压力管道的焊接技术及消应热处理工艺分析

摘 要：焊接是压力管道施工重要工段，焊接水平直接影响工程进度与整体安全性。为确保管道安全有效使用，需注意对焊接技术、热效应处理工艺的严格把控。除依据焊接作业指导书、技术指标规范施工外，还应采取针对性措施，为焊接质量提供双重保障。

关键词：压力管道；焊接技术；消应热处理

压力管道安装对焊接技术的要求较高，为提高整体安装质量，焊接技术人员应有效落实焊接事前准确、事中控制与事后检查的各环节工作，压力管道焊件整体质量。

1 压力管道的焊接技術

1.1事前准备工作

焊接前应根据压力管道实际情况制定焊接作业指导书，并根据作业指导书评定焊接工艺，填写焊接工艺卡。技术人员根据工程实际情况，制定作业指导书，落实相关技术措施，完善焊接方案。首次使用的焊接工艺、焊接材料，需由焊接单位根据钢材焊接性能试验，做好焊接工艺评定工作，确保焊接接头符合焊接相关要求，轻松驾驭管道焊接工作。除此之外，还需加强验证工艺指导书。评定报告中应明确涵盖任务书、指导书、施焊记录、评定报告、附件与热处理报告等内容。

1.2 事中控制工作

1.2.1 坡口加工组对

焊接压力管道不仅要参照焊接相关要求、施工标准等规则，更要结合施工现场的实际情况进行。尤其是在坡口加工环节，应依据工艺卡的各项规定，如规定的几何形状、尺寸等要求，合理选择等离子弧、氧乙炔等方法加工。坡口打磨时，应满足管子轴线、端面间相互垂直的要求，使打磨后的坡口露出金属光泽。管子开孔焊接管嘴时，可利用火焰开孔碳钢管道，或是机械、等离子开孔不锈钢管道，并在预制时结束开孔工作。管道切割后，应通过机械等方法去除污染层。在已安装管道上开孔时，应避免施工中铁屑、氧化物等，进入管道内部坡口上；对此，施工过程应严谨。事前制定施工防护措施，并严格按照技术指标、规定施工。坡口加工、清理工作完成，并质量验收合格后，才能展开接头组对工作。组对环节影响焊接质量的因素较多，尤其是定位焊。组队环节中的未焊透、内凹或焊瘤等不良现象也不能忽视，究其原因与组对间隙、坡口形式等，与钝边尺寸不匹配有关，除组对间隙匀称外，内壁定位中的错变量范围应合理控制，要求其≤15mm，即不能擦后果管壁厚的1/10，确保内壁定位平齐[1]。

1.2.2 打底工作

利用氢弧焊展开打底工作时，应按照自上而下顺序焊接。用角磨机打磨电焊起点、收尾位置，确保接头斜口合理。要求整个底层焊缝均匀防止焊穿。氢弧焊打底时，应在试板上试焊，确保氩气内无杂质。施焊时，应用板挡好操作坑位置的管沟围，规避刮风对焊缝质量的影响。接头处打磨光滑，避免焊缝底部受重力因素影响，出现焊肉下塌、顶板内陷等不良现象。检查打底焊缝，焊接好次层焊缝避免出现裂纹。

1.2.3 中层施焊

做好打底工作后，应及时清理熔渣、飞溅物等杂质，并检查外观，发现隐患后磨透并重新焊接，焊缝、母材交接处清理干净。同时要求焊缝接头、底层焊缝接头间错距应≥10mm。中层施焊时，通常使用直径3.2d的焊条。若管壁厚9mm，焊缝保持3层，焊缝厚度应是焊条直径的4/5 至3/2 倍。焊接层表面不直接使用引弧技术。中层焊接结束后，应及时清理杂物，发现隐患铲除后重新焊接。

1.2.4 盖面工作

此层焊接工作中，通常选择直径3.2焊条焊接。选择焊条时，应根据焊缝已焊好厚度，同焊条起弧、收弧的位置，应当与中层焊缝接头位置错开，确保盖面层中焊缝保持完整表面，与管道圆滑过渡。焊缝宽度比坡口两侧宽度大2mm。焊缝加强高度在1.5-2.5mm区间内，焊缝表面不能出现气孔、裂纹或夹渣等情况。咬边深度<0.5mm，长度>焊缝总长1/10。焊接结束后及时清理熔渣并覆盖，避免在保温前出现锈蚀等情况。

1.3 事后检查工作

焊接后，在无损检测、耐压检测前完成表面质量检测。利用硬度计、标准样板量规展开外观检测，确保其表面无裂纹、气孔、弧坑、夹渣、熔渣、飞溅物，同时焊缝咬边、余高符合相关标准规定。无损检测后，施工单位应将管道编号、材质、规格、焊口位置等明确标注在单线图上。及时检查RT底片、检测报告，在热处理、耐压试验前做好返修工作。

2 压力管道的消应热处理工艺

消除内应力，确保金属内部处于适当温度，需缓慢加热压力管道工件，并在较低温度时进行一段时间的保温。保温时间应根据焊缝具体厚度确定，要求每毫米保温2.5min，最低时间>30min。此类操作仅能消除部分应力，避免产生不良影响还需展开以下处理，一是压力管道焊件整体展开高温回火。即将焊件置入加热炉加热，达到指定温度后保温。二是局部高温回火。即对应力较大部位进行加热。三是低温处理。即不均匀加热焊件，在温度差作用下使焊缝产生拉力变形。四是加载整体结构，即根据实际情况，对焊件整体加载，减少内部应力、屈服强度差异，卸载后消除大部分应力。五是锤击方式消除小件应力。

为规避压力管道不良事件，同时消除管道内应力，应根据实际情况合理选择应力消除方式，从而确保压力管道的安全性与使用寿命。

参考文献：

[1]马战龙.压力管道焊接技术与质量控制[J].工程技术（文摘版），2016（6）：00216-00216.

作者简介：

赵虎（1986- ），男，安徽合肥人，大专，助理工程师，现单位：合肥实华管件有限责任公司，研究方向：管件制造、热处理技术等。

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