子结合被破坏，产生新界面的缝隙。裂缝是工业管道安装中，焊接接头中危害最大的缺陷，所以，在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，不仅难于返修，而且会给管道运行带来直接影响，必须割口重焊，因此必须引起足够的重视。
1.2 未熔合
未熔合是指未能完全熔化结合，它包括两部分：焊道与母材之间或焊道与焊道之间。其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。未熔合易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。
1.3 咬边
所谓咬边就是通常所說的焊道咬肉，主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不作处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处引起应力集中，降低接头强度，特别是低合金高强钢的焊接，另外咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。这都严重影响了管道输送的安全度。
1.4 焊接应力
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节。
1.5 气孔
气孔主要是在焊接时，由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出，而残留在焊缝金属的内部或者表面，形成孔穴。气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。对于形成气孔的气体，一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体；一些则是在药皮熔化过程中产生的气体，也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。
1.6 夹渣
夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质，在焊道根部、层间均可能存在，最常见的就是层间夹渣。夹渣形状不同，大小不一，其中危害最大的就是呈尖锐形的夹渣，影响焊道的塑性，尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。《在用工业管道定期检验规程》中规定GCZ级或GC3级管道，当夹渣自身高度或宽度的最大值不大于.035t，并且不大于6~时，按表1定级;否则定为4级。预防措施：(1)多层焊时，焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净，避免熔渣埋入焊道；(2)避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；(3)如果坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣因不能充分融化而浮出熔池。
表1长输管道焊接缺陷所允许的夹渣总长度的最大值(mm)
2 防范焊接缺陷的有效对策
2.1 提高管道焊接工艺
( 1) 提高管道焊接工艺
在完善焊接缺陷的过程中，其根本途径在于提高管道的焊接工艺，保证焊接质量。在其提高的过程中，第一，焊接人员在开展焊接活动前，应选择合适的坡口角度与装配间隙，并对焊接电流进行检查，确保其符合焊接设备运行中的所需。第二，在进行引弧时，应在自己能力范围内，最大限度的拉长电弧，使其在预热的个遇中逐渐形成熔池; 并在收弧时，应将焊条放在熔池中做短暂的停留，以此来确保焊条自身的金属性能够填满熔池，避免弧坑在焊缝收尾位置的出现。第三，结合管道的实际铺设状况，针对破快与焊层间存在的熔渣，应及时的清除干净，并使用相应的工具铲平焊缝中存在的不平，只有在做好这些工作后方可进行焊接。第四，在焊接工作开始前，需要相应的工作人员做好焊接准备。除了对坡口两侧进行及时的清理外，还应在焊接开始前，依据焊条说明书中的时间、温度规定，选择与之相符的焊接方式。第五，在焊接时，应对焊接链条进行及时的检测，确保其质量符合国家相关标准后，按照相应的次序及方向，将焊接应力降到最低。针对裂纹的出现，焊接人员应在焊接前对坡口周围出现的水、绣、油等干扰物进行清理。
2.2 使用先进的焊接设备
在保证工业管道焊接质量的过程中，使用先进的焊接设备，除了能提高焊接质量外，还能科学的缩短焊接时间，为整个工业管道今后的投入使用奠定基础。这就要求相关部门能够加大焊接设备的投资力度，在现有的基础上，不断更新焊接设备; 同时在条件允许的前提下，尽量引进国外先进的焊接设备，在避免焊接缺陷的同时，还能减少不必要的成本浪费。
2.3焊接应力措施
采用预热法、同步收缩法等措施控制焊接应力。管道焊接中，焊接温差越大，残余应力越大，同时从组织转变来说，冷却越快组织应力也越大。预热可减小温差和减慢冷却速度，从而减小焊接应力。同时，焊缝的收缩受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力，有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩而形成较大的应力，采取适当的工艺措施，使能允许它或者部分允许它收缩，就可以免除或者部分地免除残余应力。同步收缩法就是基于这个原理所采取的工艺措施。施工中，采用合理的焊接次序，尽量使焊缝能比较自由的收缩，特别是那些收缩比较大，残余应力比较大的焊缝，也可以实现控制焊接应力的目的。
3 总结
当前，我国油气管道焊接施工方面仍有许多不足，我们只有在实践中不断探索新的措施，加强管道焊接技术创新，才能确保能源生命线的安全，为我国的现代化建设提供能源保障。
参考文献：
[1]廖庆喜，王发选.管道焊接质量控制方案[J].油气田地面工程.2007（4）.
[2]周鑫.数字化管道焊机控制系统研究[J].天津工业大学：机械电子工程.2008.
[3]张艳花.浅谈大型工业厂房内工业管道的安装工艺[J].科技情报开发与经济.2008（14）.
[4]段鸯钟.焊接管道“先漏后断”评定裂纹张开面积研究[J].天津大学：材料加工工程.2007.