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[摘 要]长输管道在石油的输送过程中发挥着很大的作用，但是焊接缺陷的存在带来很大的安全隐患。本文主要是长输管道的施工工艺出发，对常见的焊接缺陷和原因进行分析，探讨相关预防措施，保证长输管道的安全、高效。
[关键词]长输管道 焊接 缺陷
中图分类号：R54041 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0036-01
长输管道运输是一种经济高效的长距离流体介质运输方式，已经得到了越来越充分的应用。近年西气东输等一系列大口径管道的陆续施工，就标志着我国长输管道的又一次建设高峰已经到来。长输管道一般具有野外作业、 焊接环境不稳定、非固定电网取电、管固定位置不确定、焊道内部成型难以观测等特点，因而对它出现的问题要进行分析研究，并采取相应措施予以解决。
一、长输管道施工工艺
大口径长输管道壁厚一般都在8mm以上，采用多层焊接。 打底和填充盖面一般采用以下工艺：打底主要有手工焊、STT 手工焊、全自动焊、内焊机多枪头下向焊等；填充盖面主要有手工焊、半自动焊、全自动焊等。目前应用最广的就是纤维素焊条下向焊打底加半自动药芯焊丝自保护下向焊填充盖面工艺，全国大部分管道施工都使用此种工艺。由于管径大，输送压力高，因此长输管道所用钢管一般都是高碳钢制作，钢级都在X60以上，也有采用X80钢，均属于高强钢，管道焊缝一般也都是同种材质的。
焊材一般采用纤维素焊条、低氢焊条、药芯焊丝、实心焊丝加气保护等。管管焊接对接形式一般采用坡口，一般有V型、U型、复合型等，视钢管的壁厚等参数而定。
二、焊缝常见质量缺陷及原因分析
焊接缺陷的种类很多，不同标准也有不同分类方法。在此将长输管道施工与焊道检测方式紧密结合，列出在实际焊接过程中出现较为频繁的五种质量缺陷。
1、咬边
咬边即通常所说的焊道咬肉，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。
预防措施：调整好焊接参数，避免电流太大、电弧过长、电弧力不集中而导致熔池熔敷不到位；调整焊条或焊丝的倾斜角度，以防出现偏吹等情况；操作手法要稳，运条的摆动要到位。
2、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。
预防措施：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；避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；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。
3、未熔合及未焊透
未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷。未熔合是一种面积缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。未焊透是指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。未焊透对焊道的危害很大，它使焊道的有效截面积减少，同时由于属于开口性缺陷，又能造成严重的应力集中。在管道进行下沟作业或承压很高的情况时，如果未焊透深度很深，会出现焊道沿未焊透处撕裂现象。
预防措施：坡口加工要严格按规范执行，角度不能太小，要保证间隙宽度，钝边不能太厚。层间清理不要过度，以免造成坡口被打宽，形成沟槽等。操作手法要稳，要控制好电流，避免线能量输入太小。
4、气孔
气孔一般是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出所形成的。其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等。气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面积很大的圆形气孔外，其他气孔的危害性都较小，甚至还有止裂倾向。
预防措施：施焊前，焊材、坡口要清理干净，不能有铁锈、油污等，同时要避免焊材受潮；调整好焊接电压、电流；焊接速度不要太快；气体保护焊时保护气流量不能过大或过小。
5、裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，主要有结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹，由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道破坏为止。因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。在管道施工中，裂纹的产生基本都是由于工艺规程执行不到位、外部应力太大等情况造成的。
预防措施：选用抗裂性好的钢材制作钢管，合理选择焊接材料及烘干，严格按照焊接工艺评定的要求施工，以确保焊缝的组织结构塑性和韧性；严格按照工艺要求进行预热，冬季施工时应采取保温措施，必要时进行热处理或焊后加热；严格控制组对应力，尽量不使用外对口器进行强制组对。尤其是在管道进行连死头时，切不可采用千斤顶、吊管机上提、挖掘机下压等来调节对口间隙的强力组对方式。
三、焊道缺陷的检验及处理
油气长输管道运行压力较高，为确保管道使用寿命和运行安全，必须对焊道的施工质量进行检验，以确保管道不会在运行中泄露、爆裂等导致输送介质外泄，造成经济损失和环境污染。在管道焊接、无损检测完成后，管道质量的最后一道检验工序就是压力试验。试压一般分段进行，按照最低点压力不超过管道屈服强度的 90%，最高点压力达到设计压力的要求进行试压分段。由于长输管道输送压力都比较高，通常为安全起见，试压介质采用洁净水。水压试验时进行强度试验和严密性试验。输气管道按照地区等级不同强度试验压力也不同，一般四级地区要求达到设计压力的 1.5 倍。输油管道要求强度试压压力达到设计压力的 1.25 倍。
焊接工序完成后，施工机组进行焊缝外观的自检，合格后向检测公司进行无损检测申请（检测方式是 X 射线检测和超声波检测）。检测完成后，合格的焊口进行防腐补口处理，不合格的焊口进行返修处理。返修方法是按照射线检测底片位置在焊道上进行标记，然后采用角向磨光机将焊缝打开，找到缺陷后磨除，然后补焊。
四、焊接质量总体控制
质量控制因素主要可以归纳为：人员设备因素、材料因素、环境因素、工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都经过严格制订，并通过了多种检验手段的检定，因此施工中产生的质量问题一般都是由前三个方面导致的。
任何长输管道工程都要求参与焊接的每名焊工必须持有压力容器操作资格证，同时开工前要对拟上岗的焊工进行一次考试，合格后方可上岗。焊接材料是影响焊接质量的关键因素，开工前要严格保证焊接材料符合要求。长输管道的施工环境一般都比较恶劣，尤其是水网、风区、山区、林区、雨雪等对焊接的施工质量影响很大。对于环境温度，一般低于 5 ℃就属于冬季施工，需要采取特定的工艺措施。
参考文献
[1] 郑虹.焊接缺陷對结构强度的影响[J].中国设备工程，2002.5.
[2] 张彦华，李红克.管道焊接缺陷合于使用评定技术进展[J].焊管，2003.2.
[关键词]长输管道 焊接 缺陷
中图分类号：R54041 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0036-01
长输管道运输是一种经济高效的长距离流体介质运输方式，已经得到了越来越充分的应用。近年西气东输等一系列大口径管道的陆续施工，就标志着我国长输管道的又一次建设高峰已经到来。长输管道一般具有野外作业、 焊接环境不稳定、非固定电网取电、管固定位置不确定、焊道内部成型难以观测等特点，因而对它出现的问题要进行分析研究，并采取相应措施予以解决。
一、长输管道施工工艺
大口径长输管道壁厚一般都在8mm以上，采用多层焊接。 打底和填充盖面一般采用以下工艺：打底主要有手工焊、STT 手工焊、全自动焊、内焊机多枪头下向焊等；填充盖面主要有手工焊、半自动焊、全自动焊等。目前应用最广的就是纤维素焊条下向焊打底加半自动药芯焊丝自保护下向焊填充盖面工艺，全国大部分管道施工都使用此种工艺。由于管径大，输送压力高，因此长输管道所用钢管一般都是高碳钢制作，钢级都在X60以上，也有采用X80钢，均属于高强钢，管道焊缝一般也都是同种材质的。
焊材一般采用纤维素焊条、低氢焊条、药芯焊丝、实心焊丝加气保护等。管管焊接对接形式一般采用坡口，一般有V型、U型、复合型等，视钢管的壁厚等参数而定。
二、焊缝常见质量缺陷及原因分析
焊接缺陷的种类很多，不同标准也有不同分类方法。在此将长输管道施工与焊道检测方式紧密结合，列出在实际焊接过程中出现较为频繁的五种质量缺陷。
1、咬边
咬边即通常所说的焊道咬肉，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。
预防措施：调整好焊接参数，避免电流太大、电弧过长、电弧力不集中而导致熔池熔敷不到位；调整焊条或焊丝的倾斜角度，以防出现偏吹等情况；操作手法要稳，运条的摆动要到位。
2、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。
预防措施：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；避免焊接电流较小，导致熔渣不能充分融化而浮出熔池；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。
3、未熔合及未焊透
未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷。未熔合是一种面积缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。未焊透是指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。未焊透对焊道的危害很大，它使焊道的有效截面积减少，同时由于属于开口性缺陷，又能造成严重的应力集中。在管道进行下沟作业或承压很高的情况时，如果未焊透深度很深，会出现焊道沿未焊透处撕裂现象。
预防措施：坡口加工要严格按规范执行，角度不能太小，要保证间隙宽度，钝边不能太厚。层间清理不要过度，以免造成坡口被打宽，形成沟槽等。操作手法要稳，要控制好电流，避免线能量输入太小。
4、气孔
气孔一般是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出所形成的。其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等。气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面积很大的圆形气孔外，其他气孔的危害性都较小，甚至还有止裂倾向。
预防措施：施焊前，焊材、坡口要清理干净，不能有铁锈、油污等，同时要避免焊材受潮；调整好焊接电压、电流；焊接速度不要太快；气体保护焊时保护气流量不能过大或过小。
5、裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，主要有结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹，由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道破坏为止。因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。在管道施工中，裂纹的产生基本都是由于工艺规程执行不到位、外部应力太大等情况造成的。
预防措施：选用抗裂性好的钢材制作钢管，合理选择焊接材料及烘干，严格按照焊接工艺评定的要求施工，以确保焊缝的组织结构塑性和韧性；严格按照工艺要求进行预热，冬季施工时应采取保温措施，必要时进行热处理或焊后加热；严格控制组对应力，尽量不使用外对口器进行强制组对。尤其是在管道进行连死头时，切不可采用千斤顶、吊管机上提、挖掘机下压等来调节对口间隙的强力组对方式。
三、焊道缺陷的检验及处理
油气长输管道运行压力较高，为确保管道使用寿命和运行安全，必须对焊道的施工质量进行检验，以确保管道不会在运行中泄露、爆裂等导致输送介质外泄，造成经济损失和环境污染。在管道焊接、无损检测完成后，管道质量的最后一道检验工序就是压力试验。试压一般分段进行，按照最低点压力不超过管道屈服强度的 90%，最高点压力达到设计压力的要求进行试压分段。由于长输管道输送压力都比较高，通常为安全起见，试压介质采用洁净水。水压试验时进行强度试验和严密性试验。输气管道按照地区等级不同强度试验压力也不同，一般四级地区要求达到设计压力的 1.5 倍。输油管道要求强度试压压力达到设计压力的 1.25 倍。
焊接工序完成后，施工机组进行焊缝外观的自检，合格后向检测公司进行无损检测申请（检测方式是 X 射线检测和超声波检测）。检测完成后，合格的焊口进行防腐补口处理，不合格的焊口进行返修处理。返修方法是按照射线检测底片位置在焊道上进行标记，然后采用角向磨光机将焊缝打开，找到缺陷后磨除，然后补焊。
四、焊接质量总体控制
质量控制因素主要可以归纳为：人员设备因素、材料因素、环境因素、工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都经过严格制订，并通过了多种检验手段的检定，因此施工中产生的质量问题一般都是由前三个方面导致的。
任何长输管道工程都要求参与焊接的每名焊工必须持有压力容器操作资格证，同时开工前要对拟上岗的焊工进行一次考试，合格后方可上岗。焊接材料是影响焊接质量的关键因素，开工前要严格保证焊接材料符合要求。长输管道的施工环境一般都比较恶劣，尤其是水网、风区、山区、林区、雨雪等对焊接的施工质量影响很大。对于环境温度，一般低于 5 ℃就属于冬季施工，需要采取特定的工艺措施。
参考文献
[1] 郑虹.焊接缺陷對结构强度的影响[J].中国设备工程，2002.5.
[2] 张彦华，李红克.管道焊接缺陷合于使用评定技术进展[J].焊管，2003.2.