天然气管道下向焊接缺陷及防止措施
天然气管道下向焊接缺陷及防止措施
中国油气管道网 2007-12-18 来源：中燃网 作者:
下向焊工艺是从 60 年代中期开始发展起来的一种手工电弧焊焊接工艺方法，目前天然气管线施工中被广泛使用的一种焊接方法。我公司在南京天然气高压管道工程中柳塘调压站 55 ／ 1 、岗下轻油连接线中采用了下向焊焊接工艺，其焊接特点是，在管道水平放置固定不动的情况下，焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊接，一直到底部中心。其焊接部位的先后顺序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。下向焊焊接工艺采用纤维素下向焊焊条，这种焊条以其独特的药皮配方设计，与传统的由下向上施焊方法相比，其优点主要表现在：
(1) 焊接速度快，生产效率高。因该种焊条铁水浓度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率 50 ％。
(2) 焊接质量好，纤维素焊条焊接的焊缝根部成形饱满，电弧吹力大，穿透均匀，焊道背面成形美观，抗风能力强，适于野外作业。
(3) 减少焊接材料的消耗，与传统的由下向上焊接方法相比焊条消耗量减少 20 ％ -30 ％。
(4) 焊接一次合格率可达 90 ％以上。
下向焊焊接中易产生的缺陷及其防止措施如下：
1 焊接中易产生的缺陷
1 ． 1 夹渣产生的原因
(1) 打底焊后清根不彻底，致使在快速热焊时，未能使根部熔渣完全溢出。
(2) 打底焊清根的方法不当，使根部焊道两侧沟槽过深，呈现“ W ”状。在快速热焊时，流到深槽的熔渣来不及溢出而形成夹渣。
(3) 在 6 点钟位置收弧过快也易产生夹渣。
1 ． 2 气孔产生的原因
(1) 盖面焊时，熔池过热，吸覆大量的周边空气。
(2) 盖面焊时，焊条摆动幅度太大，熔池保护不良。
(3) 根部间隙过小，容易产生根部针形气泡。
(4) 焊条未在规定时间内用完或长时间暴露在空气中。
1 ． 3 裂纹产产的原因
(1) 如果施工地段起伏较大，土墩未及时垫到位，使管子处在受力状态，在焊接收弧点 ( 尤其是 6 点钟位置 ) 易出现应力裂纹。
(2) 在焊接过程中，如过早松开或撤离对口器，致使熔池中的铁水未来得及凝固好，在焊接收弧处容易产生裂纹。
(3) 焊工在 6 点钟位置采用直线熄弧等不当的收弧方法，致使熔池未填满形成弧坑而出现弧坑裂纹。
1 ． 4 内凹产生的原因
(1) 对口间隙过大。
(2) 打底焊时焊条送人深度不够。
(3) 焊接电流过大，热焊时在 5-7 点钟位置运弧太慢。
2 针对易产生的缺陷所应采取的措施
根据工程用的管材和焊材要求，对每次工程要作好焊接工艺评定，编写好焊接工艺操作规程，并要求电焊工严格按焊接工艺规程要求进行操作施焊。
作好焊材的保护，焊条在运输和存放过程中，严禁摔、撞、磕及碰等，确保焊材的完好性。
2 ． 1 焊前准备要求
(1) 组对前应将坡口及其内外侧表面不小于 25mm 区域范围内的油、漆、垢、锈和毛刺等杂物采用电动钢丝刷清理干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷，并呈现金属光泽。
(2) 组对前要对坡口进行修磨，使坡口角度及钝边等符合设计参数和焊接工艺要求。
(3) 焊接施工前应用砂轮机将钢管两端 15 mm 内的螺旋焊缝磨成缓坡，以保证该处焊道熔合良好。
(4) 管道组对尺寸要符合焊接工艺要求。
2 ． 2 焊接过程中采取的措施
(1) 防止夹渣的措施
打底焊后要派专业砂轮工进行清渣，清根要彻底，每个接头点一定要打平。清根时要将根焊道清成“ U ”形槽，避免清成“ W ”形槽。 6 点钟收弧时要将熔池填满后，再运弧到成形的焊缝上进行收弧，要采用平甩法熄弧。
(2) 防止气孔的方法
①盖面时，电流不要太大 ( 电流应低于填充焊电流 ) ，采用小电流、短电弧、快焊速焊接，避免过热现象，防止表面气孔。
②焊接时采用适应的运条技术，否则将使熔池超前，易造成长时间短路、焊条粘在焊道上，这对脱氧不利，易产生气孔，但是焊条摆动宽度不应超过焊条直径的两倍，否则也易产生气孔。
③防止组对间隙过小缺陷，由于组对间隙过小，在焊接时造成过大的母材稀释作用，而妨碍排气，致使形成根部针状气泡。
④焊条在使用过程中，要存放在焊条保温筒内，要随用随取，严禁焊条暴露在外，以防焊条受潮。
(3) 防止裂纹的措施
①在起伏地段施工时，土墩要及时垫到位，或采用倒链配合，严格控制在焊接过程中焊口受力现象。
②焊接过程中严禁松撤对口器。
③电焊工在 6 点钟收弧时，一定要保证熔池填满，且采用平用法方式熄弧，严禁采用直线式方法熄弧。
(4) 防止内凹缺陷的措施
①加强质检力度，控制组对质量，确保组对间隙，钝边符合焊接工艺要求。 ②土墩一定垫得足够高 ( 一般不低于 400mm) 以便于焊工操作，保证运条深度；
③打底焊时电流不易过大，而热焊在 5 — 7 点钟时运条速度要适中，不要太慢。