304不銹鋼管作為石油天然氣實施長距離輸送的關鍵載體,根據焊接規章制度,焊接材料和設備要嚴格控制,提升焊接人員的責任心,是石油天然氣304不銹鋼管質量安全的保證。但是,在實際的304不銹鋼管焊接過程中,容易出現一些問題,從而影響到304不銹鋼管焊接的質量。所以,石油化工304不銹鋼管焊接工藝以及焊接質量的控制一定要嚴格的按照相關的標準規范去進行,而且使用安全并且健全的質量管理體系,嚴格的去對質量環節加以控制?;诖?,文章就304不銹鋼管焊接中的問題及對策進行分析,以期能夠提供一個借鑒。

1304不銹鋼管焊接常見質量缺陷及其成因

根據分類的方法和標準不同,焊接缺陷可以分為多種,為了分析方便,文章主要以焊接裂縫的成型缺陷進行分析,常見的缺陷主要有裂紋、內凹、氣孔、燒穿燒融、未焊透、夾渣、咬邊等。

1.1裂紋

1.1.1結晶裂紋

結晶裂紋形成于焊縫凝固過程中,呈弧形或縱向分布,是一種常見的熱裂紋,它主要是焊縫凝固時的組織成分和先后時間順序不同造成的,本質上來講結晶裂紋的產生就是外界應力太大、冷卻速度過快(速度快容易造成結晶成分的偏析)、熔池中的雜質太多三個因素綜合造成的。

1.1.2延遲裂紋

延遲裂紋是一種冷裂紋,它不是出現在焊接過程中,而是在焊接結束后幾個小時或幾天以后才出現,并且時間越久裂紋越長,它的產生因素較多,一般取決于焊縫中的氫含量、焊接接頭承受的應力、母材的淬硬傾向三個方面。氫含量方面:氫是高強鋼焊接中產生冷裂紋的關鍵因素,由于焊接時電弧溫度很高,使坡口的贓物、空氣、焊材中的水分分解,形成氫離子或者氫原子分布于焊縫熔池中,在熔池焊道冷卻后,沒有逸出的氫便以飽和態保存在焊縫中。但是過飽和的氫具有不穩定性,它會不斷地向周圍擴散,在應力和焊縫組織的工作作用下,一定界限下會誘導延遲裂縫產生。應力方面:焊縫外加拘束應力和焊接時產生的內應力是焊接連頭承受的主要應力,冷卻和加熱時的體積變化是熱應力產生的根源,另外還會有部分的相變應力。因此在施工時嚴格按照規程進行操作可以有效緩解應力變化。組織因素方面:組織晶粒越大,產生延遲裂紋傾向也越大,淬硬組織里晶格缺陷多,也會進一步增加產生冷裂紋的幾率。由此可見,減少延遲裂紋產生的概率要減小焊接應力、改善焊縫組織、減緩焊縫冷卻速度。

1.1.3液化裂紋

液化裂紋和結晶裂紋產生的機理大致相同,都是存在共晶或晶間熔融相,在液態變固態時冷卻晶粒邊緣產生的裂紋。

1.2氣孔

304不銹鋼管進行焊接時,由于熔池中的氣體在熔化金屬凝固之前沒有及時地逸出來,未逸出的氣體就會在304不銹鋼管內部形成氣孔。根據焊接的類型不同,形成氣孔的大小也有不同,有的是深度極大的柱孔,有的是面積較大的圓孔,也有一些危害性較小的其他氣孔,有些氣孔甚至還會產生止裂傾向。不論是哪一種氣孔,都會對后續焊接產品的使用產生影響。它產生的原因主要有:(1)保護方式不恰當;(2)焊接速度過快;(3)電源電流和電壓不穩定;(4)焊材、坡口存在鐵銹油污等。

1.3未熔合及未焊透

在焊接時,有時會出現下層焊道、上層焊道、母材坡口與焊道沒有完全熔化結合的現象,此缺陷稱為未熔合缺陷,根部未熔合的焊接缺陷稱為未焊透。它們對304不銹鋼管的危害比較大,出現的原因主要包括以下幾個方面:(1)電流較小,手法不穩;(2)層間清理過度,打寬了坡口,出現溝槽;(3)坡口斜邊太厚、間隙不夠、角度太小。

2304不銹鋼管焊接問題的對策

2.1裂紋缺陷防治要點

為了避免對304不銹鋼管進行焊接時出現裂紋,需要及時做好預防措施。首先,避免直接在大的焊縫組對應力的情況下直接焊接304不銹鋼管,否則很容易將局部裂紋擴展為大裂紋。其次,在焊接之前對304不銹鋼管進行預熱,可以適當的增加焊道的厚度,在打底焊完成之后立即進行填充、蓋面等操作。最后,在冬季進行焊接時,要注意焊接后的保護措施。只有充分做好相應的防治措施,降低問題的發生概率,才能逐步提高304不銹鋼管的使用安全性,從而實現油田304不銹鋼管的正常運行。

2.2氣孔缺陷防治要點分析

為了降低氣孔產生的概率,嚴格控制焊接過程。首先需要對焊接的設備進行仔細檢查,確保使用電源電壓的穩定,包括使用的減壓表、加熱器、流量計等等相關的儀器設備的檢查。其次,焊接的過程中,控制好焊接的速度,不要過快也不要過慢,盡可能與實際需求相協調。焊接的過程采取適當的保護方式,考慮焊接過程中需要注意的事項,并根據這些注意事項采取合理的保護方式。

2.3未焊透缺陷防治措施

未焊透缺陷在304不銹鋼管的焊接過程中出現的比較普遍。加強對未焊透缺陷的治理,強化控制措施對于提升304不銹鋼管的焊接質量十分關鍵。首先,在焊接之前對需要焊接的部位進行仔細地修磨,根據不同的母材厚度及焊縫形式選擇適當的坡口形式,使得焊絲或者焊條能夠順暢地深入到坡口中,避免未焊透缺陷的產生,從而提高焊接效率。其次,當打底焊過程中不能熔孔時,在打磨的時候可以根據坡口根部的間隙適當調整焊接的參數,使其適應整個焊接過程。此外,根據焊接的需求,事先檢查焊接的電流,保證其符合焊接過程的要求。

綜上所述,隨著國家經濟的快速發展,各行業對能源的需求逐步上升。304不銹鋼管是傳輸能源的重要載體,更是油田304不銹鋼管不可或缺的重要組成部分,加強對304不銹鋼管焊接的質量管理具有非常重要的意義。因此,焊接需要依照有關科學規章制度把焊接的工藝、設備嚴格控制,焊接技術人員素質一定要過關,系統地確保石油天然氣304不銹鋼管的質量。