都市燃气输配镀锌管的焊接质量控制

都市燃气输配镀锌管的焊接质量控制

摘要：本文探讨了镀锌管的焊接工艺及焊接质量控制措施，对保证燃气输送的安全提

供了保障

关键词：镀锌焊接质量控制

一、概述

镀锌钢广泛运用于各行各业，采用镀锌钢的好处是运用在空气中可以形成致密氧化物

保护层的金属锌来保护内部的钢构造。在被焊接、划伤的状况下，由于Zn-Fe原电池的存

在，相对活泼的镀锌部分可以作为牺牲阳极，延缓钢铁的锈蚀，同步各个构造死角均能抵

达，耐腐蚀性良好。在西气东输工程末端市场--居民顾客楼栋输气中，大量采用了镀锌管。

由于老式的镀锌管丝扣连接轻易泄露，导致维护工作量大，明装管影响建筑外观等缺陷，

寻求新的连接方式是必然的选择。焊接由于其密封性好，强度高等长处为部分都市燃气工

程所采用。然而由于镀锌层的存在，在焊接中轻易产生裂纹、气孔、夹渣，使较难得到良

好的焊接质量。因此，怎样保证焊接质量，成为镀锌管安装的一种关键。

二、镀锌钢的焊接特点

镀锌钢一般是在低碳钢外镀一层锌,镀锌层一般在20um厚。锌的熔点在419P,沸

点908。（:左右。在焊接中,锌熔化成液体浮在熔池表面或在焊链根部位置。锌在铁中具有

较大固溶度，锌液体会沿晶界深入浸蚀焊缝金属，低熔点锌形成"液体金属脆化〃。同步，

锌与铁可形成金属间脆性化合物，如Fe3ZnlO（Sffi）,FeZnlO（£相）等。这些脆性相

使焊转金属塑性减少，在拉应力作用下而产生裂纹。假如焊接角焊缝，尤其是T形接头的

角焊缝最轻易产生穿透裂纹。

镀锌钢焊接时，坡口表面及边缘处的锌层，在电弧热作用下，产生氧化、熔化、蒸发

以至挥发出白色烟尘和蒸汽，极易引起焊转气孔。

由于氧化而形成的ZnO,其熔点较高，约1800P以上，若在焊接过程中参数偏小,

将引起ZnO夹渣。同步，由于Zn成为脱氧剂，产生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔

点氧化物夹渣。假如选择焊接规范不合适，操作手法不妥，很轻易使焊缝边缘处的镀锌层

熔化以至扩大熔化区域，有也许破坏镀锌层，尤其是在拉长电弧和大幅度摆动操作状况下，

增宽熔化区域，破坏镀锌层更为严重。同步，由于锌的蒸发，挥发出大量的白色烟尘，对

人体有刺激、伤害作用，因此，选择产生烟尘量较低的焊接措施、材料也是必须考虑的原

因。

三、都市燃气应用对镀锌管焊接的规定

Cjj94■《城镇燃气室内工程施工及验收规范》第103条规定"焊接人员应持有上岗资

格证"；第2.2.5条第四款规定"焊缝外观质量应符合GB50236-98中表11.3.2中的III

级焊缝原则〃，第5款规定"在主管道上开孔接支管时，开孔边缘距管道对接焊缝不应不

不小于100mm，当不不小于100mm时，对接焊转应进行射线探伤"。根据GB50236-98

表11.3.2对未焊透的规定"不加垫单面焊容许值削.156,且犯.15cm缺陷总长在66焊

缝长度内不超过5〃及Cjj94-中射线探伤规定，确定镀锌管对接焊缝应采用单面焊双面成

形工艺。同步，由于单面焊双面成形工艺对焊工素质的规定较高，应选用锅炉压力容器压

力管道焊工，并具有对应的焊工操作项目。由于规范未提出探伤比例，应严格规定焊工按

焊接工艺确定的坡口组对，严格按工艺参数施焊，当有怀疑时应采用增长探伤规定或切取

断面观测等验证手段。

四、焊接工艺的选择

镀锌钢的焊接措施较多，一般在镀锌钢构造中常用气焊、手工电弧焊、CO2气体保护

焊、埋弧自动焊、铸极氮弧焊等措施。

气焊过去常用于镀锌管的焊接，由于气焊热输入不集中，轻易产生缺陷，焊缝机械性

能差等缺陷，目前在安装行业基本淘汰。气焊对镀锌层破坏较大。

CO2气体保护焊对镀锌钢的焊接性能良好，当采用合适的焊接规范和匹配的保护气体、

焊接材料时，可获得优质的焊接接头。该措施在工程实践中较少采用。

铸极氮弧焊电弧能量集中，对镀锌层的破坏较少，并且较易形成良好的单面焊双面成

形接头，是值得采用的一种焊接措施，但焊接速度较慢、成本较贵。

手工电弧焊是目前管道安装中采用最为普遍的一种焊接措施。在对的选择焊条状况下,

如J421、J422、J423等氧化钛型和钛钙型焊条施焊时，由于这些焊条药皮中具有大量的

金红石和钛铁矿,焊条的熔化率较大，相对增长了熔化速度。假如在不摆动条件下，只是

能破坏熔池前沿等镀锌层,一般不至于扩大熔化区域，可减少锌液体对焊链金属的渗透；

在采用对的的操作措施和焊接材料的状况下，可得到接头机械性能很好，并无缺陷的焊接

质量。

根据目前施工队伍的现实状况，由于手工电弧焊相对于铸极氮弧焊价格廉价、速度快，

在具有操作纯熟的焊工状况下,确定了采用手工电弧焊工艺。

四、焊接工艺控制

镀锌钢的焊前准备与一般的低碳钢是相似的，需要注意的是要认真处理好坡口尺寸和

附近的镀锌层。为了焊透,坡口尺寸要合适，一般60~65°,要留有一定的间隙，一般为

1.5~2.5mm;为了减少锌对焊链的渗透，在焊之前,可将坡口内的镀锌层清除后来再焊。

在实际监理工作中，采用了集中打坡口，不留钝边工艺进行集中控制，两层焊接工艺，减

少了未焊透的也许性。

焊条应根据镀锌管的基体材质选用，一般低碳钢由于考虑易操作性，选用J422较为普

遍。

焊接手法：在焊多层焊的第一层焊筵时，尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊

缝，可大大减少液体锌留在焊缝中。在焊角焊圈时，同样在第一层尽量使锌层熔化并使之

汽化、蒸发而逸出焊链，其措施是先将焊条端部向前移出约5~7mrn左右，当使锌层熔化

后再回到本来位置继续向前施焊。再横焊和立焊时，如选用短渣焊条如J427,咬边倾向会

很小；假如采用前后来回运条技术，更可以得到无缺陷的焊接质量。

五、焊接质量保证措施

从人、材、机、法、环五个方面进行控制

1、人的原因是燃气镀锌管施焊的控制重点。由于缺乏必要的焊后控制手段，极易偷

工减料，影响质量；同步镀锌管的焊接特殊性使得不轻易保证焊接质量。因此，在工程开

始前，就应当选择技术纯熟、最佳持有对应锅炉压力容器或相称的焊工证的焊工，进行必

要的技术培训、交底,参照锅炉压力容器焊工考试规则进行现场焊工考核承认后，予以进

入现场施焊的许可。并不得随意更换，保证施焊该管道焊工人员相对稳定。

2、焊材的控制：保证采购的是正规渠道的焊材，有质保书、合格证，符合工艺规定；

焊材的验收、领发料手续要正规齐全，焊条头回收控制严格，以保证流向、用量；焊材要

严格按工艺烘烤,并一次发放不超过半天用量。

3、焊机；焊机是施焊的机具，必须保证性能可靠、符合工艺需要；焊机必须有检定

合格的电流、电压表，以保证焊接工艺的对的实行。焊接电缆不能过长，较长时要调整焊

接参数。

4、焊接工艺措施：保证镀锌管特殊操作措施的严格实行，按焊接工艺进行焊前坡口

检查，施焊工艺参数、操作手法控制，焊后外观质量检查，必要时增长焊后无损检测。控

制焊接层次、每道口的焊材用量。

5、焊接环境控制：保证施焊时的温度、湿度、风速符合工艺规定。无条件时不得施

焊。

六、结论：

镀锌钢管焊接已显示具有很大的优越性,