长输管道施工常见焊接缺陷质量分析控制
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环境工程2018·1180Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究价,混合果汁缓凝效果更好。
4.结语目前混凝土减水剂中多数生物法依然停留在实验室,其主要是因为生产工艺复杂,成本过高等特点,而且天然高分子基原材料往往结构比较复杂且多变,生产稳定性控制也是一个问题,到了高温的时候还要注意防腐工作。
所以如何简化工艺、降低成本、提升性能、稳定生产、防腐等等问题需要有更多的科研从业人员继续努力开发和探索。
•【参考文献】[1]投资33亿元绿色化工项目落户吉林经开区[J].经济视角, 2010(06):7.[2]Scripture E W,Heights J S,Drawing O N.Indurating composition for concerte:US,2081642[P].1937-05-25.[3]郑昌海,石海信,王爱荣,梁冠秋.淀粉基减水剂研究现状及其改性方法研究进展[J].化工技术与开发,2017,46(08):27-31.[4]何辉,陈志健,吴家瑶,周新文,朱亮.天然高分子基混凝土减水剂研究进展[J].高分子材料科学与工程,2016,32(11):178-183.[5]汪海林.葡萄糖酸内酯改性聚羧酸减水剂的常温合成[A].中国化学外加剂及矿物外加剂研究与应用新进展2016年科隆杯优秀论文汇编[C],2016:4.[6]王文平,朱国军,沈强,文兵,赵鹤翔.蔗糖酯改性聚羧酸减水剂的合成[J].新型建筑材料,2010,37(08):24-26.[7]王文平,汪慧,江腾飞,宋跃峰.山梨醇改性聚羧酸减水剂的合成[J].新型建筑材料,2014,41(08):56-59.[8]王文平,吕晓勇,丁伟良,唐家元,汪慧.柠檬酸改性聚羧酸减水剂的合成[J].新型建筑材料,2012,39(07):9-12.[9]付新建,张战营,朱孔赞,赵洪义,朱化雨.羟丙基纤维素改性聚羧酸减水剂的合成及性能研究[J].混凝土,2014(11):111-114.[10]陈妍,刘瑾.新型蔗糖基聚羧酸高效减水剂的合成与性能[J].安徽建筑大学学报,2014,22(04):77-81.[11]梁洁,王冲,刘红梅,杨文玲.葡萄糖酸钠的制备方法[J].河北化工,2007(01):12-14.[12]陈涛,邓最亮,陈健,王亚妹,杜维上,李飞.过期果汁在聚羧酸外加剂中的再利用研究[J].混凝土,2012(11):75-76+83.•【作者简介】颜义(1988-),男,贵州石博士科技有限公司;研究方向:混凝土外加剂研发及应用工作。
长输管道“四口”质量控制措施摘要:文章概述了影响长输油气管道返修口、变壁厚口、连头口、金口(简称“四口”)焊接质量的因素,简要分析了长输管道“四口”焊接质量技术措施,焊前准备、焊接工艺、焊接过程控制、焊后检查等关键环节如何控制“四口”焊接质量。
关键词:“四口”;焊接质量;控制措施1引言随着国家管网公司成立,长输管道焊接质量被提升到了前所未有的高度。
长输管道承担着石油与天然气的输送任务,全年处于带压运行状态,一旦发生泄漏将会造成严重的后果。
近几年长输管道发生了多起管道爆炸事故,根据相关调查报告,产生泄露的环焊缝都处于返修口、变壁厚口、连头口、金口(简称“四口”)位置。
因此,长输管道施工过程“四口”的焊接质量控制措施尤为重要。
2返修口质量控制长输管道常见的焊缝内部缺陷有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等。
裂纹是材料局部断裂形成的缺陷;未熔合是熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分,主要有根部未熔合、层间未熔合两种;气孔是在焊接过程中,熔池中的气体未完全溢出熔池,而熔池已经凝固,在焊缝中形成孔洞;夹渣是焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中,熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。
2.1管理措施返修焊接时,首先应按照返修焊接工艺规程进行,应由具备资质的焊工完成,返修全过程应有旁站监督、过程受控。
其次,需要注意检查、确认焊接缺陷完全去除,预热温度和预热位置正确,返修长度不能过短或过长,焊接材料不能使用酸性焊条或自保护药芯焊丝,焊接方向和焊接电流正确。
2.2技术措施(1)通过返修单确认缺陷位置是最关键一步。
对焊缝缺陷处理时,一定要认真仔细去打磨有缺陷的部位,不能图省事直接一磨到底,而是对缺陷部位采取逐层打磨检查的方式,特别在处理存在夹杂、气孔等缺陷部位位置的时候,打磨时一定要仔细观察,确保缺陷被清除,对于缺陷在根部的未熔合、内咬边等缺陷处理时,在焊缝打磨剩余2~3mm厚度时,应采用钢锯条开口,对间隙有保障。
对于裂纹缺陷,一般要求直接割除不得返修。
长输管道安装监督检验中对焊接质量的控制要点长输管道作为连接石油、天然气等资源开采和运输的重要工程,其设计、建设和监督检验都需要高度重视,因为一旦发生事故,不仅会造成严重的经济损失,更会带来环境污染、人员伤亡等不可估量的损失。
焊接是长输管道施工过程中重要的一环,焊接质量的好坏直接影响着管道的使用寿命和安全稳定性,因此焊接检验尤为关键。
控制焊接质量应从以下几个方面进行:一、焊接前的准备工作焊接前的准备工作是保证焊接质量的基础。
在对钢管边缘进行处理时,应确保表面洁净、光滑,不得有任何油脂、水分等杂质,以避免影响焊缝成型和质量。
对于焊接前的环境也需要做好准备,包括确保焊接仓内的空气流通、遮挡阳光直射等。
二、焊接过程的监督在焊接过程中,应有专人进行现场监督,对焊接质量进行控制。
监督人员应具备一定的专业知识和技能,能够及时发现、处理焊接过程中出现的问题,并对焊接质量进行检查。
监督人员还需要监督焊接机器的使用情况,确保其工作稳定,以及操作者的操作技能。
三、焊接后的检验焊接完成后,应对焊缝进行全面的检查和评估。
包括焊缝表面的质量、孔隙、气孔、裂纹等问题。
对于敏感部位如管接口、弯头等位置的焊缝应另外加强检查,确定质量符合要求才能进行收尾工作。
四、焊接材料的选择对于焊接材料的选择,应根据管道的技术标准和设计要求进行选择。
要保证焊接材料的质量符合要求,能够满足管道的使用寿命和安全性需求。
同时,需要注意焊接材料的保存环境,防止受潮、腐蚀等现象。
焊接电极在存放时应采用密封防潮的方式。
总的来说,长输管道安装监督检验中对焊接质量的控制应该是全程、全方位、全过程的。
要注重培训并提高质量监督人员的专业技能,并严格遵循管道施工的相关标准和规范要求,以确保管道能够安全运输,为我们的经济和生活带来更多的利益。
五、焊接工艺和参数的控制控制焊接质量不仅要对焊接过程进行全方位监控,还要注意焊接工艺和参数的控制。
在选择焊接工艺和参数时,应根据管道材料的特性和使用要求进行选择。
对长输管道焊接缺陷的解决方案随着我国经济飞速发展,能源需求量也飞速增长,为了保障能源运输的安全性问题,国家对能源运输建设项目有了更高要求,且为了满足能源需求总量增长的潜力,将能源安全问题列为中国经济高速成长的核心问题。
能源的安全问题体现在能源运输方式上,而长输管道能够安全、经济、高效的进行长距离流体介质运输,在能源运输中运用最为广泛。
一、焊接工艺操作方面的缺陷及治理措施(一)焊接工艺操作缺陷在长输管道的焊接施工中由于工艺操作不当而对焊接质量产生影响的事例还是很多的,特别是在以下几个方面:焊前没有仔细检查和清除焊件上的锈渍和脏物,特别焊件上存在的油质;由于生产时间过久,焊条药皮的含水量太少,或者由于焊接人员的疏忽,将开封后的焊条药皮长时间暴露在空气中,使其吸收了空气中的水分导致其含水量过高;焊接时由于操作不当焊条波动太大;焊接熔敷金属时间过长将脱氧过程延迟;焊道层间温度掌握不当影响熔敷金属凝固冷却时间,一定程度上对焊接金属的焊接性能和氢的逸出率产生了影响。
(二)有效治理措施对于焊接工艺操作导致的焊接缺陷,主要治理措施在以下几个方面:在焊接过程中加强焊材进场验收力度,焊接中训用的焊材最好是近期生产的;做好焊材的保管工作,做到随用随领,用多少领多少,焊接剩余焊条集中进行干燥和密封处理保证焊材不变质;为电焊施工人员每人配备专用焊条筒,督促焊接人员保管好自己的焊件。
检保证管口清理质量,焊接后仔细检查,管内外表面坡口两侧应该被清理至显现明显的光泽;若焊接作业时环境湿度过大,此时必须把防风门窗紧闭,并在焊接时采用短弧焊适当摆动加速气体溢出;在操作过程中注意保护熔池,避免空气侵入,导致焊接产生气孔;在焊接作业时重视熔池的冷却情况,一旦发现气孔立即对其处理;严格控制焊接时层间的温度使其时刻处于最佳状态。
二、长输管道焊接施工时的夹渣处理(一)长输管道焊接夹渣缺陷焊接夹杂是焊接作业时经常出现的问题,夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈以及其他杂质,在焊道根部和焊接层间都有存在。
长输管道焊接质量控制摘要:长输管道采用的安装焊接工艺是否科学合理,直接关系到长输管道焊接的效率和工程的成本。
文章分析其焊接工艺,提出控制策略。
关键词:长输;管道;焊接;质量;控制引言我国加快了对天然气的开发和利用,我国的绝大部分地区已经建设了天然气管网,有效改善了人们的生活条件。
但是,长输天然气管道由于线路较长、地形分布较广等特点,焊接施工工序繁琐,难度比较大。
一、焊接工艺的实施要求(1)保证焊接实施的环境。
在长输管道焊接过程中,由于焊接是在户外实施,气候环境是影响焊接质量的关键因素。
因此,当施焊环境出现下列任何一种情况,如果不采取有效的防护措施,就坚决不能施焊,否则必定会影响长输管道焊接的质量。
第一是雨雪天气,没有完善的保护措施,不能施焊;第二,在使用气体保护焊时,如果当时的风速大于2m/s,就不能施焊;第三,当大气的相对湿度大于90%时,不能施焊;第四,当使用酸性焊条电弧焊时,如果风速大于8m/s,不能施焊;第五,当自保护药芯焊丝半自动焊时,如果风速大于8m/s,不能施焊;第六,如果环境温度低于焊接工艺中的要求,不能施焊。
(2)焊接质量的检验与检测。
在长输管道焊接过程中,要确保管口组对质量,就要从管口表面质量做起,要检查管口的坡口尺寸,要检查管口组对的对口间隙,一定要对错边量严格要求,一定要控制在规定的范围内。
在其检测有关标准中,重点提出:错边、未焊透等焊接缺陷的概念,对错边、未焊透的焊接结果给予质量评级。
如果出现此类问题的返修技术困难,首先要检查焊缝坡口表面状况、坡口角度、错边量等数据,要认真核对是否符合工艺参数的规定。
长输管道焊接后,焊接质检员要对焊工自检合格的焊缝进行外观检查,需要无损检测的焊缝用探伤比例仪、施焊外观质检要按规定进行无损检测仪,发现施焊质量问题要及时处理或向有关人员反馈。
(3)如何对焊缝返修。
长输管道焊接的焊缝,对同一部位出现的问题,要按照规定,在允许的返修次数内严格执行。
文章标题:深度解析长输管道纤维素型焊条焊接常见缺陷及防止措施在工程建设领域中,长输管道的焊接工艺一直备受关注。
而纤维素型焊条作为焊接的重要材料,其焊接常见缺陷和防止措施更是至关重要。
本文将深入探讨长输管道纤维素型焊条焊接过程中常见的缺陷,并提出相应的防止措施,以期引起工程师们的重视,并指导实践工作。
一、焊接缺陷的分类和特点1. 焊缝未熔合在长输管道焊接过程中,如果焊接工艺参数设置不合理或者操作不当,可能导致焊缝未熔合,从而影响焊接质量。
为了避免这一缺陷,工程师们需要严格控制焊接工艺参数,确保焊接热量足够,以保证焊缝的充分熔合。
2. 焊缝气孔焊缝中的气孔是焊接中的常见缺陷之一,它可能由于焊材表面氧化、焊缝准备不当或者焊接过程中的气体散逸不完全等原因引起。
为了避免焊缝气孔的出现,工程师们需要在焊前对焊缝进行仔细的准备,保证焊接环境通风良好,从而减少气体残留。
3. 焊缝裂纹焊缝裂纹是焊接中常见的质量缺陷,它可能由于焊接应力过大、焊接层中的杂质或者材料本身的缺陷等原因引起。
为了避免焊缝裂纹的发生,工程师们需要进行合理的焊接顺序规划,以减少焊接应力的积累,同时在焊接过程中对原材料进行严格的质量控制。
二、防止措施的建议1. 严格遵守焊接工艺规范在进行长输管道纤维素型焊条焊接时,工程师们需要严格遵守焊接工艺规范,合理调整焊接工艺参数,确保焊接热量和焊接速度的合理控制,从而避免出现焊缝未熔合等缺陷。
2. 加强焊前准备工作在焊前,工程师们需要对焊缝进行仔细的准备,保证焊接表面清洁、干燥,并消除焊接位置的氧化物和污染物,以减少焊缝气孔和裂纹的可能性。
3. 控制焊接工艺环境在焊接过程中,需要确保焊接环境通风良好,以减少气孔的形成,同时对焊接工艺参数进行严格控制,避免焊接应力过大,从而减少焊缝裂纹的发生。
总结回顾在本文中,我们深入探讨了长输管道纤维素型焊条焊接常见缺陷及防止措施。
通过分类和特点的分析,我们了解到焊缝未熔合、气孔和裂纹是常见的焊接质量缺陷。
探讨长输管道焊接施工常见的焊接缺陷及防治要点分析探讨长输管道焊接施工常见的焊接缺陷及防治要点分析长输管道系指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。
(依据【压力管道平安管理与监察规定(劳部发[1996]140号)第三十九条第(三)款】)近几年来,各个地区都逐渐出现了能源缺乏的问题。
能源是加快经济开展不可缺少的关键因素。
在油田管道的应用中,长输管道的使用范围越来越广。
长输管道在油田中扮演着关键的角色,不可替代。
长输管道的焊接是一项十分关键的程序,焊接过程容易受到多种因素,从而引起焊接缺陷。
以下就主要针对出现的焊接缺陷提出对应的防治措施。
综合之前长输管道的焊接过程进行分析,焊接过程中出现的焊接缺陷种类繁多。
有些缺陷的存在,严重降低了长输管道的使用质量,针对于这种缺陷,必须要严加重视,及时采取防治措施,降低产生的危害。
(1)气孔缺陷及防治要点分析。
对长输管道进行焊接时,由于熔池中的气体在熔化金属凝固之前没有及时地逸出来,未逸出的气体就会在管道内部形成气孔。
根据焊接的类型不同,形成气孔的大小也有不同,有的是深度极大的柱孔,有的是面积较大的圆孔,也有一些危害性较小的其他气孔,有些气孔甚至还会产生止裂倾向。
不管是哪一种气孔,都会对后续长输气孔的使用产生影响。
综合气孔产生的原因,主要可以概述为以下四种原因:①在焊接的过程中没有及时对坡口、焊接的材料进行全面的清洁处理,使得材料外表的油污、铁锈等杂质进入到焊接的过程中;②在焊接的过程中,焊接使用的电源电压不稳定,由此产生的电流也极其不稳定;③焊接的速度过快,没有适应不同条件焊接的需求;④焊接过程中对长输管道采取的保护方式不合理,反而影响了管道的质量,引发了气孔的产生。
防治要点:为了降低气孔产生的概率,严格控制焊接过程。
首先需要对焊接的电路进行仔细检查,确保使用电源电压的稳定,包括使用的减压表、加热器、流量计等等相关的仪器设备的检查。
其次,焊接的过程中,控制好焊接的速度,不要过快也不要过慢,尽可能与实际需求相协调。
长输管道施工常见焊接缺陷质量分析控制前言由于近年来我国经济的迅猛发展,致使东西部能源供需矛盾日益突出。
为解决此矛盾,随着钢管制造水平与焊接技术的提高,长输管道运输这种经济高效的长距离流体介质运输方式也已经得到了越来越充分的应用。
近年西气东输、西部管道、兰郑长管道、西气东输二线等一系列大口径管道的陆续施工,已经标志着我国长输管道的第四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。
摘要本文通过对长输管道焊接中常见的一些焊接质量缺陷进行分析,并总结了相应的控制预防措施。
从实际出发,对施工过程中的各质量环节控制要素进行讨论,并结合实际施工经验进行了总结。
1 长输管道施工各工艺简介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两种焊接工艺,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队伍都使用此种工艺进行施工。
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,西气东输二线更是全国第一次采用X80钢,均属于高强钢。
管道焊缝一般也都是同种材质的钢管相互焊接。
焊材一般是采用纤维素焊条、低氢焊条、药芯焊丝、实心焊丝加气保护等。
管管焊接一般采用对接形式,坡口一般有V型、U型、复合型等,视钢管的壁厚等参数而定。
2 焊缝常见质量缺陷及成因焊接缺陷的种类很多,在不同的标准中也有不同的分类方法。
考虑到通俗易懂,便于与长输管道施工及检测方式紧密结合,本文只简单的将焊缝质量缺陷分为焊缝成型缺陷及微观组织缺陷两类。
其中焊缝成型缺陷指的是在管道焊口从组对到焊接完成后,可以同过肉眼或一些其他无损检测方式观测到的焊缝内部的夹杂、未熔合、未焊透等不符合要求的存在。
焊缝微观组织在管道施工中一般不进行检测,本文所指的微观组织缺陷主要是由于施工中不遵守焊接工艺规程、不进行预热或热处理等原因造成的焊缝内部达不到理想要求的组织,同时造成焊缝力学性能下降。
但此种组织在常用的射线无损检测中一般得不到底片影像显示。
本文主要讨论焊缝成型缺陷。
常见焊缝缺陷有咬边、夹渣、未熔合、未焊透、烧穿烧融、气孔、内凹、裂纹等缺陷。
其中对管道使用寿命影响最大的就是未焊透和裂纹等开口性缺陷。
2.1 咬边咬边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。
浅短的咬边可以不做处理,但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响,产生应力集中,降低接头强度。
产生原因:1、电流太大,电弧过长,电弧力不集中导致熔池熔敷不到位。
2、焊条或焊丝的倾斜角度不正确,出现偏吹等情况。
3、手法不稳,摆动不到位。
2.2 夹渣夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质。
其在焊道根部、层间均有可能存在,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。
产生原因:1、多层焊时焊丝、焊条等产生的熔渣没有清理干净,导致熔渣埋入焊道。
2、焊接电流较小,熔渣不能充分融化浮出熔池。
3、坡口太小,或上层焊道与坡口间形成了夹角,熔渣不能充分融化浮出熔池。
2.3 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。
未焊透一般是指的根部未熔合,由于长输管道一般都是采用单面焊(除内焊机打底采取双面焊外),因此该类缺陷也是比较常见的,尤其是在电焊工施工经验不丰富的情况下。
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,还可以出现焊道沿未焊透处撕裂现象。
产生原因:1、坡口加工不规范,角度太小,间隙不够,钝边太厚。
2、层间清理过度,造成坡口被打宽,形成沟槽等。
3、手法不稳,电流较小,线能量输入太小。
2.4 烧穿烧融烧穿是指在焊接过程中,由于种种原因导致熔池熔穿前层焊道金属,使熔化金属自坡口背面流出,造成孔洞的缺陷。
烧穿使焊缝有效截面积变小,在管道受内压的情况下也会造成应力集中。
如果不做处理,在后层焊道的焊接中该处更容易出现烧穿,造成孔洞越来越深。
在仰焊部位,如果熔池将前层焊道金属加热至临界融化状态,由于金属重力指向本层焊道,因此不会造成烧穿,而出现金属塌落现象。
这种情况在射线底片上显示和烧穿影像差别不大,施工中一般称之为烧融。
产生原因:1、电流过大,热输入太大。
2、停留时间过长,摆动太慢。
3、电弧太长,电弧力太大。
4、层间清理打磨过度,导致前层焊道厚度太薄。
2.5 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。
其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等(在长输管道焊接中,还有一种缩孔缺陷,其在射线检测底片上影像与气孔比较类似,但缩孔的形成一般是由于熔化金属凝固时液相变固相过程中的体积差所造成,与气孔有本质区别。
在管道施工中由于焊接工艺都比较成熟,故缩孔缺陷一般很少见,本文就不做讨论)。
气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔、面积很大的圆形气孔外,其他气孔的危害性一般都比较小,甚至还有止裂倾向。
产生原因:1、焊材、坡口不清洁,有铁锈油污等,焊材受潮。
2、电源电压不稳,电流不稳。
3、焊接速度太大。
4、保护方式不合适,如气保护焊时保护气流量过大或过小。
2.6 内凹内凹就是指焊道根部不饱满突出,向外焊道一侧凹进的缺陷。
其与烧穿烧融一样,都属于焊道厚度薄于期望值的缺陷。
长度一般要长于烧穿烧融,但产生原因有根本不同,内凹都是在焊道打底时产生,而烧穿烧融都是在根焊完成后,后续焊道对根焊道的破坏所造成。
其对焊道有效截面积也起到了减薄的影响。
产生原因:1、对口间隙太大,坡口太大,钝边太薄、根焊道太宽。
2、管道内部存在垂直焊缝的气流,如连死头时管道内“喷气”等。
这通常是由于管道内气体受温度影响膨胀,从焊道内喷出,影响焊接。
2.7 裂纹裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷。
由于其均有延伸性,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。
裂纹的形式也比较多样,在焊道及热影响区也都可能出现。
按照裂纹的产生原因将裂纹分为热裂纹(包括结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹)、冷裂纹(包括延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹)、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹等。
由于管道施工时各种焊接工艺都是经过了严格的工艺评定,母材都是经过严格检验,一般不存在由于工艺、材料原因导致裂纹的情况。
在管道施工中裂纹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,因此本文主要讨论容易由以上原因造成的结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹。
2.7.1 结晶裂纹结晶裂纹是比较常见的一种热裂纹,一般是在焊缝凝固过程中所形成。
结晶裂纹只存在于焊缝中,多呈纵向或弧形分布在焊缝中心及两侧。
其主要产生原因是由于焊缝凝固时的先后时间顺序及组织成分不同。
熔池先结晶的部分纯度较高,后结晶的部分杂质和合金元素较多,导致最后结晶的部分熔点低,这些液相物质分散在晶粒表面,在最后凝固时由于冷却收缩的拉力作用,就在晶粒边界产生了裂纹。
由于焊缝冷却都是从坡口边向中心开始凝固,因此结晶裂纹都在焊缝中心及两侧产生。
最常见的结晶裂纹就是弧坑裂纹,一般焊接时把弧坑填满,多增加熔敷金属就可解决。
由此可见,结晶裂纹产生原因主要是由于熔池中杂质太多、冷却速度过快(速度快容易造成结晶成分的偏析)、外界应力太大所造成。
管道施工中焊材、母材都是经过严格检验,排除材料不合格因素外,熔池中杂质太多一般都是因不按规程多次返修造成。
不预热、强行组对也是造成冷却速度快和应力大的因素。
2.7.2 液化裂纹液化裂纹的形成机理基本和结晶裂纹相同,都是存在晶间低熔相或共晶,在液态变固态时由于冷却收缩在晶粒边界产生了裂纹。
但是液化裂纹一般是在多层焊时,母材二次或多次受热后,晶间层熔化重新熔化后形成的。
因此,在母材的坡口边缘及前层焊道的存在偏析处最容易出现液化裂纹。
在管道焊接中,如果无损检测底片显示裂纹出现在焊道层间,则通常都是这种情况。
液化裂纹的产生原因与结晶裂纹基本相同。
2.7.3 延迟裂纹延迟裂纹在管道施工中是最常见的裂纹。
它属于冷裂纹的一种,一般在焊后几小时甚至几天后才开始出现,并随着时间的推移逐渐增多和加长。
延迟裂纹的产生原因主要决定于母材的淬硬倾向、焊接接头承受的应力以及焊缝中的氢含量。
2.7.3.1 组织因素母材的淬硬倾向与组织晶粒越大,延迟裂纹的产生倾向也就越大。
由于晶粒粗大,相变温度降低,使晶界偏析现象严重。
增大了冷裂倾向。
同时淬硬组织里晶格缺陷多,进一步导致了冷裂纹的产生。
2.7.3.2 应力因素焊接接头承受的应力主要包括焊接时产生的内应力及焊缝外加的拘束应力。
焊接时热影响区金属膨胀,冷却时收缩所产生的体积差导致了热应力的产生,并且在焊缝相变时也存在一定的相变应力。
当存在不预热、预热不均匀、焊接线速度及热输入不稳等情况时,这种现象局部更为严重。
在管道施工中,只要严格按照焊接工艺规程施工,以上两种情况产生的应力均可以控制在一个可以接受的范围。
当在两个管口椭圆度相差较大而组对、管道处于角度太大的弹性敷设以及强力组对的情况下,拘束应力一般是产生冷裂纹的重要原因。
2.7.3.3 氢含量因素在高强钢的焊接中,氢是导致冷裂纹产生的重要因素。
焊接时,由于电弧温度很高,使焊材、空气、坡口的脏物等其中含有的水分分解,形成氢原子或离子进入焊缝熔池中。
当熔池快速冷却后,未来得及逸出的氢便以过饱和态留在了焊缝中。
由于过饱和氢很不稳定,因此会自发的向周围和大气中扩散。
氢的扩散速度与焊缝冷却速度、焊缝组织情况及应力方向有关。
通常在以上原因的共同作用下,氢一般是在焊缝的熔合线附近特别是应力集中的部位聚集,当达到一定的临界值时,就会诱发延迟裂纹产生。
综上所述,避免延迟裂纹的产生主要从减缓焊缝冷却速度、改善焊缝组织和减小焊接应力三方面进行控制。
常用的措施有:1)选用抗裂性好的钢材制作钢管,合理选择焊接材料及烘干,严格按照焊接工艺施工来确保焊缝的组织结构塑性和韧性。
2)严格按照工艺要求进行预热,冬季施工时应采取保温措施,必要时可以进行热处理或焊后加热。
3)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。
3 焊道缺陷的返修处理焊接完成后,施工机组进行焊缝外观自检,合格后向检测公司进行无损检测申请(通常的检测方式都是射线检测和超声波检测)。