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天然气管道下向焊接缺陷

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。

 
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