不锈钢管焊接施工质量控制研究

不锈钢管焊接过程中,质量控制与企业的经济效益息息相关。随着行业的不断发展,不锈钢管焊接施工的质量控制逐渐得到了人们的广泛关注。工程施工过程中需充分考虑施工的合理性,使之与质量控制达到较好的平衡。为优化不锈钢管焊接施工的质量控制,文章着重围绕不锈钢管焊接的生产过程及施工方法进行分析,并提出了消除焊接质量隐患的相关建议,以供参考。

1不锈钢管焊接施工质量控制的内涵

不锈钢管因其具有耐腐蚀、易维护、抗氧化、使用寿命长等优势,在很多行业得到了应用,然而如果不锈钢管焊接施工的质量控制不到位,将很容易形成安全隐患,因而研究不锈钢管焊接施工的质量控制就显得非常重要。质量控制是一个复杂的系统工程,一般包括生产过程的质量控制和施工方法控制两个层面。

1.1生产过程的质量控制

不锈钢管焊接施工过程中,需要施工人员、监理人员以及施工设计人员协同配合,从事前、事中及事后开展全过程质量控制工作。施工设计人员的职责主要体现在施工前期,需要根据业主及作业标准进行施工技术布置;施工监理人员的职责是包括事中及事后的控制环节,监督和检查焊工执行参数是否正确,施工后期则要按有关施工验收规范的要求进行焊后质量检验,全面正确地评价焊接质量;施工人员则必须掌握熟练的施工技术,这是保证质量控制管理质量的关键,要求施工人员持证上岗,规范操作。

1.2施工方法控制

市场上的不锈钢种类较多,常见的有铬镍和铬系两种,当然,由于不锈钢的金属组织并不完全相同,其类型也较多,较为常见的有马氏、奥氏以及铁素不锈钢三种。不同的不锈钢材料类型,其柔韧性、膨胀度自然各不相同,为此需要采用不同的焊接方法,以保证焊接质量。

2不锈钢管焊接施工质量控制过程中的常见问题

2.1焊接人员资格检验不严

不锈钢管焊接施工项目中,为了追求项目进度、降低施工成本,相关管理人员对焊接施工人员的资质要求把关不严,甚至降低施工人员的准入门槛,这就会带来诸多的施工质量问题,比如夹渣、气孔、未熔合、裂纹等异常焊接现象时有发生,而在焊接部位出现这种质量问题则会严重缩短不锈钢管的使用寿命,加大后期维护成本。

2.2焊接标准执行不严

不锈钢焊接具有严格的技术标准和要求,比如预热处理、淬火处理、坡口尺寸和组装装配间隙的掌握、焊接定位、焊条烘干处理等,都必须严格按照作业指导书的焊接标准进行操作,而在实际焊接中,施工人员的操作存在较大的随意性,对焊接标准执行不严。

2.3焊接电流控制不力

不锈钢管焊接过程中,焊接电流过低或过高都不利于质量控制,为此施工人员必须严格执照施工工艺的要求规范操作。而在实际操作中,由于施工人员盲目追求焊接速度,常将焊接电流调高,因此造成不锈钢管出现气孔、加渣等质量问题。

2.4焊后焊缝外观检查不过关

外观检查是衡量焊接质量的重要方式之一,特别是对于焊接接头,其质量状况直接影响不锈钢管的使用性能,当然,判断焊接接头是否符合质量要求,并不能仅依据外形上的宽度和高度,还要截取试样进行拉伸、弯曲、冲击等方面的检测。而在实际操作中,由于对相关技术标准控制不严,因此在焊缝外观检查方面较为简单,片面追求焊缝宽度、高度,以致注意力集中于局部位置,从而影响了整体焊接质量。

3不锈钢管焊接施工质量控制方法

3.1加强生产过程的质量控制

1)加强焊工技能资格查验及岗前培训。焊工的操作技能水平与管道施工质量息息相关,在施工前期,项目管理人员应制定焊工的资格准入门槛,对于无法提供政府相关部门颁发的资质和证书的人员,不得从事焊工操作作业。得到业主及施工监理人的认可方可进入现场操作,对于参与焊接作业的人员,还应对其进行岗前培训,重点讲解预热、施焊、后热和焊后热处理等不同阶段的操作方法。

2)确定统一的焊接工艺及施工方案。在正式施工前,对重要部位和特殊材料部件的焊接,施工单位应制定焊接施工方案。监理人员如果发现施工方案存在漏洞应及时提供修改建议,修改确认后才能进行焊接施工;而对于焊接工艺的确定,则要求按照统一的焊接工艺指导书的标准进行,当然,如果实际工作与指导书不一致,则要根据实际情况采取具体的应对措施,在不违背工艺指导标准的前提下,重新评定具有可操作性的焊接工艺。

3)加强焊接施工的现场检查验收。监理人员应加强焊接现场的巡视,重点检查焊工操作的规范性以及执行参数是否存在出入。在焊接过程中,监理人员应重点检查监督焊工是否执行统一的焊接工艺及施工方案,降低焊接质量问题出现的概率。焊接作业完成之后,还要检查焊接表面,对焊缝进行无损检测、耐压试验,以确保施工质量。

3.2加强施工方法的控制

1)选择合适的焊接材料。目前,市场上的不锈钢管材种类多样,性能和用途上有所差异,但总体而言,各种不同管材的区别在于是否含钼,不含钼的不锈钢在耐高温、耐高压能力稍弱,为此,对不同类型的不锈钢管材需要根据其所含化学成分的不同而采用不同的焊接材料。通常情况下,含有钼的焊接材料更适合用于Cr-Ni-Mo系列的合金体系,它可以有效控制管材中的杂质含量,在这种情况下,偏析现象或者δ相就能得到有效控制。另外,含有钼的焊接材料还可以在一定程度上提升不锈钢的耐腐蚀性能;而不锈钢材质中所含铜元素过多,管材就会散发出更多的中子辐射,为此在焊接此类不锈钢管材时,必须选择含铜量低的焊接材料。

2)采用得当的工艺方法。不锈钢类型多样,在焊接操作时需根据被钢管的材质、牌号、化学成分等方面的要求来确定。从目前的焊接技术现状来看,常用的焊接工艺方法有手弧焊、埋弧焊、氩弧焊、MIG/MAG焊接、熔化极气体保护焊等。为确保不锈钢管焊接施工的质量,首先,要确定焊接方法,即在施工过程中根据不同的情况选择不同的焊接方法;其次,在焊接方法确定后,还要统一焊接工艺的参数,焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等。

3)采用正确的坡口。由于不同的不锈钢管焊缝的受力情况存在一定的差异性,因此需要选择不同的焊接坡口。这是由材质类型所决定的,因为不同的不锈钢材质在焊接过程中会产生不一样的化学变化,加上不锈钢材质还会出现裂纹等变形的情形,所以其焊接坡口的选择也有所不同。通常情况下,在不锈钢管施工前期,工程设计人员就规划了焊缝坡口的标准,也就是说,设计人员根据不同的母材类型设计了统一的坡口尺寸。尽管如此,在具体的焊接操作过程中,对设计的坡口尺寸也难以完全落地,这是因为材质的变化情况千差万别,焊工无法准确调整焊接坡口的角度、钝边等参数,这往往会造成坡口尺寸过大或过小。由此可见,强化坡口度的选择和调整是提升不锈钢管焊接质量的重要手段。

4)采用合适的电流。在不锈钢管焊接过程中,需要严格控制电流大小,否则容易出现焊条熔化,甚至出现不锈钢材质熔深等异常情况,也就是说,如果电流过大,超过母材所能承受力,那么药皮在高温的作用下会产生过热反应,因而容易出现气孔、加渣、金属晶粒增大等问题,从而影响金属表面的光洁度。如果电流调整过小,那么温度就不足以溶化材质,就容易出现熔渣并不能浮出或夹渣等问题,使材质表面出现渣滓夹层,从而影响不锈钢管的焊接质量。由此可以看出,在不锈钢管焊接过程中,必须根据不同的材质选择适宜的电流。

5)检查焊后质量。为严格控制不锈钢管焊接施工质量,在焊接工作完成之后,施工监理和业主还需要检验焊后质量,所谓焊后质量检验,一般包括焊缝外观检查、焊缝外形尺寸、无损探伤检查及耐压试验等。在检查所有项目之后,需要总结检查情况并形成检验记录报告。其中,焊缝外观检查主要是针对管道表面的表面清理情况,焊缝区域不得有裂纹,未熔点、气孔、弧坑和夹渣等,如果发现外观出现熔渣、飞溅及其他附着物,则需要返工作业。焊缝外形尺寸的检查则要根据施工验收规范进行,焊缝宽度不能过大,一般控制在4mm以下,焊缝表面凹凸控制在2mm以下。而对于无损探伤检查,施工单位应按图样规定的探伤方法进行探伤,并及时进行管道焊缝的射线照相或超声波检验,检查位置应由施工监理部的焊接工程师现场指定。

6)克服焊口错边问题。在选择合理的焊接坡口的前提下,不锈钢管的焊口出现错边问题会对焊接质量造成较大影响,因此在实际焊接施工的质量控制过程中,需要重视焊口的组对错边问题并寻找解决措施,最大限度地消除焊口组对错边对不锈钢管焊接质量带来的影响。实际施工过程中,焊口错边的控制原则如下:当厚壁管的焊口焊接到40%55%厚度时,焊口一般不会发生收缩变形问题,直到整个焊接工艺的完成。这一焊接收缩变形特点的提示为克服焊接焊口错边问题提供了思路:可以在焊接过程中,通过控制焊接厚度的方法来消除焊口组对错边对不锈钢管焊接质量的影响。

4结束语

由于不锈钢管焊接施工具有一定的技术含量,且牵涉焊工、监理以及业主等多方主体,因此质量控制需要多管齐下,进行全方位的管控。具体而言,不锈钢管焊接施工质量控制从应生产过程和施工方法两个方面入手,在生产过程控制环节,应重点加强焊工技能资格查验及岗前培训、焊接施工方案、焊接施工的现场检查方面的控制;而在施工方法方面,则要从焊接的材料、工艺、坡口、电流、焊口错边等方面进行控制,以提升不锈钢管焊接施工质量。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|不锈钢换热管

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