高压管道焊接工艺和质量控制研究

焊接施工是316LMod高压管道安装的重要步骤，焊接过程中由于各种原因，焊缝中可能会出现夹渣、气孔，焊接接头性能质变等问题，影响高压管道的安全。焊接工作中要严格按照工程的实际质量需求编制焊接工艺规程，做好质量控制工作，保证高压管道的安全运行。

1316LMod材料的性能及焊接特点

1.1316LMod材料性能。316LMod是一种强腐蚀不锈钢材料，主要由碳、氮、锰、镍等几种奥氏体形成元素，硅、铬、钼等几种铁素体形成元素以及铁元素组成。常温情况下，316LMod的抗拉强度超过530MPa，屈服强度超过255MPa，50~400℃条件下，316LMod的抗拉强度在530~420MPa左右，屈服强度在145~240MPa左右。尿素生产过程中会产生大量的甲胺溶液、液氨等，高温高压环境下，甲胺溶液对于不锈钢具有极强的晶间腐蚀性，因此，一般的不锈钢材料并不能用于尿素行业。316LMod材料含碳量极低，抗晶间腐蚀能力强，因此在尿素行业中，经常会利用这种材料焊接高压管道。1.2316LMod材料焊接特点。316LMod高压管道的热导率比较小，线膨胀系数比较大，如果选择一般的焊接方法，焊接过程中很容易产生焊接变形，出现晶界贫Cr现象，使得钢材的抗腐蚀性降低。因此316LMod高压管道焊接的方法比较特殊，焊接过程中不需要进行预热，层间温度必须要低于60℃，且焊接接头的冷却速度应尽量的快，为了避免焊条中各种合金元素烧毁，最好选择短弧焊接方式。另外，316LMod管道焊缝中柱状晶体具有很强的方向性，焊接过程中很容易出现低熔点共晶体偏析的现象。因此，316LMod高压管道的焊接方法比较特殊。

2316LMod高压管道焊接技术

2.1焊接工艺方法。就目前来说316LMod管道常用的焊接方法由氩电联焊、钨极氩弧焊等焊接方法。实际的焊接施工之中，现场工作人员需要根据高压管道的管径以及壁厚情况，选择不同的焊接方法。比如，高压管道管径壁厚6mm时，可以选择钨极氩弧焊方式，当高压管道的管径壁厚超过6mm时，可以采用钨极氩弧焊打底焊，利用焊条电弧焊方式填充。2.2焊接工艺参数选择。实际的焊接工作中，通常情况下，选择JQ.HOOCr19Ni12Mo2准1.6mm焊丝即可，焊接电流控制在60~80A，直流正接，焊接电压控制在12~15V左右。焊条主要由CHS022准2.5mm焊条、CHS022准3.2mm焊条以及CHS022准4.0mm焊条等几种，利用不同焊条焊接时，焊接电流、电压、焊接速度都有一定的区别。2.3坡口加工及组对要求。316LMod管道切割时可以选择无齿锯、机械切割等切割方法，一般情况下，需要根据具体的工艺要求，合理选择坡口角度、焊接透度，尤其316LMod高压管道具有管壁厚、热膨胀系数大、导热系数小等特征，坡口选择不当，很容易导致焊接变形问题，一般将坡口角度控制在40°~55°左右较好，坡口倾角最好呈U字型，底部向上缓慢减小，坡口的间隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前，作业人员要能够利用角磨机将基层焊缝坡口及两侧的锈迹、油污等清理干净，并使用酒精、丙酮等物质将坡口边缘焊接区以及离边缘10mmzu左右的相邻区域清洗干净。坡口加工过程中，要边浇水边加工，水中的氯离子含量需要控制在25mg/L以下，为了保证坡口表面平整光滑，没有毛刺、裂缝等缺陷，需要对坡口进行修磨。同时，焊接过程中保证接焊口组对内壁平齐，内壁错边量小于壁厚十分之一，不超过0.5mm，外壁错边量不超过2.0mm，焊接组对准确性高。2.4316LMod高压管道定位焊。坡口及组对处理完成之后，对坡口进行全面细致的检查，确定没有质量问题之后，可以进行定位焊。定位焊是整个高压管道焊接施工的重要组成部分，定位焊的焊接长度、高度需要根据管道的实际情况进行确定。定位焊要保证焊接没有起泡、裂纹、夹渣等缺陷，为了避免正式焊接过程中，焊接部位无法融合，定位焊起弧及收尾时要做到圆滑过渡。2.5充氩保护316LMod高压管道焊丝打底焊时需要进行充氩保护，采用氩弧焊焊接方式时，需要利用氩气进行管内连续保护，直到两层焊道完成之后方可停止。充氩保护的效果通过焊接接头的颜色进行判断，一般情况下，焊接接头呈现银白色，说明充氩保护效果较好。

3316Lmod管道焊接质量控制

为了保证316Lmod高压管道的焊接质量，焊接施工过程中需要严格按照相关的工艺要求开展焊接工作，加强质量检查，及时发现焊接过程中存在的各种缺陷，制定完善的处理方案，避免焊接工作影响到管道的质量。焊接完成之后必须要及时进行焊接检验。焊接检验内容与管道的管径、壁厚等密切相关，管径壁厚不同，焊接检验的内容也存在一定的区别。当管径小于等于40mm，壁厚小于等于5mm时，焊接检验的内容主要包括外观检验、液体渗透检验、铁素体含量检验几部分。当高压管道管径超过40mm，壁厚大于5mm时，焊接工作分步完成，相应的，焊接检验工作也分步进行。打底焊及第一层填充焊完成之后，进行液体渗透检验、外观检验以及铁素体含量检验，检验结果合格，焊缝没有出现夹渣、裂缝等缺陷后，利用丙酮将坡口表面清理干净，然后进行第二层焊接工作。第二层焊接完成之后，实施渗透检验，如果没有缺陷，利用100%射线探伤方式再次检验。最终焊接完成之后，对整个管道安装工程进行渗透检验、外观检验及100%射线检验，必须要保证管道的安全性。渗透检验过程中，可以选用溶剂去除型着色渗透法，溶剂悬浮显示剂中的有机溶剂渗透能力非常好，显像灵敏度比较高，选择这种溶剂进行检验效果较好。液体渗透检验过程中，管道表面的温度应控制在15~50℃左右，为了保证溶液能够比较彻底的渗透进管道缺陷之中，渗透时间应控制在15min以上。铁素体含量检验时可以选择探头式测量仪器进行，一般情况下，316Lmod高压管道中最大铁素体含量不得超过0.6%。检验过程中以此为标准对管道的合格性进行判断。检验之前，首先需要利用丙酮溶液将检验探头、校验试件、焊缝等清洗干净，保证表面没有油脂、锈迹等污染物质出现，从而保证检验的精度。检验过程中，为了保证探头没有被污染，确保检验结果的精确度，工作人员需要时常清洗。如果发现检验点铁素体含量超标，需要利用砂轮片、丙酮打磨清洗处理之后再次检验，如果依然不合格，需要核对母材、焊材铁素体检验报告，检查是否存在不准确的地方。或者对焊材的使用过程进行检查，及时发现操作不当的地方，予以修复处理。休氏实验检验是评定焊接试件质量的重要方法，具体的操作过程中，现场工作人员必须要严格按照CWCEC工程设计标准8-A10S-95选择试板位置、尺寸，按照一定的要求将焊接工艺评定试件送到对应的实验室之中，由专业的实验人员开展实验过程。整个实验一共经历5个沸腾周期实验，每一个沸腾周期为48h，如果每个周期内试件的腐蚀平均值不超过3.3um，就说明该材料质量合格，满足工程需要。

4结语

316LMod高压管道的焊接对于尿素生产企业有着十分重要的影响，实际的焊接施工过程中必须要加强焊接质量控制工作。焊接施工之前，结合工程的实际情况选择恰当的焊接技术，焊接施工中严格执行相关的工艺规范，将焊接工艺与现场施工控制工作有效结合起来，因此，焊接单位必须要加强焊接全过程的质量控制，严格控制焊接作业流程，规范工人作业行为，并大力加强对焊接作业的全程质量监督和控制，从而更好的确保压力管道焊接项目的质量和水平。从整体层面把握焊接工作，确保焊接质量符合高压管道安装施工标准要求，保证管道安全有效运行。

作者:郑有文 马维元 单位:青海盐湖工业股份有限公司

参考文献：

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[2]韩海英，,徐立泉，董海洋.316Lmod管道焊接技术与质量控制[J].石油工程建设，2012(05).

[3]多洁才仁.化工金属管道焊接施工质量控制要点[J].中国石油和化工标准与质量，2016(21).