降低燃气工程钢管焊接质量缺陷率

孙立欣

摘要：近年来，为了实现天然气的有效利用，城镇燃气工程正如火如荼地开展，在此类工程项目的实施过程中，钢管焊接是其中的关键工序，在整个的施工作业过程中，其焊接效果与燃气工程的质量有着紧密的联系，在保障其他环节规范进行的条件下，对钢管焊接质量的有效控制能够促进燃气工程施工目标的实现，保障燃气工程建设能够满足人们的实际需求。基于此，本文分析了燃气工程钢管焊接质量缺陷率的原因，并提出了钢管焊接的质量控制策略，对提升燃气工程质量具有一定的指导意义。

关键词：燃气工程；钢管焊接；质量控制

在城镇化的快速发展过程中，燃气工程项目逐年增加，在这些项目的实施过程中，施工质量的控制相对困难，尤其是钢管焊接的质量控制方面，常常会由于焊接工艺的不合理应用、焊接材料的质量不达标、不规范的焊接行为等诱发严重的质量问题。针对这些情况，为保障燃气工程项目的顺利实施，工程企业在此过程中，需要针对钢管焊接质量缺陷的原因，采取必要的控制措施，保障钢管焊接能够达到相应的质量标准与要求，发挥燃气工程在经济社会发展方面的重要作用。

1.燃气工程钢管焊缝裂纹事件

以某燃气工程为例，在该燃气工程项目中，埋地管采用的是PE管，在出地以后经钢塑转换使用无缝钢管，主要包含了引入管、架空管、立管与进户支管，这些不同类型的管道的管径存在着一定的区别，在整个的施工过程中，主要采用的是手工电弧焊方式、J422焊条。在实际的焊接处理过程中，开展试压工作中，发现在低压系统中燃气立管焊缝位置出现了裂纹，为了最终排查出钢管焊接的质量问题，工程企业对该区域内的所有钢管焊接都进行了排查，最终发现有多个焊缝存在裂纹问题，多集中于进户支管在立管上开孔焊接的角焊缝位置，这种钢管焊接问题是一种相对特殊的质量缺陷，处理起来相对困难，如果处理不好甚至会诱发更为严重的质量与安全问题^[1]。针对这一问题，相关施工人员需立即进行原因分析，进而在此基础上进行相应的处理。首先，施工人员要在现场割取3个焊缝缺陷样品，收集没有使用完的电焊条来进行备检；随后，为了保持正常的燃气工程施工作业，施工企业需安排专业的技术人员在现场对缺陷焊缝加以修复；最后，由专业技术人员来完成对焊缝裂纹的原因分析工作。

2.钢管焊缝裂纹表现与成因

由于在此燃气工程钢管焊接时，焊缝裂纹的位置相对特殊，为了分析其成因，需从母材质量、焊条质量、焊接操作的角度来进行。在母材质量的分析过程中，需对现场取回的钢管样品加以检验，由鉴定报告来分析母材的物理性能、五大元素等是否符合相应的标准。在焊条质量的分析过程中，同样需要送检样品，由最终的鉴定报告来分析其是否符合相应的标准。

一般情况下，在钢管焊接的过程中，裂纹主要为热裂纹、冷裂纹与脆裂三种类型。热裂纹多出现高温状态下，沿奥氏体晶界开裂，其最终以结晶裂纹的形式呈现，当焊缝处于结晶状态下时，在固相线附近存在凝固金属的收缩现象，在此作用下，晶粒间的液态薄膜可能会受到拉应力的影响，当拉应力超过了自身限制以后，将会沿晶界开裂^[2]。冷裂纹是在极低的温度条件下产生的，在钢的马氏体转变温度附近约200～300℃，约束作用力、淬硬组织与氢的综合作用下，焊接接头处裂纹出现的概率相对较高，此类裂纹均属于冷裂纹^[3]。脆裂现象多出现在温度急速降低的过程中，主要是由于金属与焊缝变脆而诱发的低应力破坏现象所造成。根据此区域的气候、温度特征，综合判定，此燃气工程钢管焊接的裂纹属于热裂纹。

钢管焊接的过程中，焊缝是经由焊条与母材的电流高温熔化所形成的，焊缝的形成过程也是焊条与母材由固态向液态、液态向固态的转变过程，在此过程中，高温液体发生的是热胀作用，而在冷却变成固体以后发生的就是收缩作用。液态向固态的转变从根本上就是铁水转变为晶粒的过程。在母材温度较低的位置，结晶现象最先出现，随后，结晶现象逐步向焊缝中间位置扩展。热裂纹的产生来看，主要是焊缝结晶过程中受到了其他因素的干扰所造成的。应力、刚性、化学成分、组对间隙、电流、焊道等都是造成焊缝开裂的原因，开裂可能是由单一因素所诱发的，也可能是多种因素的叠加。

3.降低燃气工程钢管焊接质量缺陷率的相关措施

3.1焊接材料检验

由于在钢管焊接的过程中，焊接材料的质量会对整体的焊接效果产生直接的影响，因此，为保障燃气工程钢管焊接的良好效果，在焊接工艺开始之前，专业人员必须要做好焊接材料的质量检验。对于燃气管道的焊接材料，在质量检验的过程中，需严格根据相应的标准与规范来开展相应的质量检验，在质量验收时，需对材料的质量合格证明、出厂证明、厂家标识等基础信息加以验收，在质量验收通过以后，方可将焊接材料作为钢管焊接的材料加以入库管理。如果在焊接材料的验收过程中存在以下问题，需立即与材料供应商沟通，比如，质量证明书中的内容不完整、材料性能与化学成分与材料使用标准不相符等情况时，要结合焊接材料的具体情况，增加材料检验的内容，保障材料质量验收内容的全面性、准确性。

3.2焊材保管

焊材质量作为影响焊接效果的关键因素，同样需要加强存储管理。在焊材入库之前，有关人员必须要保障焊材的包装完好，并保障焊材上有清晰、明确的标记，根据各类焊材的不同特征，进行分类存放，并对各种焊材粘贴标签，标签必须要标明型号、规格与入库编号等信息，以方便相关人员的确认和验收。对于各类焊材，都必须要加强储存管理，避免露天存放，焊材存放库必须要具有良好的通风与温度条件，室内温度最好维持在10～35℃，在对各类焊材加以存储管理的过程中，专业人员还必须要做好相应的记录^[4]。在焊材的堆放过程中，必须保障焊材堆放位置与墙壁、地面保持200mm的安全距离。仓库管理人员需定期检查焊材是否存在受潮、锈蚀、包装破损等各类质量问题，保障焊材的质量符合焊接施工要求。焊材经烘干以后，可以停留在120℃左右的干燥箱内加以保温处理，当焊接施工的过程中，从干燥箱中取出的焊条必须要在4h以内加以使用。

3.3焊接过程控制

燃气工程钢管焊接的过程中，为保障焊接工序的顺利开展，在正式的焊接作业开始之前，焊接责任师需就焊接工艺文件中的关键工序向施工单位做好技术交底，并深入工程现场，了解焊接过程中可能存在的问题，针对各个环节的焊接工序，都需要制定完善的焊接施工方案与标准^[5]。检验员在组对以后需进行焊接坡口等的检查，如果检验不通过，焊接工艺将不能顺利应用。焊接责任师需督促各个焊接人员开展规范化的施工作业，严格执行焊接方案与标准，如果在焊接过程中出现了一些突发性的问题，焊接人员需利用自身的专业知识来加以处理，严格执行焊接质量标准，保障焊接施工作业的稳步进行。

结束语：

由于燃气工程的特殊性，其在整个的施工过程中，常常会面临钢管焊接的质量问题，为了避免这一问题出现对燃气工程质量所造成的不利影响，在实际的钢管焊接过程中，必须要加强焊接工艺、人员等的全方位、全过程质量控制，保障钢管焊接施工目标的实现。

参考文献：

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