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由于近年来我国经济的迅猛发展，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建设高峰已经到来。
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。并结合实际施工经验进行了总结。
一、长输管道施工各工艺简介
大口径长输管道采用多层焊接。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、等；填充盖面主要有手工焊、半自动焊、全自动焊等。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，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。
二、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。
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。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.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。
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，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。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。
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。
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。
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。
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。
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。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。
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。
产生原因：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、冷裂纹、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。
三、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）。探伤完成后，合格的焊口进行防腐处理，通常大口径的长输管道都是要求Ⅱ级以上合格，合格的焊口进行返修处理。
返修采用的办法通常都是按照射线检测底片位置在焊口上进行标记，然后采用角向磨光机或碳弧气刨将焊缝打开，找到缺陷后磨除，然后补焊。
四、管道焊接质量控制
管道质量控制因素主要可以归纳为以下几个方面：1）人员设备因素；2）材料因素；3）环境因素；4）工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都是经过严格的制订，并经过了多种检验手段的检定，因此施工中产生的质量问题一般都是由前三个方面导致。
1.人员设备控制
任何长输管道工程都要求参与焊接的每个电焊工都必须有压力容器操作资格证，同时开工前都要对拟上岗的电焊工进行一次考试，合格后方可上岗。长输管道施工一般具有施工环境随时变化不稳定的特点，因此焊接电源一般都是采用发电机发电，很少从民用固定电网取电。这就要求施工采用的发电设备必须质量可靠，发出电流的强度、频率等符合焊接要求。同时对于起重设备、对口设备的要求也比较高，不得出现吊管设备卸压、对口器的对口支撑伸缩量不均匀等情况。
2.材料因素
焊接材料是影响焊接质量的关键因素。对于焊接材料的控制，通常从采购、运输、保管、焊前烘干几个方面进行控制。对于焊剂、保护气等主要起保护作用的材料，也应注意其纯度、干燥度等情况。焊前烘干是必须进行的一道关键工序，尤其对于低氢焊条，更应该严格注意。
3.环境因素
长输管道的施工环境一般都比较恶劣，焊接的施工质量影响更大。一般在焊接工艺规程中都会对施工环境进行要求。通常焊接时对于湿度的要求都不得大于90%。对于风速要求，半自动焊通常是不大于8m/S，手工焊是5m/S，全自动焊是2m/S。对于环境温度，一般低于5℃就属于冬季施工，需要采取特定的工艺措施，采用防风棚、防雨棚、保温被等是在环境恶劣时保证焊接质量的有效措施。
五、结语
目前西气东输二线已经施工，三线、四线也都已经开始进行可行性研究。西气东输二线开始采用X80钢作为主材，国外某些管道甚至已经开始进行X100钢级管道的研究与施工。由于管道用钢向着高强度发展，这就要求有更新的焊接技术支持，以提高管道的施工质量与施工队伍的竞争能力。
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。并结合实际施工经验进行了总结。
一、长输管道施工各工艺简介
大口径长输管道采用多层焊接。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、等；填充盖面主要有手工焊、半自动焊、全自动焊等。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，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。
二、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。
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。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.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。
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，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。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。
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。
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。
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。
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。
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。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。
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。
产生原因：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、冷裂纹、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。
三、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）。探伤完成后，合格的焊口进行防腐处理，通常大口径的长输管道都是要求Ⅱ级以上合格，合格的焊口进行返修处理。
返修采用的办法通常都是按照射线检测底片位置在焊口上进行标记，然后采用角向磨光机或碳弧气刨将焊缝打开，找到缺陷后磨除，然后补焊。
四、管道焊接质量控制
管道质量控制因素主要可以归纳为以下几个方面：1）人员设备因素；2）材料因素；3）环境因素；4）工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都是经过严格的制订，并经过了多种检验手段的检定，因此施工中产生的质量问题一般都是由前三个方面导致。
1.人员设备控制
任何长输管道工程都要求参与焊接的每个电焊工都必须有压力容器操作资格证，同时开工前都要对拟上岗的电焊工进行一次考试，合格后方可上岗。长输管道施工一般具有施工环境随时变化不稳定的特点，因此焊接电源一般都是采用发电机发电，很少从民用固定电网取电。这就要求施工采用的发电设备必须质量可靠，发出电流的强度、频率等符合焊接要求。同时对于起重设备、对口设备的要求也比较高，不得出现吊管设备卸压、对口器的对口支撑伸缩量不均匀等情况。
2.材料因素
焊接材料是影响焊接质量的关键因素。对于焊接材料的控制，通常从采购、运输、保管、焊前烘干几个方面进行控制。对于焊剂、保护气等主要起保护作用的材料，也应注意其纯度、干燥度等情况。焊前烘干是必须进行的一道关键工序，尤其对于低氢焊条，更应该严格注意。
3.环境因素
长输管道的施工环境一般都比较恶劣，焊接的施工质量影响更大。一般在焊接工艺规程中都会对施工环境进行要求。通常焊接时对于湿度的要求都不得大于90%。对于风速要求，半自动焊通常是不大于8m/S，手工焊是5m/S，全自动焊是2m/S。对于环境温度，一般低于5℃就属于冬季施工，需要采取特定的工艺措施，采用防风棚、防雨棚、保温被等是在环境恶劣时保证焊接质量的有效措施。
五、结语
目前西气东输二线已经施工，三线、四线也都已经开始进行可行性研究。西气东输二线开始采用X80钢作为主材，国外某些管道甚至已经开始进行X100钢级管道的研究与施工。由于管道用钢向着高强度发展，这就要求有更新的焊接技术支持，以提高管道的施工质量与施工队伍的竞争能力。