平互三线施工技术总结——三线向下焊焊接缺陷及防止措施及无损探伤检测对比
本人原为互助公司工程技术部员工，于2013年6月份被调到PH三线燃气工程建设指挥部任现场管理员兼任驾驶员，三线期间车身无擦碰，损伤。
通过近6个月的现场学习和实践，本人的理论知识和实践有了很大的提高，现将这期间的施工技术工作简要汇报如下：
PH三线全长约39.5公里，采用3ＰE加强级防腐螺旋焊缝钢管，管材规格为DN457*8*12.7、材质是L360。三线采用手工半自动向下焊，焊接前应检查并清除坡口两侧表面１０mm范围内的杂质、泥土等、焊接后、焊缝表面的熔渣和飞溅物应清理干净，防止飞溅的焊渣烧伤防腐层、使用焊条材质是E6010纤维素焊条，在使用前进行烘干，烘干温度为80度到100度，烘干时间为半小时到一个小时为宜，烘干时间较长会使焊条开裂，无法使用。
管口组对使用外对口器、管道组对前应先检查管内有无杂质和灰尘，采用自制清管器，清理管内杂物，管端内５０mm范围内应无其他污物，管口完好，无损伤，锈蚀及毛刺。
管道组对前还应检查管道坡口是否符合规范要求，现场加工坡口是应将管端１５０mm范围内的防腐层清理干净，使用氧焊机进行切口，在用磨砂机打磨坡口。
一、下面简单介绍一下三线向下焊焊接缺陷及防止措施
１．ＰＨ长输管线中采用手动半自动向下焊焊接工艺，纤维素焊条打底、药芯半自动填充盖面三道程序。
２．向下焊焊接特点是，在管道水平放置固定不动的情况下，焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊，一直到底部中心，其焊接部位的先后顺序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。
３．向下焊焊接工艺采用纤维素向下焊焊条，这种焊条以其独特的药皮配方设计，与传统的由下向上施焊方法相比，其优点主要表现在：焊接速度快，生产效率高。应用该种焊条铁水浓度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率50%。焊接质量好，纤维素焊条焊接的焊缝根部成型饱满，电弧吹力大，穿透均匀，焊道背面成型美观，抗风能力强，适于野外作业。减少焊接材料的消耗，与传统的向上焊接方法相比焊条消耗量减少20%-30%。焊接一次合格率可达96%以上。
二、在使用向下焊焊接工艺施工过程中易产生的缺陷
１．夹渣产生的原因
1.1打底焊后不彻底，致使在快速热焊时，未能使根部熔渣完全溢出。
1.2打底焊清根的方法不当，使根部焊道俩侧沟槽过深，呈现W状。、1.3在快速热焊时，流到深槽的熔渣来不及溢出而形成夹渣。
1.4在6点钟位置收弧过快也易产生夹渣。
２．气孔产生的原因
2.1盖面焊时，熔池过热，吸覆大量的周边空气。
2.2盖面焊时，焊条摆动幅度太大，熔池保护不良。
2.3根部间隙过小，容易产生根部针形气泡。
2.4焊条未在规定时间内用完或长时间暴露在空气中。
３．裂纹产生的原因
3.1如果施工地段起伏较大，土墩未及时垫到位，使管子处在受力状态，在焊接收弧点（尤其是6点钟位置）易出现应力裂纹。
3.2在焊接过程中，如果早松开或撤离对口器，致使熔池中的铁水未来的及凝固好，在焊接收弧处容易产生裂纹。
3.3焊工在6点钟位置采用直线熄弧等不当的收弧方法，致使熔池未填满形成弧坑而出现弧坑裂纹。
4.内凹产生的原因
4.1打底焊时焊条送入深度不够。
4.2焊接电流过大，热焊时在5-7点位置运弧太慢。
4.3对口间系过大。
5.未焊透和未熔合产生原因
5.1未焊透和未熔合均为一条较细的白色直线不同在于未焊透在焊缝的正中间而未熔合在焊缝的靠边位置。
5.2焊接规范不合格、导致电流过小或电弧过长、坡口角度过小。间隙或钝边过大。
5.3操作方法不当、运条速度过快、焊条角度不当、电弧偏吹、焊条摆幅不当等。
5.4焊条和焊道清理不净存在杂物，影响熔合。
三.针对易产生的缺陷所采用的措施
1.根据工程用的管材和焊材要求，对每次工程要作好焊接工艺评定，编写好焊接工艺操作规程，并要求电焊工严格按焊接工艺规程要求进行操作施焊作好焊接的保护，焊条在运输和存放过程中，严禁摔、撞、磕及碰等，确保焊接的完好性。
1.1焊前准备要求
1.2组对前应将坡口及其外侧表面不小于25mm区域范围内的锈和毛刺等杂物采用电动钢丝刷清理干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷，并呈现金属光泽。
1.3组对前要对坡口进行修磨，使坡口角度及钝边等符合设计参数和焊接工艺要求。
1.4焊接施工前应用砂轮机将钢管两端15mm内的螺旋焊缝磨成缓坡，以保证该处焊道熔合良好。
四.无损探伤检测
PH三线无损探伤检测采用的是超声波检测和X射线检测。
1.超声波检测速度较快，检测成本低、检测厚度大、灵敏度高、缺陷定位较准确、无永久性保存记录。
2.射线检测不受材料及表面状态限制，适用广泛、检测结果直观、定性定量容易、底片可永久性保存
一.无损探伤分为以下几种检测方法：
１．射线探伤（ＲＴ）
２．超声波检测（ＵＴ）
３．磁粉检测（ＭＴ）
４．渗透检测（ＰＴ）
二、无损检测方法
1、射线检测（RT）
1）射线检测用的射线
X射线 γ射线. 中子射线
2）X射线和γ射线的性质
X射线和γ射线与可见光一样属于电磁波。主要性质：
不可见，以光速沿直线传播
能穿透可见光不能穿透的物质
穿透物质时能被物质吸收和散射而发生衰减。
3）射线检测方法
按记录方式不同分为
（１）射线照相法（2）荧光屏成像法
按射线源不同分为：
X射线探伤法
高能X射线探伤法
4）射线照相法原理
射线穿透物质时，其强度会由于物质的吸收和散射而发生衰减，衰减的程度取决于物质厚度和密度。当物体中存在缺陷时，由于缺陷部位的厚度和密度发生变化，穿过无缺陷完好部位和有缺陷部位的射线强度不同，因而使胶片的感光程度不同，胶片处理后，就形成了黑白不同的影像。
5）射线检测主要设备器材
射线源：X射线机、高能X射线机、X射线胶片、铅标记、胶片处理设备
6）射线照相法适用范围
适用于检查各种金属和非金属材料和工件的内部缺陷，常用于铸件和焊缝
7）射线照相法的特点和局限性
优点：
１、不受材料及表面状态限制，适用广泛
２、检测结果直观
３、定性定量容易
４、底片可永久性保存
局限性：
１、检测成本高，检测速度慢
２、检测灵敏度与材料厚度相关
３、对细微的密闭性裂纹和未熔合类面状缺陷可能漏检
４、射线对人体有害，需安全防护
2、超声波检测（UT）
1）声波、超声波和次声波
机械振动在弹性介质中的传播叫机械波，机械波按振动频率分为声波、超声波和次声波。
次声波：频率≤20Hz，人耳听不到
声波：频率＞20—20000Hz，人耳能听到
超声波：频率＞20000Hz，人耳听不到
2）超声波的主要特性
具有良好的方向性，可定向发射
传播过程中会因扩散和介质吸收和散射而发生衰减
在异质界面上能产生反射、折射和波型转换
频率高能量高，在大多介质中传播能量损失小，穿透厚度大。
3）超声波的类型
按介质质点振动方向分类：
①、纵波：介质质点振动方向与传播方向平行的波。在固、液、气中传播；
②、横波：介质质点振动方向与传播方向垂直的波。只在固体中传播；
③、表面波：沿固体表面传播的波（靠表面的质点椭圆振动）。
④、板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波（两表面质点椭圆振动，中间层平行或垂直振动）。
4）超声波检测方法
按原理分类：
穿透法、共振法、脉冲反射法、按波形分类、纵波法（垂直法）、横波法（斜角法）、表面波法（瑞利波法）、板波法（兰姆波法）
5）超声波检测主要设备器材
超声波探伤仪 超声波探头 各种试块
6）超声波检测的适用范围
适用于检测各种金属材料、工件的内部缺陷，常用于管、板、棒材和焊缝。
7）超声波检测方法的特点和局限性
优点：
检测速度快，检测成本低
检测厚度大，灵敏度高
缺陷定位较准确
对细微的密闭裂纹类缺陷灵敏度高
局限性：
适用性受工件材质和表面状态限制
检测结果不直观，定性困难
定量有偏差
对人员的操作技能和经验要求较高
无永久性记录
3、磁粉检测（MT）
1）磁铁的磁极和磁场
把一根磁铁棒在中心支持或悬挂起来，磁铁棒的两端总是指向南北方向，指向南方的一端称为南极（S），指向北方的一端称为北极（N）。
如果把磁铁棒投入铁屑中，取出之后，发现其两极上吸引的铁屑特别多，即磁性特别强。
磁铁之所以能吸引铁屑，是因为磁铁在它周围一定区域的空间产生一种称为磁场的特殊物质，磁铁就是通过磁场对其周围的铁磁质发生吸引或排斥作用的。磁场的方向是由N到S，在磁铁的内外部都是这样。
2）铁磁质的磁化
任何物质都是由分子和原子组成的，而原子又是由原子核和绕核旋转的电子组成的。电子除了绕核旋转，同时还进行自旋，因此原子都有磁矩。由Fe（铁）、Co（钴）、Ni（镍）及其组成的合金和化合物、Cr（铬）及Mn（锰）的一些合金等，它们的原子磁矩在一个个小区域内是按同一方向排列的，这些小区域称为磁畴，由于磁畴的无序排列，磁性相互抵消，整个物体对外不显磁性。当铁磁体加上外加磁场时，磁畴通过磁矩转动和畴壁位移使磁矩方向与外加磁场一致，从而变成磁体，呈现出磁性。
3）磁粉和磁悬液及其特性
磁粉：磁粉是由具有高磁导率和低矫顽力的细微的铁磁性材料粉末组成的。正常情况下不显磁性，在微小的磁场作用下容易被磁化而被吸引。
一般使用的磁粉有：
黑磁粉：Fe3O4（四氧化三铁）、红磁粉：Fe2O3（三氧化二铁）、白磁粉：包敷白染料、荧光磁粉：包敷荧光染料、磁悬液：磁粉悬浮于载液中形成磁悬液。
一般使用的载液有：轻质变压器油、煤油、水
4）磁粉检测原理
被检焊缝被磁化后，在焊缝表面均匀喷洒磁粉（磁悬液），若焊缝不存在缺陷，焊缝表面上磁粉均匀分布；若焊缝表面或近表面存在缺陷时，由于缺陷处磁阻变化，在缺陷处产生漏磁场，形成一对小的N、S磁极，磁粉被小磁极磁化并吸引，在缺陷处形成磁粉堆积，显示出肉眼可见的缺陷图像。
5）磁粉检测设备和器材
磁粉探伤机（仪）灵敏度试片（A、B、C、D型）.磁场指示器（八角试片）紫外灯，磁强计，照度计，磁粉，磁粉载液（变压器油、煤油、水），磁性称量仪，梨形管（浓度测定）
6）磁粉检测适用范围
适用于检测各种铁磁性材料、工件的表面和近表面缺陷，常用于各种铁磁性材料工件半成品和成品的表面检测。
7）磁粉检测的特点和局限性
优点：
—工艺简单，检测速度快，成本低
—检测灵敏度高
—检测结果直观，可显示缺陷形状、位置和尺寸
局限性：
—只能检测表面及近表面缺陷
—只适用于铁磁性材料
—易产生不相关显示
—通电法可能灼伤工件表面
4、渗透检测（PT）
1）渗透检测的原理
在工件表面施加含有固体染料的渗透液，在毛细管原理的作用下，渗透液渗入表面开口的缺陷中；去除表面多余的渗透液，在表面施加一层白色的显象剂；同样在毛细管原理作用下，缺陷中的渗透液被吸出，使显像剂染色，从而使缺陷显现出来。
2）渗透检测方法的分类
按渗透液中染料类型分类：
1、着色法2、荧光法
按渗透液去除方法分类：
1、水洗型2、后乳化型3、溶剂去除型
按显象剂类型分类：
1、干式显象法2.湿式显象法3、渗透检测操作程序
水洗型渗透法：预清洗、施加渗透剂、水洗、干燥、水基湿式显象、干粉显象、干燥、观察、后清洗
溶剂去除型渗透法：预清洗、施加渗透剂、溶剂去除、干粉显象、非水基湿式显象（快干）、观察、后清洗
4、渗透探伤材料
渗透液—由染料、溶剂、乳化剂及多种改善渗透液性能的附加成份组成。
清洗剂（溶剂去除剂）：
丙酮、乙醇、汽油、三氯乙烯等。
显象剂：
1、干式显象剂：氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳酸钠等粉末。
2、水悬浮湿式显象剂：干粉显象剂、水、润湿剂、分散剂、防锈剂。3、水溶性湿式显象剂：显象剂结晶、水、润湿剂、分散剂、防锈剂、限制剂。
4、溶剂悬浮湿式显象剂：显象剂粉末、有机溶剂（丙酮、苯、二甲苯），喷罐用。
5、渗透检测的适用范围
适用于检测各种非多孔性材料和工件的表面开口缺陷，常用于各种非铁磁性材料工件成品的表面缺陷检测。
6、渗透检测特点和局限性
优点：
—操作简便，检测成本较低；
—适用范围广，不受工件材质和结构限制；
— 检测灵敏度较高，检测结果直观；
局限性：
—只能检测表面开口的缺陷；
—对表面状态和预清洗要求较高；
—有毒，有污染。
员工：童有珑
2013年12月
