管道自動(dòng)焊常見缺陷產(chǎn)生原因及防治措施

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1、管道自動(dòng)焊常見缺陷產(chǎn)生原因及防治措摘要:西氣東輸管道工程焊接工作量大,焊接質(zhì)量要求高,采用自動(dòng)焊的總里程數(shù)超過("")*。通過對(duì)西氣東輸管道工程自動(dòng)焊機(jī)組的長期跟蹤,了解并掌握了經(jīng)常出現(xiàn)的幾種焊接缺陷,文章以西氣東輸管道工程第’+標(biāo)段山西臨汾現(xiàn)場自動(dòng)焊接為例,詳細(xì)分析了未熔合、氣孔、余高超標(biāo)、咬邊和迸絲產(chǎn)生的原因,并結(jié)合現(xiàn)場的具體情況,針對(duì)每種焊接缺陷提出了切實(shí)有效的防治措施,進(jìn)一步提高了焊接質(zhì)量和施工效率。0引言西氣東輸管道工程是國家重點(diǎn)工程,主線路全長4000km)*,其特點(diǎn)是口徑大(1016mm)、管壁厚(’14.6-26.2)、鋼級(jí)高(APISpec5LX70)、壓力高(1

2、0MPa),這在我國管道建設(shè)史上尚屬首次。由于焊接工作量巨大,焊接質(zhì)量要求高,因此在較平坦的區(qū)段采用了自動(dòng)焊技術(shù)。采用自動(dòng)焊的總里程超過800km。自動(dòng)焊技術(shù)在長輸管道施工中的規(guī)?;瘧?yīng)用,對(duì)大多數(shù)施工單位來說是一項(xiàng)全新的焊接工藝。在焊接過程中,焊接機(jī)頭沿著安裝在管道上的軌道行走,焊工通過操作盒進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,焊接過程是在自動(dòng)控制下完成的。因此,自動(dòng)焊可大大降低人為因素的影響,并且勞動(dòng)強(qiáng)度低,焊縫質(zhì)量好,焊接效率高。由于各施工單位都是初次接觸和使用自動(dòng)焊設(shè)備,因操作使用不當(dāng),有時(shí)也出現(xiàn)一些缺陷和問題,既影響焊縫質(zhì)量,又影響工程進(jìn)度,同時(shí)影響自動(dòng)焊技術(shù)高效率特性的發(fā)揮。我們通過對(duì)西氣東輸

3、管道工程中自動(dòng)焊機(jī)組的長期跟蹤,對(duì)焊接施工中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了分析研究,提出了相應(yīng)的措施,焊接質(zhì)量和工程進(jìn)度得到了保證,為今后的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。本文以西氣東輸管道工程第17標(biāo)段山西臨汾現(xiàn)場自動(dòng)焊接為例,分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因,并提出防治措施。西氣東輸管道工程第17標(biāo)段(山西臨汾段),管材規(guī)格為1016*14.6mm,部分地段為1016*17.5mm,材質(zhì)為X70鋼。管道的坡口為單"V"型,采用STT半自動(dòng)焊封底,焊絲為JM-58(,直徑為1.2mm,100%CO2保護(hù);填充和蓋面采用自動(dòng)焊,焊絲為JM-68(,直徑為1.0mm,混合氣體保護(hù)(20%CO2+80%Ar)。自動(dòng)焊采用的是

4、填充3層或4層、蓋面1層的多層下向焊方法。在施工初期,出現(xiàn)的主要問題有:未熔合、氣孔、余高超標(biāo)、咬邊和迸絲。1常見缺陷的原因分析及防治措施1.1未熔合是一種幾乎沒有厚度的面狀缺陷,其直接危害是減少截面,增大應(yīng)力,對(duì)承受疲勞、經(jīng)受沖擊、應(yīng)力腐蝕或低溫下工作都非常不利。未熔合是由于電弧未能直接在母材上燃燒,焊絲熔化的鐵水只是堆積在上一層焊道或坡口表面上而形成的。主要形式有層間未熔合和單側(cè)點(diǎn)狀未熔合,并出現(xiàn)在平、立焊位置,長度不一,最長可達(dá)到100mm左右。未熔合是由以下幾方面原因造成的:(1)焊接速度慢。如圖1(b)所示,由于焊接速度慢,電弧不能在上一層焊縫上燃燒,而是在熔池內(nèi)的鐵水上

5、燃燒,焊絲熔化的鐵水向前流淌,鋪在上層焊縫上,這就造成了層間未熔合。(2)焊槍角度不正確。如圖2中(b)所示,焊槍所處的角度是不正確的。在此狀態(tài)下焊接,&&第!"卷第!期熔池中鐵水在電弧吹力作用下向前流淌,鋪蓋在電弧的前方,致使電弧不能在上一層焊縫上燃燒,造成層間未熔,并且隨著角度的增大,鐵水流淌更加嚴(yán)重,焊縫無法成型。(3)焊接跟蹤不準(zhǔn)確。在焊接過程中,由于焊工觀察位置、角度的變化,在電弧擺動(dòng)中心和坡口焊縫中心不重合時(shí),就會(huì)使電弧只能在坡口的一側(cè)燃燒到位,在另一側(cè)燃燒不到位,鐵水只堆積在不到位的一側(cè),這樣就產(chǎn)生了單側(cè)未熔合,如圖3所示。(4)焊槍在端部的停留時(shí)間短。焊縫是由焊槍在

6、坡口內(nèi)邊擺動(dòng)、邊移動(dòng)施焊完成的。由于焊槍在端部的停留時(shí)間不足,電弧尚未將根部徹底熔透就擺動(dòng)移向另一端,這樣就在此處產(chǎn)生單側(cè)未熔合。根據(jù)以上4種原因,采用下列措施,成功地避免了未熔合的產(chǎn)生。(1)適當(dāng)加快焊接速度,使焊接電弧在正常焊接狀態(tài)的位置上燃燒(如圖1(b)所示)。(2)必須將焊槍調(diào)至圖2(a)所示正確的焊接角度,焊槍與管道的法線形成0-10度角。(3)應(yīng)保持相對(duì)固定的觀察位置和角度進(jìn)行焊接跟蹤。(4)適當(dāng)增加焊槍在兩端的停留時(shí)間。1.2氣孔是自動(dòng)焊在現(xiàn)場出現(xiàn)的主要焊接缺陷之一,是焊縫金屬凝固過程中由于侵入氣體而形成的氣囊或空穴。因其釀成了結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性,就會(huì)削弱焊縫金屬的機(jī)械

7、強(qiáng)度,降低結(jié)構(gòu)的氣密性、水密性等。氣孔多出現(xiàn)在平、立位置的焊縫接頭處,從)射線相片上反映出以密集氣孔偏多。經(jīng)檢查分析,發(fā)現(xiàn)形成氣孔有以下3方面的原因:(1)防風(fēng)棚漏風(fēng)。氣體保護(hù)焊的最大缺點(diǎn)是抗風(fēng)能力差,所以工程上所使用的管道自動(dòng)焊設(shè)備均是在防風(fēng)棚內(nèi)作業(yè)的,雖有“全天候”之稱,然而,當(dāng)風(fēng)速高、棚底所在的地面不平時(shí),就會(huì)在防風(fēng)棚的兩側(cè)包裹管道的帆布簾處及底部漏風(fēng)。風(fēng)吹到焊槍就會(huì)吹散保護(hù)氣體,電弧和熔池失去了保護(hù),導(dǎo)致在焊縫中產(chǎn)生氣孔。(2)保護(hù)氣體流量過小。管道自動(dòng)焊所用

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