壓力管道的焊接質量控制.ppt

壓力管道的焊接質量控制,發(fā) 表 人：孫萬田 二零一一年八月,壓力管道的焊接質量控制,概 述,焊接是壓力管道制造過程中的一種主要加工工藝方法，焊接質量的優(yōu)劣直接影響著管道的質量，安全和壽命。國內外有關資料表明，在壓力管道的失效事故中，焊縫是主要的失效源，焊接質量不達標是事故的重要原因。因此，必須對焊接質量嚴格加以控制。焊接質量的控制一般是通過控制焊接工藝評定與焊接工藝、焊接材料、焊工培訓、施焊過程、焊后檢驗、焊縫返修等六個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的。,壓力管道的焊接質量控制,控制焊接質量的六大要素,壓力管道的焊接質量控制,一、 焊接工藝評定與焊接工藝,焊接工藝評定是評定焊接工藝正確與否的一項科學試驗工作，是保證焊接質量的前提和基礎。為了確保壓力管道的焊接質量，提供可靠焊接工藝參數(shù)，壓力管道在焊接前須進行焊接工藝評定。,1.1 焊接工藝評定及目的 所謂焊接工藝評定就是按照擬定的焊接工藝，包括接頭形式、焊接材料、焊接方法、焊接規(guī)范等，根據(jù)JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定標準，檢驗試件試樣、確定擬定的焊接接頭是否具有所要求的性能。焊接工藝評定的目的在于檢驗評定擬定的焊接工藝是否具有正確合理性，是否能滿足產(chǎn)品設計和標準規(guī)定，以及評定施焊單位是否有能力焊接出符合要求焊接接頭，從而為制定焊接工藝提供可靠依據(jù)。,壓力管道的焊接質量控制,1.2編制焊接工藝卡與焊接工藝評定的關系 焊接工藝評定與焊接工藝卡既相似又有區(qū)別。焊接工藝評定是在產(chǎn)品制造前進行的，只有其評定合格后，才可編制焊接工藝卡。焊接工藝評定是編制焊接工藝卡的依據(jù)，焊接工藝評定只考慮影響焊接接頭的力學性能的工藝因素，而未考慮焊接變形、焊接應力等因素。 焊接工藝卡的制訂除根據(jù)焊接工藝評定外，還須結合現(xiàn)場實際情況，考慮勞動生產(chǎn)率、技術素質、設備等因素，使之具有先進性、合理性、完整性。焊接工藝評定是重要的技術文件，要編號存檔，而焊接工藝卡，則要與施工圖紙一起發(fā)放給施工班組具體指導現(xiàn)場焊接。,壓力管道的焊接質量控制,二、 焊接材料,焊材控制是控制焊接質量的重要環(huán)節(jié)之一。施工現(xiàn)場的焊接材料主要包括焊條、焊絲。對焊材的控制主要是通過焊材的驗收、烘烤、保管、領用和回收來實現(xiàn)的。其控制程序如圖1 所示：,圖1 焊材控制流程圖,壓力管道的焊接質量控制,三、 焊工管理,焊工考試是保證壓力管道焊接質量的基本條件之一。壓力管道的焊接工作，必須由考試合格的焊工擔任，因此必須對焊工進行培訓和考試。合格的焊工資質是保證焊接質量的重要措施和途徑。焊工培訓與考試的程序控制如圖 2所示：,圖2 焊工培訓與考試的程序,壓力管道的焊接質量控制,四、施焊過程控制,4.1 焊前控制 焊前控制主要是檢查焊接接頭坡口尺寸、裝配間隙、錯邊量是否符合要求。坡口及其附近的油銹，氧化皮是否按工藝要求清除干凈。選用的焊材是否按規(guī)定的時間、溫度烘干，焊絲表面的油銹是否除盡。焊接設備是否完好，電流、電壓顯示裝置是否靈敏，需預熱的材料是否按規(guī)定預熱，所選擇的焊工是否具有相應的焊接資質。只有以上各個環(huán)節(jié)全部符合工藝要求，才可以施焊。,4.2 焊接過程中控制 焊接過程中控制主要是嚴格執(zhí)行工藝紀律，監(jiān)督焊工嚴格按焊接工藝卡所確定的規(guī)范參數(shù)，包括電流、電壓、焊條焊絲直徑、焊接層數(shù)、速度、焊接電流種類、極性、層間溫度等，以及所確定的操作要求，包括焊接角度、焊接順序、運條方法、錘擊焊縫等。焊工在焊接過程中還要隨時自檢每道焊縫，發(fā)現(xiàn)缺陷立即清除，重新焊接。,壓力管道的焊接質量控制,4.3 焊后控制 焊后控制的主要目的是清除焊縫中的氫，降低焊接接頭殘余應力，改善焊接接頭組織和性能。后熱是指焊后將焊件加熱到250-350左右，保溫2-4h空冷，使氫從焊縫中逸出，以防止冷裂縫產(chǎn)生。焊后熱處理是將焊件整體或局部均勻加熱到相變點以下溫度，保溫一定時間，再均勻冷卻的一種處理方法。焊后熱處理的關鍵在于確定熱處理規(guī)范，其規(guī)范主要有加熱溫度、保溫時間、加熱和冷卻速度等。還須注意，焊縫返修應在熱處理前進行，否則焊縫返修后，應重新熱處理。,壓力管道的焊接質量控制,五、焊后檢驗,要保證焊接質量，就必須對焊接接頭的質量作評定。及時發(fā)現(xiàn)焊縫的缺陷，以便及時采取措施加以解決，如進行返修。焊接質量檢驗包括外觀檢查、無損探傷、壓力實驗等。,5.1外觀檢驗 外觀檢驗的目的就是檢驗焊縫的表面質量。即檢驗焊縫外觀形狀、焊縫余高、焊縫寬度、焊縫與母材圓滑過渡情況。以及表面缺陷，如咬邊、弧坑氣孔、夾渣等。對于不合要求的形狀、尺寸應予修磨使之寬度、高度符合工藝要求。焊縫與母材圓滑過渡對于不允許存在的表面焊接缺陷，應予補焊消除。這些缺陷的存在將會使接頭產(chǎn)生應力集中，降低接頭的疲勞強度，甚至可能成為疲勞裂紋源。,壓力管道的焊接質量控制,5.2無損探傷 無損探傷是在焊縫外觀檢查合格后進行。檢查焊縫內部缺陷，主要包括裂紋、未熔合、氣孔、未焊透等。無損探傷常用的方法有X射線探傷、超聲波探傷等。通過無損探傷可掌握焊縫內部缺陷情況，如：缺陷的種類、性質、分布狀況等。根據(jù)這些情況焊接工程師可采取有效措施，清除這些不允許存在或超標缺陷，然后進行返修補焊，以保證焊接質量否則留在焊縫中的這些超標缺陷或不允許缺陷在壓力管道運行中將可能成為失效源，成為事故隱患。,壓力管道的焊接質量控制,六、 焊縫返修,無損探傷不達標的缺陷需要進行返修。然而，同一部位的返修次數(shù)最多不超過三次。多次返修補焊會降低焊接接頭綜合性能，因此必須在有限的次數(shù)內嚴格控制住焊縫返修質量。 6.1焊縫返修一般工作程序 1）焊接檢查員根據(jù)無損探傷結果，發(fā)出焊縫返修通知單到作業(yè)班組。 2）焊接工程師會同焊接檢查員分析缺陷產(chǎn)生的原因，焊接工程師根據(jù)缺陷產(chǎn)生的原因， 制定焊縫返修方案。 3）根據(jù)返修方案進行返修焊接。 4）對返修好的焊縫進行外觀、無損探傷等檢查。 5）將返修情況，如返修次數(shù)、返修部位缺陷產(chǎn)生的原因，檢查方法及結果等記入焊工管理臺賬。,壓力管道的焊接質量控制,6.2分析缺陷產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生焊接缺陷的原因很多。焊材選用、烘烤、焊接工藝、焊接設備以及焊工操作技能、 甚至責任心等。因此，焊接檢查員和焊接技術人員應根據(jù)無損探傷結果，施焊記錄等仔細分析，在焊縫返修及以后的焊接中避免同類事情發(fā)生。若是裂紋，就應該考慮焊接規(guī)范，焊條選用和烘烤情況。預熱、后熱溫度是否合理，是否產(chǎn)生淬硬組織，是否存在較大的焊接應力。母材含硫、磷及碳含量是否偏高。若有氣孔則應檢查焊條烘烤溫度、時間是否符合要求。檢查坡口、焊絲的油銹是否清除干凈、操作角度、工藝參數(shù)是否正確。若是未焊透，從工件方面考慮，就是看坡口角度、間隙是否太小，鈍邊是否太厚等。從工藝方面來考慮，則應分析是否電流電壓過小、焊速太快、因此只有確定了缺陷種類和產(chǎn)生原因，才可制訂正確的返修方案。,壓力管道的焊接質量控制,6.3 制訂返修方案 制訂返修方案是進行焊縫返修工作的一個重要過程。返修方案內容包括：缺陷的清除、坡口制備焊、接方法及焊材選用和返修工藝參數(shù)。 6.3.1清除缺陷制備坡口 清除缺陷制備坡口的常用方法是用碳弧氣刨或手工砂輪進行。坡口的形狀、尺寸主要取決于缺陷尺寸、性質及分布特點，所挖坡口的角度或深度應越小越好，只要將缺陷清除，便于操作即可。一般缺陷靠近哪側就在哪側清除，如果材料脆性大，焊接性差，打磨坡口前還應在裂紋兩端鉆上裂孔，以防止在挖制和焊接過程中裂紋擴展。此外，對于抗裂性差或淬硬傾向嚴重的鋼，碳弧氣刨前應預熱，清除缺陷后，還要用砂輪打磨掉碳弧氣刨造成的銅斑，滲碳層淬硬層等，直至露出金屬光澤。坡口制備好以后應用肉眼、放大鏡或PT探傷、MT探傷進行檢驗。確保坡口面無裂紋和新裂紋存在。,壓力管道的焊接質量控制,6.3.2焊接方法及焊材的選擇 焊縫返修一般采用焊條電弧焊進行，這是由于焊條電弧焊具有操作方便，位置適應性強等特點決定的。當采用焊條電弧焊返修時，一般選用原焊材焊接。采用鎢極氬弧焊返修時，填充焊絲一般選用原焊絲，該方法一般用于補焊打底。 6.3.3制訂返修工藝措施 焊縫返修應控制焊接線能量的輸入，并采用合理的焊接順序等工藝措施來保證質量。采用小直徑焊條或焊絲、小電流等小的焊接規(guī)范施焊，降低返修部位塑性儲備的消耗。采用窄焊道、多層多道等方法，減小焊接應力與變形。每層接頭要盡量錯開，每焊完一道后，須徹底清渣、填滿弧坑，并將電弧引燃后再熄滅，起附加熱處理作用。填充焊道可用帶圓角的小錘錘擊焊縫，以釋放應力，但打底焊縫和蓋面焊縫不宜錘擊，以免引起根部裂紋和表面加工硬化。,壓力管道的焊接質量控制,6.4檢驗 返修完后，應用砂輪打磨返修部位，使之圓滑過渡，然后按原焊縫要求進行同樣內容的檢驗，如外觀、無損探傷等。驗收標準不得低于原焊縫標準，檢驗合格后，方可進行下道工序。,壓力管道的焊接質量控制,七、總結,在壓力管道焊接過程中，做到嚴格進行焊接工藝評定、制訂合理的焊接工藝、嚴格按要求培訓出合格的焊工；對使用的焊材嚴格進行驗收、烘烤、領用發(fā)放；焊接過程中嚴格工藝紀律，按工藝要求施焊；焊后嚴格檢驗焊接質量，對其不允許或超標的內部外部缺陷進行修磨、補焊、返修等，便可很好地控制焊接質量。,壓力管道的焊接質量控制,八、參