关于工地焊接引水压力钢管产生缺陷的原因及应对措施的研究

关于工地焊接引水压力钢管产生缺陷的原因及应对措施的研究

鲁小威

东莞港重机械设备有限公司广东省东莞市523603

摘要：水电站引水压力钢管焊接是保证压力钢管密封性和强度的关键，焊接质量直接关系到压力钢管的安全使用。本文以惠来县中东部供水工程为例，对压力钢管在工地安装中产生的常见焊接缺陷及形成原因进行了汇总、分析、介绍，并提出了应对措施，以期提高压力钢管工地焊接的焊接质量。

关键词：压力钢管；焊接缺陷；应对措施

1、概述

压力钢管焊接施工中，由于人、机、料、法、环的因素影响较多，因此造成缺陷的种类很多，如按焊缝位置划分，可分为外部缺陷和内部缺陷两类，外部缺陷位于焊缝外表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到，例如：焊缝尺寸不符合要求，咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔和表面裂纹等，内部缺陷位于焊缝内部，这类焊缝可以用破坏性试验或无损探伤方法来检测，如夹渣、未焊透、未熔合和内部气孔等。如按焊缝性质划分，可分为三类，即焊缝尺寸不符合要求；组织构造缺陷，如气孔、裂纹；性能缺陷，如焊接接头的机械性能、抗腐蚀性能不能满足技术要求等。

在手工电弧焊焊接方法中，夹渣、气孔，未焊透是较常见的缺陷，对于各种缺陷，只有明白它的危害性，了解它产生的原因，然后采取相应的措施来防止缺陷产生和消除已出现的缺陷，才能保证焊接质量。

2、现状描述

惠来县中东部供水工程地处多风潮湿的惠来县，由于本工程对焊接质量要求高，且焊接工程量大，结合现场实际情况，工程部采用的是CO2气体保护焊，这也是多数大工程焊接采用的焊接方式，CO2气体保护焊具有下列优点：①操作方便，焊接效率高；②由于电弧在气流压缩下热量集中，受热面积减小，从而减小了热影响区，焊后变形小；③焊接过程中无焊接熔渣，对于多层焊而言，可以加快焊接速度，从而也可以保证焊接质量。但CO2气体保护焊容易受风雨的影响，焊机设备较为复杂，容易出现故障，焊缝的成形不是很美观，飞溅较大，这就需要我们作业人员有过硬的技能。目前现场焊接后NDT检测的合格率在91%以上，焊接仍存在不可接受的质量缺陷。那么二次补焊修复就会增加焊接成本，尤其是野外作业，投入增加会更多。通过焊接检验发现，出现的质量缺陷以气孔、未焊透居多，某些焊缝外观也差强人意。为提高NDT单次检测的合格率，改善焊接质量，降低成本，项目部要求我们成立QC项目小组。

3、小组概括

3.1活动安排

本次活动遵从以下步骤：（1）取样调查。（2）原因分析及要因确认。（3）对策制定与实施。（4）效果检查与验证。（5）结论

3.2小组人员分工

4、取样调查

根据以上问题，我们对工程某区段的钢管焊缝进行了一次检测，共检测115个片数，其中不合格数为10个，故合格率为（115-10）&pide;115=91.3%。其焊接质量缺陷统计如表1所示

5、原因分析与要因确认

5.1原因分析

对于造成焊接缺陷的原因我们从人、机、料、法、环五个方面进行了分析。

5.1.1、人员方面：焊工工地作业经验不足、对技术交底认知度不够。

5.1.2、设备方面：机械故障

5.1.3、材料方面：焊丝直径不规则、工件手工切割导致加工工件尺寸偏差较大。

5.1.4、工艺方面：焊接工艺执行不严格，导致焊接操作偏差。

5.1.5、环境方面：焊接条件差、抗风雨条件差。

5.2要因确认

通过原因分析，小组成员对造成焊缝缺陷的所有末端因素进行了要因分析，并绘制了要因确认表，如表2所示：

6、制定对策与实施

根据要因确认表，我们找出造成焊缝缺陷的4条末端因素，并逐条

制定了对策措施。

6.1加强培训和现场实习操作

小组成员在工地施工现场一起分析、总结钢管焊接作业要点，然后逐一向施工人员讲解钢管焊接作业重点、难点。最后施工人员通过讲解后的要点反复操作，总结经验，达到了良好的效果。

6.2减少工件加工误差

从工厂加工制造环节入手，尽量安排工件的坡口在厂内使用环形坡口切割机加工。如在工地使用规尺手工开坡口，所有坡口必须用砂轮机磨光处理后方可进行组拼。

6.3降低风雨天气影响

在焊接区围搭防风、防雨棚，并在四周用彩条布围好，尽量不透风雨。

6.4改善作业环境

针对特殊情况下，电焊工身体不能持久平稳，操作易疲劳，导致面层焊接出现扭曲焊缝成型粗糙的情况，小组从改善焊接人员作业环境入手，制造辅助焊接支架等用于电焊工依靠部位的工具，保证焊工身型平稳。并在焊接完成后对焊缝100%进行外观处理。

7、活动效果

一段时间之后，我们对另一区段的钢管焊缝进行了NDT检测，同样检测115个片数，最后的检测结果为合格数113个，不合格数2个，合格率为113&pide;115=98.3%.

其焊接缺陷统计表如表3所示

8、结论

8.1、通过本次QC活动，以自控标准为依据，合格率由91.3%上升到98.3%，实现了活动目标，提高了工程质量。

8.2、通过本次活动可以看出，造成工地焊接引水压力钢管产生缺陷的几个要因有：材料（钢管原材料未开破口，工地条件差等原因，造成加工坡口很差）、环境（露天作业，风雨天气难免遇到；作业条件差，钢管位置较高，或者地面淤泥很多等因素，造成不便于焊接作业）、焊工经验（很多焊工还是习惯于车间内焊接，对工地焊接经验不足），所以在施工前，我们要制定有效的方案重点克服这几个因素，这样才能有效的保证焊缝质量。

参考文献：

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]李绍成，梁协铭.焊接技术及质量检测[M].上海：东南大学出版社，2000.