论三种管道焊缝缺陷返修方法的优缺点

2020-06-19蒋善良

广州化工 2020年11期

陈超，蒋善良

(广州特种承压设备检测研究院，广东广州 510663)

管道作为一种基础设备，因其具有良好的灵活性，被广泛应用于化工生产当中。管道焊缝受设计、工艺、材料、环境等多方面因素的影响，在使用时不可避免地会出现缺陷[1-3]。在化工生产过程中，若不及能时发现缺陷并将其进行返修处理，可能导致严重的安全事故，从而造成难以挽回的生命财产损失。

图1 管道缺陷部位示意图Fig.1 Schematic diagram of pipeline defects

在管道焊缝缺陷返修处理过程中，为了不影响生产，返修单位要求选择合适的返修方案，在有限的工期内以最快速、最可靠的方式对缺陷进行返修处理。本文主要基于以下几点假设，(1)原管道材质一致，且符合焊接工艺评定等标准要求；(2)原管道焊缝缺陷，使用本文涉及的方法均能进行处理，且符合焊接工艺评定等标准要求；(3)返修后焊缝均符合焊接工艺评定等标准要求。图1表示某管道的一条焊缝，其中圈出部分为存在缺陷部位，本文讨论如何对该管道焊缝缺陷进行返修处理。

1 更换部分管道

1.1 方法简介

首先，通过切除一段管子，直接去掉原焊缝；然后，用一段相同材质，符合焊接工艺评定等标准要求的管子代替被切除的管子；最后，将该管子跟原管道进行焊接。如图2所示，红色部位为切割位置，同时也是新焊缝的位置，两条新焊缝中间为新管子，替换被去除的管子，新焊缝符合焊接工艺评定等标准要求。

图2 更换部分管道返修后示意图Fig.2 Schematic diagram of replacing part of pipes after repair

1.2 优点

通过切除一段管子，直接去掉原焊缝，使用该方法，操作简单。同时，无需确认缺陷类型、位置，由于焊缝缺陷分析需要使用不同的无损检测方法，需耗费大量时间。如表面缺陷，需要通过磁粉、渗透等方法进行分析确认；内部埋藏缺陷，需要通过超声、射线等方法进行确认。因此，该方法能大大缩减缺陷分析时间，从而极大的提高工作效率。该方法适合缺陷类型、位置确认困难的情况。同时，也适合工期紧张的情况，需要尽快对缺陷部位进行返修处理的情况。另外，使用该方法，能保留缺陷焊缝的样本，可以对其进行更深入的原因分析和科学研究。

1.3 缺点

由于更换的部分管道要求与原管道材质一致，并符合焊接工艺评定等标准要求，使用该方法时，要及时找到合适的管子存在一定困难。同时，返修处理后，焊缝由一道增加到两道，且两道新焊缝均存在出现原焊缝缺陷的风险，从而该方法会增大该管道焊缝缺陷发生的整体概率。

2 去除原焊缝重焊

2.1 方法简介

首先，将原管道沿着焊缝整条切割开；然后，将管道两边切口打磨干净，只保留母材，其余全部去除；最后，将管道两边的母材重新焊接起来。如图3所示，红色部位为新焊缝，同时也是去除的原管道焊缝位置，该管道新焊缝替换原焊缝，新焊缝需符合焊接工艺评定等标准要求。

图3 去除原管道焊缝重焊返修后示意图Fig.3 Schematic diagram of removing the original weld and re-welding after repair

2.2 优点

使用该方法，保持了管道母材的属性一致，无需再寻找合适的管子进行更换。同时，无需确认缺陷位置，如前文1.2所述，确认焊缝缺陷位置需要耗费大量时间，从而该方法能缩减焊缝缺陷分析时间，提高工作效率。该方法适合无法确认原管道材质，或寻找合适的管子进行替换存在困难的情况。同时，也适合工期紧张，确认焊缝缺陷位置存在困难的情况。

2.3 缺点

该方法对清除原焊缝的要求较高，若不能将原焊缝完全去除，由于残渣等的存在，将极大的增加再次出现焊缝缺陷的风险。同时，由于打磨去除了焊缝以及热影响区，原母材与母材之间的间距将增大，在重新进行焊接时，新焊缝位置所受的应力极有可能增大，从而增加焊缝缺陷发生的几率。

3 去除缺陷部位焊缝重焊

3.1 方法简介

首先，通过前文1.2所述的无损检测方法，确定焊缝缺陷的类型和位置；然后，通过打磨仅去除缺陷部位焊缝；接着，再次通过统一的无损检测方法，确认缺陷已经完全去除；最后，对去除焊缝的部位进行补焊。如图4所示，深色部位为新补焊缝位置，浅色部位为旧焊缝位置，新补焊缝以及旧焊缝，整体上需符合焊接工艺评定等标准要求。

图4 去除缺陷部位焊缝重焊返修后示意图Fig.4 Schematic diagram of removing part of the original weld with defects and re-welding after repair

3.2 优点

使用该方法，最大限度保持了原有管道属性，由于仅需要去除存在缺陷部位的焊缝，能大大减少清除焊缝所需的时间。该方法适合无法确认原管道材质，或寻找合适的管子进行替换存在困难的情况。同时，也适合需要详细记录缺陷类型和位置，以便对缺陷部分进行深入研究。

3.3 缺点

该方法需要确认焊缝缺陷的类型以及具体位置，对缺陷部位打磨结束后，需要再次确认该缺陷是否完全消除，而且焊缝同一部位的返修次数，碳钢管道不得超过3次，其余钢种管道不得超过2次[4-5]，若补焊不合格，该管道需要进行更换，或使用前文1.1所述方法进行返修处理，这将大大降低工作效率。同时，该方法中，可能由于焊工不同，焊接的手法以及工艺等差异，将新、旧焊缝完全结合，存在许多不确定性因素，这也增加了焊缝缺陷发生的可能性。