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摘要：笔者通过参加国际工程的焊接和无损检测的监理工作，对国外的工程进行全程的监督和检查，对工程焊接出现的问题，针对工程的特点提出意见和不同的观点，尤其是焊接工艺规程壁厚覆盖以后，对工程中不同壁厚的管线不一定完全的适用，所以在现场的实际焊接中还是需要对某些焊接变量适当的调整，这是笔者的亲身工作的经历，供施工借鉴和参考。
关键词：焊接工艺评定 壁厚的覆盖 爆炸性的密集气孔 1.6mm药芯焊丝 焊接合格率
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-242-02
笔者与近期参加肯尼亚西部管道扩容工程，该工程起于内罗毕，止于埃尔多雷特，全长为326公里，管线外径规格为：￠355 管线的壁厚有5.2mm、7.1mm、7.9mm、10.2mm、11.1mm等多种规格，材质为美标 API spec-5L X52.根据美国的ASME 第Ⅸ卷焊接和钎焊工艺，《焊工、钎焊工焊接和钎焊操作工评定标准》（中文版），制订的相关的焊接工艺评定WPS和进行相应的工艺评定记录PQR，并根据ASME 第Ⅸ卷标准要求进行了相关的力学实验和焊接评定的记录，证明采用的焊接工艺的正确性：焊接工艺评定如下：
通过焊接工艺的评定资料，我们可以看出对于本次长输管线的施工，制订的焊接方法是针对ASME 第Ⅸ卷标准的基础上，施工方的结合自身特点采用的是手工焊+半自动焊，焊接接头采用V型的接头，选用的工艺图为7.1mm的壁厚作为评定的基础，由于7.1mm的壁厚作为工程壁厚的选用的中间类型。壁厚覆盖为5.2mm-11.1mm.这种壁厚形式的覆盖是ASME 第Ⅸ卷允许的。
以下选自ASME 第Ⅸ卷中的叙述：
QW-200.2（a）：工艺评定记录PQR是试件焊接时所用焊接数据的记录，
QW-200.2（b）： 工艺评定记录PQR记载了用于该种试件焊接时全部的重要变量和需要时的附加重要变量。
QW-200.2（F）： 一件PQR用于多件WPS，一件WPS可以覆盖几种重要变量的变化，只要存在着对每种重要变量和当需要时附加的重要变量都支持它的PQR.（例如：只要从厚度I.5mm ---5mm 和厚度5mm--32mm 这两种厚度支持的PQR，则一件WPS就可以覆盖的厚度范围为可以从5mm --32mm 的厚度。以上数据选自ASME 第Ⅸ卷焊接和钎焊工艺，焊工、钎焊工焊接和钎焊操作工评定标准（中文版）。
从标准上分析该壁厚覆盖的评定是允许的
对于焊材的选用时打底焊是 A5.1 AWS标准碳钢药皮电弧焊条 E6010 ￠3.2mm 焊接电流为53-90A BOHILER纤维素焊条。填充和盖面焊采用A5.29 AWS标准 低合金钢药芯电弧焊焊丝。 E71T8-NI ￠2.0mmHOBART半自动药芯焊丝。焊接电流填充为190-260A，盖面为180-250A.在焊接评定记录中采用壁厚7.1mm进行评定记录，一切均符合标准。
但在6月22日施工到5.2mm的壁厚处，出现了质量问题，主要是国内在长输管线中对于5.2mm的壁厚。管道局的焊接人员接触此类管径的也不多，（据管道局设计院对于长输管道的壁厚有条不成文的规定，就是壁厚不得小于6.2mm这也是采用半自动焊接最低的壁厚尺寸）对于5.2mm的壁厚当采用半自动焊接，由于焊接电流的过大，容易在填充时造成焊接接头的烧穿，焊接电流过小，由于管线打底和盖面采用￠2.0mm的药芯焊丝，焊丝中的造气剂和造渣剂产生出来保护气体和熔渣，由于焊水的焊接线性热容量不够，造成气体和夹渣无法释放出来而形成到焊接接头的表面，此时在底片上会形成大面积的密集气孔或夹渣的影像。在第一次最初焊接接頭的评定中，焊口的合格率仅有38%。第二天对所有已经焊接的焊接接头进行检查，共检查392道口。返修为124道口，合格率为68%，124道口的缺陷分部情况是：密集气孔76张（具体影像见附图）。根部的未熔合32张（具体影像见附图）、烧穿8张、条形夹渣8张。在检测结果刚出来时，施工机组停止施工。根据发生的问题，我立即召集施工方开了现场的焊接技术分析会，会议做出决定：1、焊接间隙调整到2.0-2.5mm，已保证焊接未熔合的形成。2、要求焊工对5.2mm壁厚的情况作专题的调研，检测对5.2mm的焊口随时检测、随时出具结果。由于焊工对5.2mm的焊接情况不熟悉，（详见上面的焊接缺陷的分析）笔者首先焊工间的相互交流和焊接手法要不断的熟悉，在以后的检测的37张底片中返修7张，合格率为81%。未熔合缺陷的大量减少，密集气孔在焊接精心后出现减少，但焊接问题并未从根本上得到解决，主要原因再没有得到新的焊接材料的情况下，管道局采用焊接择中的方法，就是用E6010打底时。加大打底的厚度，并采用￠2.0mm的药芯焊丝一次成型盖面。这样做法不但违反了原焊接工艺的初衷而且坡口的宽度和角度都不合适，而且由于￠2.0mm并不匹配这样一次成型的厚度和焊接的变量。焊工在焊接中感到不适应，焊接后心中没底，底片反映也是时好是坏。于是我建议对填充采用的药芯焊丝从￠2.0mm调整到￠1.6mm，从而使焊接的电流降低，减少烧穿的机率，另外药芯焊丝中的造气剂和造渣剂相应减少，在相应符合的焊接电流的情况下，会有利于保证气孔的大量浮出，我要求管道局要求国内重新制作相应的焊接工艺的评定。确保焊接接头的力学性能在更换￠1.6mm情况下是能达到力学指标的要求。由于牵涉到中资企业在国外工程中的影响和海外工程焊接材料的物流运输的滞后的状况，现场的焊接工作并未停止，只是焊接进度的放慢。在国内￠1.6mm焊丝未到施工现场时，采用的是E6010打底，E7018的填充盖面的一次成型。由于整个厚度的不够，焊接的电流造成焊肉的不饱满，焊接形式也从短路过渡变成熔滴的过渡。但焊工焊接完成后普遍反映心中没底，密集气孔仍然不时的出现，为此我在每天的底片评定结束后就拿着底片的评片记录来到机组，逐一的排查焊工的手法，寻找更好的焊接手法。对不适用目前焊接壁厚的焊工从底片出现的缺陷在焊接的手法上加以解决，功夫不负有心人，焊接质量明显提高，但焊接的速度并未提高，焊工只有靠着打磨焊口来检查提高焊口的合格率。
￠1.6mm药芯焊丝最先由来肯人员按随身物品空运至现场1桶，即E6010打底，￠1.6mm焊丝填充，￠2.0mm焊丝盖面，由于￠1.6mm药芯焊丝薄薄的填充部分的焊缝，药芯中的造气剂和造渣剂较少，而且填充厚度也不大，气体和熔渣及时浮出。￠2.0mm的药芯焊丝由于焊接的厚度加强，工艺适合，送丝的速度也达到了原送丝速度的水平，焊工感觉较好，焊接20道口，从底片上看焊接的成型和焊接质量较好，后续的￠1.6mm药芯焊丝陆续空运来到现场。结果如下：第一天检测135道口，返修5道，主要集中在前30道中，后105道口全部合格，第二天检测是80道口合格78道，合格率是97.5% ，从以上的数据可以看出对于5.2mm壁厚的管线焊接应针对焊接的情况灵活的采用药芯焊丝，使焊接工艺和施焊的材料的厚度相匹配，这是保证工程质量的关键。
参考文献：
1.ASME 第Ⅸ卷 《焊接和钎焊评定标准》—2001中文版
2.API-1104 《 管道焊接及相关设施》---2005中文版
3. API SPE 5L 《 管线钢管规范》---2005中文版
作者简介：
张辉宇 （1970-5-8），男，河北省昌黎市人，1993年毕业于承德石油专科学校焊接工艺及设备专业，现就职于胜利油田海上石油工程技术检验中心无损检验部。焊接高级工程师 。曾与2010-2011年参与肯尼亚西部管道工程，负责焊接工艺和无损检测质量控制。地址：山东省东营市淄博路67号，邮编：257064。
关键词：焊接工艺评定 壁厚的覆盖 爆炸性的密集气孔 1.6mm药芯焊丝 焊接合格率
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-242-02
笔者与近期参加肯尼亚西部管道扩容工程，该工程起于内罗毕，止于埃尔多雷特，全长为326公里，管线外径规格为：￠355 管线的壁厚有5.2mm、7.1mm、7.9mm、10.2mm、11.1mm等多种规格，材质为美标 API spec-5L X52.根据美国的ASME 第Ⅸ卷焊接和钎焊工艺，《焊工、钎焊工焊接和钎焊操作工评定标准》（中文版），制订的相关的焊接工艺评定WPS和进行相应的工艺评定记录PQR，并根据ASME 第Ⅸ卷标准要求进行了相关的力学实验和焊接评定的记录，证明采用的焊接工艺的正确性：焊接工艺评定如下：
通过焊接工艺的评定资料，我们可以看出对于本次长输管线的施工，制订的焊接方法是针对ASME 第Ⅸ卷标准的基础上，施工方的结合自身特点采用的是手工焊+半自动焊，焊接接头采用V型的接头，选用的工艺图为7.1mm的壁厚作为评定的基础，由于7.1mm的壁厚作为工程壁厚的选用的中间类型。壁厚覆盖为5.2mm-11.1mm.这种壁厚形式的覆盖是ASME 第Ⅸ卷允许的。
以下选自ASME 第Ⅸ卷中的叙述：
QW-200.2（a）：工艺评定记录PQR是试件焊接时所用焊接数据的记录，
QW-200.2（b）： 工艺评定记录PQR记载了用于该种试件焊接时全部的重要变量和需要时的附加重要变量。
QW-200.2（F）： 一件PQR用于多件WPS，一件WPS可以覆盖几种重要变量的变化，只要存在着对每种重要变量和当需要时附加的重要变量都支持它的PQR.（例如：只要从厚度I.5mm ---5mm 和厚度5mm--32mm 这两种厚度支持的PQR，则一件WPS就可以覆盖的厚度范围为可以从5mm --32mm 的厚度。以上数据选自ASME 第Ⅸ卷焊接和钎焊工艺，焊工、钎焊工焊接和钎焊操作工评定标准（中文版）。
从标准上分析该壁厚覆盖的评定是允许的
对于焊材的选用时打底焊是 A5.1 AWS标准碳钢药皮电弧焊条 E6010 ￠3.2mm 焊接电流为53-90A BOHILER纤维素焊条。填充和盖面焊采用A5.29 AWS标准 低合金钢药芯电弧焊焊丝。 E71T8-NI ￠2.0mmHOBART半自动药芯焊丝。焊接电流填充为190-260A，盖面为180-250A.在焊接评定记录中采用壁厚7.1mm进行评定记录，一切均符合标准。
但在6月22日施工到5.2mm的壁厚处，出现了质量问题，主要是国内在长输管线中对于5.2mm的壁厚。管道局的焊接人员接触此类管径的也不多，（据管道局设计院对于长输管道的壁厚有条不成文的规定，就是壁厚不得小于6.2mm这也是采用半自动焊接最低的壁厚尺寸）对于5.2mm的壁厚当采用半自动焊接，由于焊接电流的过大，容易在填充时造成焊接接头的烧穿，焊接电流过小，由于管线打底和盖面采用￠2.0mm的药芯焊丝，焊丝中的造气剂和造渣剂产生出来保护气体和熔渣，由于焊水的焊接线性热容量不够，造成气体和夹渣无法释放出来而形成到焊接接头的表面，此时在底片上会形成大面积的密集气孔或夹渣的影像。在第一次最初焊接接頭的评定中，焊口的合格率仅有38%。第二天对所有已经焊接的焊接接头进行检查，共检查392道口。返修为124道口，合格率为68%，124道口的缺陷分部情况是：密集气孔76张（具体影像见附图）。根部的未熔合32张（具体影像见附图）、烧穿8张、条形夹渣8张。在检测结果刚出来时，施工机组停止施工。根据发生的问题，我立即召集施工方开了现场的焊接技术分析会，会议做出决定：1、焊接间隙调整到2.0-2.5mm，已保证焊接未熔合的形成。2、要求焊工对5.2mm壁厚的情况作专题的调研，检测对5.2mm的焊口随时检测、随时出具结果。由于焊工对5.2mm的焊接情况不熟悉，（详见上面的焊接缺陷的分析）笔者首先焊工间的相互交流和焊接手法要不断的熟悉，在以后的检测的37张底片中返修7张，合格率为81%。未熔合缺陷的大量减少，密集气孔在焊接精心后出现减少，但焊接问题并未从根本上得到解决，主要原因再没有得到新的焊接材料的情况下，管道局采用焊接择中的方法，就是用E6010打底时。加大打底的厚度，并采用￠2.0mm的药芯焊丝一次成型盖面。这样做法不但违反了原焊接工艺的初衷而且坡口的宽度和角度都不合适，而且由于￠2.0mm并不匹配这样一次成型的厚度和焊接的变量。焊工在焊接中感到不适应，焊接后心中没底，底片反映也是时好是坏。于是我建议对填充采用的药芯焊丝从￠2.0mm调整到￠1.6mm，从而使焊接的电流降低，减少烧穿的机率，另外药芯焊丝中的造气剂和造渣剂相应减少，在相应符合的焊接电流的情况下，会有利于保证气孔的大量浮出，我要求管道局要求国内重新制作相应的焊接工艺的评定。确保焊接接头的力学性能在更换￠1.6mm情况下是能达到力学指标的要求。由于牵涉到中资企业在国外工程中的影响和海外工程焊接材料的物流运输的滞后的状况，现场的焊接工作并未停止，只是焊接进度的放慢。在国内￠1.6mm焊丝未到施工现场时，采用的是E6010打底，E7018的填充盖面的一次成型。由于整个厚度的不够，焊接的电流造成焊肉的不饱满，焊接形式也从短路过渡变成熔滴的过渡。但焊工焊接完成后普遍反映心中没底，密集气孔仍然不时的出现，为此我在每天的底片评定结束后就拿着底片的评片记录来到机组，逐一的排查焊工的手法，寻找更好的焊接手法。对不适用目前焊接壁厚的焊工从底片出现的缺陷在焊接的手法上加以解决，功夫不负有心人，焊接质量明显提高，但焊接的速度并未提高，焊工只有靠着打磨焊口来检查提高焊口的合格率。
￠1.6mm药芯焊丝最先由来肯人员按随身物品空运至现场1桶，即E6010打底，￠1.6mm焊丝填充，￠2.0mm焊丝盖面，由于￠1.6mm药芯焊丝薄薄的填充部分的焊缝，药芯中的造气剂和造渣剂较少，而且填充厚度也不大，气体和熔渣及时浮出。￠2.0mm的药芯焊丝由于焊接的厚度加强，工艺适合，送丝的速度也达到了原送丝速度的水平，焊工感觉较好，焊接20道口，从底片上看焊接的成型和焊接质量较好，后续的￠1.6mm药芯焊丝陆续空运来到现场。结果如下：第一天检测135道口，返修5道，主要集中在前30道中，后105道口全部合格，第二天检测是80道口合格78道，合格率是97.5% ，从以上的数据可以看出对于5.2mm壁厚的管线焊接应针对焊接的情况灵活的采用药芯焊丝，使焊接工艺和施焊的材料的厚度相匹配，这是保证工程质量的关键。
参考文献：
1.ASME 第Ⅸ卷 《焊接和钎焊评定标准》—2001中文版
2.API-1104 《 管道焊接及相关设施》---2005中文版
3. API SPE 5L 《 管线钢管规范》---2005中文版
作者简介：
张辉宇 （1970-5-8），男，河北省昌黎市人，1993年毕业于承德石油专科学校焊接工艺及设备专业，现就职于胜利油田海上石油工程技术检验中心无损检验部。焊接高级工程师 。曾与2010-2011年参与肯尼亚西部管道工程，负责焊接工艺和无损检测质量控制。地址：山东省东营市淄博路67号，邮编：257064。