压力钢管焊接常见缺陷成因分析与预防措施_杨井保

Engineering Equipment and Materials 工程设备与材料 117 2017 年 4 月 压力钢管焊接常见缺陷成因分析与预防措施 杨井保 中国水利水电第五工程局有限公司第二水工机械厂 河北 廊坊 065200 摘 要 采用低合金结构钢制造的压力钢管有着良好的抗压能力 在很多压力要求高的工程项目中都有着良好的应用 并且这种压力钢管便于焊接 有着优良的焊接性能 在压力钢管制造施工中 最为关键的一项工序就是焊接工作 压力 钢管的运行安全直接受到焊接质量的影响 因此应当加强对常见焊接缺陷的分析 从而针对性地进行预防 在水利工程中 弧自动焊 手工电弧焊和CO2气体保护焊等都是常见的压力钢管焊接方法 不同的焊接方法所产生的焊接缺陷也各不相同 不同位置的焊接缺陷也有一定的差异 比如常见的缺陷包括气孔 夹渣 咬边 未焊透 未融合 焊接裂纹 焊缝外形 尺寸和形状不符合要求 焊瘤 弧坑等 关键词 压力钢管 焊接 缺陷 中图分类号 U175 3 文献标志码 A 文章编号 2096 2789 2017 04 0117 02 1 气孔 在焊接过程中 由于熔池中的气泡没有及时排除而凝 固过程中形成了空穴则形成了气孔 造成焊接气孔的原因 有多种 比如没有按照规定要求烘焙焊条或者焊剂 没 有清晰坡口边缘的水分 油污 锈迹 焊心发生了锈蚀等 质量问题 此外 如果采用低氢型焊条焊接 过长的电弧 过快的焊接速度都会影响到焊接质量 如果采用埋弧自动 焊中 过高的电压也会影响到焊接质量 容易在焊接中 留下气孔等 如果焊接存在气孔会减小焊缝的有效截面 气孔过大的话还会导致焊缝强度降低 对焊缝金属致密性 产生一定的破坏 预防气孔的办法有很多 需要在焊接 中选择合适的速度和电流电压 将坡口边缘的水分 油污 锈迹等进行仔细地清理 库房人员应当对焊接材料进行 分类保管 保证存放环境的干燥性 避免发生锈蚀问题 定期进行清理 焊接前如果发现焊条存在质量问题不得 使用 应当严格控制焊条的锈蚀问题和使用范围 使用 埋弧焊时要注意焊接的参数和速度 充分保证焊接质量 2 夹渣 焊接焊缝中存在熔渣即为夹渣问题 夹渣会导致焊 缝的强度和致密性降低 造成夹渣的常见因素如焊缝边 缘的有氧割或者碳弧气刨残留的熔渣 过小的焊接电流 坡口角度选择不当 焊接速度过快等 焊接中如果使用的 焊条为酸性那么会容易在过小的电流情况下出现 糊渣 问题 如果使用碱性焊条造成夹渣的因素主要包括过长 的电弧或者不正确的极性 如果采用埋弧焊封底 造成 夹渣的主要原因就是焊丝偏离焊缝中心 为了防止焊接产生夹渣问题 应当根据需要对坡口尺 寸进行正确的选择 将坡口认真进行清理 并且对焊接 速度和电流进行合理地选择 保证运条摆动适当性 在 进行多层焊接过程中 要对坡口两侧融化情况进行密切 地观察 认真清理每一层的焊渣 在逢低前 需要彻底 清除焊渣 埋弧焊过程中避免发生焊偏的问题 3 咬边 咬边主要是焊缝的边缘发生凹陷问题 焊接电流过 大 过快的运条速度 太长的电弧 不恰当的焊条角度等 都是造成咬边的原因 如果采用埋弧焊 过快的速度或者 不平等的焊机轨道都易影响到焊接质量 如果融化的焊件 没有及时填满会出现咬边问题 如果焊接存在咬边问题 会刀子母材接头工作面减小 咬边问题会导致应力集中 因此在很多焊接工作中都严禁存在咬边问题 或者严格限 制了咬边的深度 为了防止焊接中出现咬边问题 应合理 地选择运条手法和电流 对焊条角度 电弧长度进行密切 关注和严格控制 选择合适的参数进行埋弧焊 避免焊接 过程的速度过快 对焊接轨道平整性要进行严格地控制 4 未焊透 未熔合 焊接中接头没有完全融透即为未焊透 未融透是焊件 和焊缝之间有未融透的问题 在压力钢管焊接中 这种现 象是非常严重的 大大降低焊缝的强度 导致焊缝出现断 裂或者突变 在压力管道焊接中 严禁出现未焊透 未熔 合的问题 焊件装配间隙 坡口角度 焊条直径 电流小 太快的速度 过长的电弧等都会导致出现该问题 此外 如果焊件坡口表面存在油污等或者焊接过程中没有采用 有效运条手法都会导致出现这种情况 为了避免出现该类 问题 需严格控制坡口尺寸 对焊接的速度 电流等进 行合理地选择和严格的控制 清除干净坡口表面的氧化 皮和油污等杂质 对坡口两侧的融合情况进行密切关注 5 弧坑 在焊缝收尾处出现下陷的问题 其被称之为弧坑 弧 坑容易削弱焊缝的强度 并且冷却过程中容易出现裂纹 等问题 过短的熄弧时间 突然中断焊接 过大的焊接 电流等都是造成弧坑的因素 为了避免出现弧坑 应当 注意在收弧过程中短时间进行停留 保证焊条金属能够 将熔池填满 对焊接电流进行正确地选择 6 焊瘤 焊接中的金属瘤称作为焊瘤 焊瘤问题在平焊的中间 换条处或者始末端 立焊和仰焊中非常容易出现 此外直 径小的埋弧焊焊接中也容易出现焊瘤 焊瘤不但表面不 美观 同时大多存在夹渣 未焊透等其他质量问题 焊接 水平低下 过高的熔池温度室造成焊缝表面形成焊瘤的 主要因素 过大的电流和弧长也是造成焊瘤的主要因素 为了避免出现这种情况 需要不断提高焊接的操作水平 对熔池温度 焊接电流 焊接速度等进行严格地控制 7 严重飞溅 少量飞溅是在手工电弧焊焊接中较为常见的现象 飞 溅的程度也会因焊条药皮成分的不同而不同 一般将超出 正常范围的飞溅现象称为焊接缺陷 这种现象不仅会对焊 条造成浪费 还会对焊缝的表面整洁带来影响 同时也都 会对多层多道焊的连续操作带来影响 若是这种飞溅现 象不能及时的解决 气孔与夹渣等问题将会很容易出现 造成严重飞溅的原因主要有以下几点 保存不当而出现 的焊条变质 对碱性焊条来说 受潮是最为主要的原因 在焊接过程中 焊条受潮后会存有大量的水分 这些水分 分解会有大量的气体出现 在熔滴当中部分气体会溶解 溶解的气体会在电弧高温情况下出现膨胀炸裂的现象 从 而将金属熔滴带出造成飞溅现象 还有在碱性焊条直流 正接时 选择电源设备不合理 同时接地的焊接电缆接 点出现问题 使得严重磁偏吹的现象出现 从而造成飞 DOI 10 19537 ki 2096 2789 2017 04 073 工程设备与材料 Engineering Equipment and Materials 118 2017 年 4 月 溅现象 因此在操作中 需要合理的保管焊条 在使用 前需要将焊条烘干 同时直流反接也是一个有效的措施 焊机在使用前必须要确保其性能良好 8 裂纹 在焊接施工当中 裂纹是十分常见的现象 焊接应力 和其他致脆因素共同作用下破坏了焊接接头中局部区域 的金属原子结合力 从而出现了裂纹 也就是在焊接后 在冷却过程当中材料强度要小于焊口产生的热应力 裂 纹往往是结构破坏的源头 因此避免裂纹的出现在焊接 中是至关重要的 在焊接完成后要对焊接对象进行检查 若是发现裂纹 应及时的进行解决 通常焊接裂纹主要 分为两类 包括热裂纹与冷裂纹 8 1 热裂纹 焊接中金属从液态凝固到固态过程中可能会形成裂 纹 我们将这些裂纹成为热裂纹 焊件 焊条内存在低熔 点杂质 过慢的结晶凝固过程 低强度的塑性都是导致出 现热裂纹的原因 如果外界有着足够大的结构约束应力 同时受到焊缝金属凝固收缩作用力会拉开熔池中低熔点 杂质 该作用力在凝固中或者凝固后不久都可能发生 导致出现裂纹的情况 为了避免出现这种情况 需要对焊接工艺参数进行严 格控制 尽量将冷却速度降低 将焊缝形状系数适当地提 高 尽可能使用小电流 采取多层多道焊接的方法 在 焊接过程中 焊接人员要严格遵守相关工艺规定和制度 按照正确的焊接程序进行焊接 尽量控制焊接应力 将硫 磷等有害元素的含量降低 焊条选择含碳量低的 此外 应当适当地将散热条件进行改善 尽量让低熔点物质能够 上浮表面 降低这些物质对金属凝固过程中产生的影响 8 2 冷裂纹 冷裂纹指的是金属冷却中或者冷却后在焊缝和木材 交界或者母材上发生开裂的问题 焊接热对材料产生影 响导致生成淬硬组织或者焊缝中扩散氢含量过大且集中 都会导致出现冷裂纹 为了避免出现冷裂纹 焊条要选 择低氢型碱性 在完成焊接后对焊接处进行紧急热处理 通过改善接头任性避免冷裂纹的出现 9 结束语 压力钢管焊接中如果出现气孔 夹渣等焊接质量问 题 会导致钢管使用寿命缩短 容易出现断裂等问题 严 重的情况会导致出现结构安全事故 因此应当在安装压力 钢管过程中对焊接质量进行严格地控制 对焊接过程进行 严格地规范 同时焊接技术人员要做好焊接水平的提高 保证压力钢管从焊接到完成有着良好的控制水平 保证 压力钢管的焊接效果 保证压力钢管在后期的正常使用 参考文献 1 李昌 论高层建筑钢结构焊接施工的质量管理 J 住宅与房地 产 2016 24 192 2 李晓刚 赵延智 积石峡水电站压力钢管焊接质量控制 J 水 力发电 2011 11 78 80 3 王守运 雷家琦 朱希成 三峡电站压力钢管焊接新技术研究 J 水电站机电技术 2009 5 29 31 作者简介 杨井保 1980 男 工程师 研究方向 水电站及 水利金属结构制造安装 上接第 102 页 系统安装环节等 对设备开展日常检测 实现液压系统净化 提高系统运行质量 保证检测设备 及相关操作的合理性 避免污染无入侵 做好监控 防止 液压系统发生污染 与此同时 对污染情况进行科学评估 并制定完善可行的清洗方案 根据污染情况 对清洗速度 温度 层次等进行控制 避免清洗环节发生二次污染或 交叉污染 对液压系统导管进行有效清洗 关注死角处 清洁工作 从而保证拆装阶段污染控制水平 3 4 施工后期维护控制 设备使用一段时间后 也提示隧道施工进入更高层 次 这个阶段施工环境较差 加之设备长期运行 是液 压系统控制的关键环节 因此 要对液压系统污染控制 工作加以强化 主要体现在以下几个方面 1 重视设备接口 避免不良物质混入水 固体颗 粒等多种污染源 对拆 装 换件过程中 要实施一定 污染控制措施 避免重要附件及元件中混入污染物质 液压系统添加油液时 要对油液质量进行检验 使其满 足使用规定 必要时进行相应化验 减少气体 化学物 质及微生物对设备运行的影响 2 在对设备进行维修时 一般情况下 大型维修 项目必然会加剧液压系统污染程度 因此在开展维修过程 中 要实施全程防控 防止污染物在设备维修时直接进入 到液压系统 与此同时 把好监控关 明确液压系统各 种元件的清洁标准 保证取样点正确 合理控制取样频度 并在此前提下对取样方法进行有效规范 提高液压系统 污染监控水平 提高设备性能 4 3 对液压系统污染控制成果进行验证 针对污染 程度比较严重的元件或构件 应在其清洗完毕后 继续对 其开展监控 并配合一定的检验手段 若发现检验结果不 能满足污染控制要求 则应重点关注异常状况 并查明原 因 及时对故障进行排除 必要情况下 对其进行跟踪调 查 严格遵守规定 定期对液压系统进行维护及保养处理 使其工作性能始终维持在良好状态之下 严格执行相关 管理措施 注意规范操作 减少 TBM 液压系统污染 4 结束语 综上所述 TBM 液压系统污染控制需贯穿始终 将 可靠性与安全性作为系统维护的中心思想 积极采取措 施进行主动预防 为 TBM 施工安全性及有效性提供保障 TBM液压系统污染具有明显的特征 且污染物种类较多 对 TBMTBM 液压系统使用性能造成严重影响 保证液压 系统不受污染 是开展隧道掘进施工的重点环节 能够 保证施工顺利进行 为此 对 TBM 液压系统污染特点进 行分析 直接主要危害 并采取必要措施加以预防和控制 能够不断提高 TBM 液压系统