油气管道焊接常见的外观缺陷及预防措施

油气管道焊接常见的外观缺陷及预防措施

吴向荣

启东中远海运海洋工程有限公司 江苏启东 226200

摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求越来越多，石油天然气成为众多能源中较为重要的部分。油气的运输离不开管道，输油气管道质量的好与坏和管道焊接过程中质量的好坏密不可分。本文分析了管道焊接中常见的外观缺陷及产生的原因，并提出相应的焊接质量控制预防措施。

关键词：油气管道；焊接；外观缺陷；预防措施

管道的主要作用在于运输油气资源，在运行过程中，受不可控因素影响，使得管道容易受到损伤，为了确保管道运行的稳定性，要做好各个方面的管控工作。对于管道的焊接，受客观和主观因素影响，容易出现管道焊接缺陷，主要体现在外观缺陷上，如果不对这些缺陷进行干预，任由其演变，那么对管道整体结构就会有较大的影响，严重情况下还会使得油气资源无法正常运输。

1常见焊接方法及工艺

1.1常见全自动焊接方法

1.1.1熔化极气体保护焊

熔化极气体保护焊分为实芯焊丝、药芯焊丝和金属粉芯焊丝。实芯焊丝焊渣少，但抗风能力弱，飞溅大；药芯焊丝焊接合格率高，熔敷速度更快，焊接工艺性能及成形较好，适用性更广，但熔敷系数相对较低，容易产生气孔等缺陷；金属粉芯焊丝由钢带和金属粉药芯组成，焊接工艺性能和力学性能好，速度快，焊缝成形好，飞溅少，保存条件要求干燥、密闭。

1.1.2埋弧自动焊

埋弧自动焊是指焊丝在焊剂覆盖下的焊道内完成电弧焊接的方法，有单丝和多丝之分。优点有：设备投资较小、焊接质量稳定、生产效率高、粉尘少、无弧光伤害等。在长输管道焊接时，使用双联管预制作业方式，可以有效减少现场焊接作业的工程量，节省人力并缩短施工周期。

1.23闪光对焊

闪光对焊是指焊口两侧在低电压、强电流作用下产生的强光及火花使焊道瞬间达到高温，挤压焊接成形。优点是：焊接质量好、效率高、天气适应能力强、经济成本较低。缺点是：对供电系统要求极高，焊后管子内外表面毛刺较多，焊缝无损检测困难，国内应用较少。

1.1.4其它焊接方法

其它焊接方法还有：自保护药芯焊丝自动焊、等离子焊、激光-电弧复合焊等。自保护药芯焊丝全自动焊：具有抗风能力强、适合户外作业等特点，该焊丝目前多用于半自动焊接。等离子焊：以等离子弧产生的高温来完成熔焊的方法，具有高熔深、焊接效率高、单面焊双面成形好、变形小等特点。激光-电弧复合焊：是一种具有高焊速、深熔透、焊缝深宽比大、变形小等特点的焊接方法，它同时具备激光焊与电弧焊的优势。这几种焊接方法在长输管道应用上还不够成熟，需进一步改进。

1.2主要全自动焊接工艺及设备

1.2.1内焊机根焊+外焊机填盖

内焊机完成管道对口与根焊焊接，单焊炬单丝外焊机进行热焊，双焊炬（或单焊炬）单丝（或双丝）外焊机填充与盖面焊。优势是操作方便，焊接速度快，成形美观，一次焊接合格率高。缺点是设备复杂，一次设备投资极高，维修保养要求高，适合起伏相对平缓的地势。双焊炬焊接效率更高且运用更广，但要避免后枪在焊接时发生未熔合。

1.2.2外焊机根焊及填充盖面焊

内对口器完成管口组对，单焊炬单丝外焊机进行根焊，单焊炬单丝外焊机进行热焊，单焊炬单丝（或双丝）外焊机填充与盖面焊。优点是：焊缝强度高，使用可靠，易维修，焊接合格率较高，速度较快。缺点是：对焊缝坡口的尺寸、间隙及错边量要求很高，焊接防风要求高。此种工艺采用的是单面焊双面成型的根焊方式，需要注意气孔、未熔合或烧穿等情况的发生。常见设备配置：内焊机CRC-M300C或PWT-CWS.02NRT，外焊机CRC-P600/P625或RMS-MOW-1。

1.2.3带铜衬垫外焊机自动焊

安装铜衬垫的内对口器进行焊缝组对，由外焊机完成根焊，背面强迫成型，由单焊炬外焊机进行热焊，单焊炬（或双焊炬）外焊机完成填充与盖面焊接。优点是：焊接质量相对较好，工效高，设备采购及维护成本较低。缺点是：对焊工要求高，管口圆度不满足要求时易在管内产生焊瘤，用短弧根焊时容易产生铜污染。

2管道焊接常见的外观缺陷

2.1夹渣缺陷

油气管道外观缺陷从字面上来说很好理解，就是单纯肉眼可以见的缺陷，不需要借助其他仪器设备，油气管道外观缺陷较种类比较多，夹渣就是其中一种[1]，夹渣是指焊接表层粘附的熔渣或者铁锈，这些物质具有一定的贴合性，主要存在于焊接层和焊接的根部，夹渣是没有固定形状的，它们的形状多变，形成原因也比较花样化，有人为因素也有管道因素，在多层焊接的时候，前后的焊接处理工作没有落实到位，使得焊接接口存在缺陷，为残渣的停留提供了位置。还有就是有的焊接人员操作失误，没有焊接完整，使得接口处没有完全密封，对焊接温度没有进行控制，焊接管道没有完全融化掉，造成杂质融合，有的坡口度比较小，与焊口形成了偏角，使得焊渣没有全部被融化。

2.2咬边缺陷

咬边缺陷的形成更多的是因为焊接不到位造成的，焊接的时候需要熔铸金属，这些熔铸的金属需要覆盖住母管缺口，如果缺口没有完全覆盖住，会有一定影响，当然，如果没有覆盖的范围比较小那么就没有多大的影响，如果咬边过深，那么容易影响管道焊接性能，电弧温度过高，使得电流幅度波动过大，还有就是焊接人员手法不正确，没有准确摆动位置，使得咬边边缘化。

2.3气孔缺陷

焊接的过程中，大量热量产生，增加了气体的流动性，有些气体在金属凝固的时候没有完全溢出，气体影响使得管道焊接的表面出现了大小不一的气孔[2]。气孔形成原因是多方面的，有些是因为焊材没有完全烘干，带有水分就焊接，产生大量水气，没有全部排出去。有些是因为焊接电流过小，无法满足密封焊接需求，从而形成了一排一排的小气孔。

3管道焊接缺陷预防措施

3.1对于夹渣缺陷的预防措施

对于夹渣进行干预，我们要从多个方面入手，做好相关协调工作，在进行多层焊接的时候，我们先要清理好焊接表面物质，将杂质清理干净，便于下层更好的焊接。要严格选拔焊接工作人员，焊接对人员的专业性要求比较高，焊接人员需要有娴熟的操作技巧，知道怎么焊接到位，对温度的把控要全面，熟悉温度变化，能够根据温度系数判断是否焊接，焊接的力度要调控好。对焊接坡口进行控制，坡口大小应该控制在一个合理范围内。

3.2对咬边缺陷的预防措施

对于咬边缺陷，在焊接的时候，主要是对电流的控制，将电流控制在一个合理的波动范围内，电流过大或者过小都不利于焊接稳定，容易导致咬边的出现。焊接人员要掌握较为全面的焊接知识，知道注意一些细节方面的问题，对焊接设备有一个详细的了解，能够正确操作。有些焊接位置比较复杂，对于结构复杂的焊接区域，我们需要根据具体结构情况选择合适的温度，选好角度进行焊接操作，最大程度上避免咬边缺陷。

3.3对于气孔缺陷的预防措施

当管道焊接出现气孔时，我们可以从以下几个方面入手，对母丝和焊材进行检查，主要看母丝和焊材表面潮湿度多少，其潮湿度是否达标，如果潮湿度超标，那么需要先烘干母丝和焊材，然后进行二次检测，检测达标之后再进行熔炼。采取必要的防风措施，焊接的过程中，做好封闭处理工作，避免风气穿透，对于焊接的母管材质，需要控制好流通的电流系数，放慢电流流动速度，保证管道材质中的气体能够完全排出。

4结语

油气管道焊接是一个综合性的工作，管道焊接受多方面因素影响，但主要因素在于“人”，所以要做好对焊接人员的管理工作，在焊接人员操作之前，需要对其进行系统性的培训，只有通过考核的人员才能上手操作，这种方式可以最大程度上保证焊接人员的专业水平达标。基于管道运输的特殊性，如果发现外观缺陷要第一时间采取措施解决，避免问题严重化。

参考文献

[1]浦冬梅，刘必渝，程超.油田管道焊接常见外观缺陷和防治措施分析[J].科技与企业，2018（26）：54.

[2]裴勤锋，刘光辉，朱志伟.长输管道焊接缺陷和预防措施分析[J].石油工业技术监督，2018，18（1）：28-30.