常見焊接失敗的原因

1、2. 常見焊接失敗的原因2.1 對接焊案例一：北方某地，PE80管道外徑200mm，SDR11，通過強度試驗壓力0.6MPa和氣密性試驗，運行壓力0.07MPa，運行四個月后巡線發(fā)現(xiàn)泄漏，開挖后發(fā)現(xiàn)焊口處泄漏（見圖1），觀察其焊縫翻邊，明顯小于正常焊縫的寬度，第一感覺為焊接溫度低，吸熱時間不足；剖開泄漏處，焊接面光亮如鏡，焊口為脆性斷裂，并且在焊接面上留有鑲?cè)氲蔫F屑和泥土砂粒。圖1 運行四個月焊口泄漏剖為脆性斷裂 原因分析：將“用熱板平整待焊接端面”的過程遺漏，直接開始“吸熱”后對接；焊縫的翻邊明顯偏小，端面不平整造成焊接面吸熱不足，使聚乙烯（PE）大分子未獲得足夠的能量和空間進行遷移、纏繞，

2、從而未達到應(yīng)有的強度和性能，在管道內(nèi)應(yīng)力作用下四個月時間即發(fā)生開裂。 案例二：北方某地敷設(shè)聚乙烯（PE）管道，公稱外徑250mm，SDR17.6，材料等級PE80，焊接管道長度約60M，在拖管入溝時發(fā)生焊口開裂（見圖2）。圖2 拖管時焊口開裂原因分析：根據(jù)計算，該管米重量約11kg/M，總重量約為660kg，加上拖管的摩擦力最大1000kg，按照其屈服應(yīng)力18MPa為斷裂強度，至少需要19噸的力，但施工當(dāng)時的力根本不可能將焊口拉開；觀察焊口的內(nèi)外翻邊都正常，說明加熱板溫度滿足焊接要求；但斷口端面的平整光亮來看，加熱板表面有油，焊接時形成油膜，污染了焊接面，最終形成假焊所致。案例三：南方某地，公

3、稱外徑315mm，SDR17.6，材料等級PE100，工程完工后強度試驗0.6MPa，驗收完成，該管線是城市建設(shè)預(yù)埋的管線；第二年準(zhǔn)備使用，運行前重新打壓試驗發(fā)現(xiàn)泄漏（見圖3）。焊口未開裂處有泥沙圖3外徑315mm，SDR17.6預(yù)埋管道焊口泄漏處圖原因分析：準(zhǔn)備在焊口未開裂處作拉伸試驗，取樣時未用大力就斷裂，強度非常低，斷口的表面有鑲?cè)氲哪嗌常ㄒ妶D3），據(jù)焊接記錄記載是施工開始焊接的第一個焊口，說明焊接準(zhǔn)備不充分，熱板表面不潔凈，未進行清潔熱板，熱板未預(yù)熱，切換時間過長，從而造成假焊。案例四：南方某地外徑315mm，SDR11，材料等級PE80，焊接后翻邊表面產(chǎn)生12mm的氣泡（見圖4），焊

4、口下方密集，焊口上方稀少，造成外觀不合格。原因分析：在焊接的前一天施工現(xiàn)場下雨，管口未封堵，管內(nèi)進入雨水，在焊接時雖然對管材的內(nèi)外表面用干布進行除濕處理，但是處理的長度不夠，由于坡度的問題，致使雨水在焊接的過程中由高處慢慢流到低處熱板處，對接時熔融面將水份裹入，翻邊時氣化產(chǎn)生較大的氣泡，焊口上方的水流到焊口的下方，致使焊口上方氣泡稀少下方密集，現(xiàn)場將焊口鋸開，擦干后又用乙醇（酒精）進行擦試來加快水份揮發(fā)，焊接后氣泡現(xiàn)象消除。圖4 焊口下方氣泡密集案例五：南方某地外徑200mm，SDR11，材料等級PE80，由于翻邊有缺陷（見圖5），對焊口質(zhì)量懷疑，監(jiān)理時未通過。圖5 管材表面處理不徹底翻邊受阻

5、產(chǎn)生缺陷原因分析：該焊口經(jīng)性能試驗其性能符合要求，是一個合格的焊口，翻邊的缺陷是由于管材的外表面粘有廠家不干膠的合格證，在焊接前距管材的焊接端面2030mm范圍未經(jīng)處理，熔融聚乙烯（PE）的熔體在翻邊時受阻，造成了翻邊缺陷，監(jiān)理非常負責(zé)任，致使焊口不合格。 從以上案例和國內(nèi)多年的實際施工中來看，出現(xiàn)的問題均屬于低級錯誤，而對接焊產(chǎn)生焊接失敗的主要原因：1. 無焊接工藝：施工單位忽略了對焊接工藝進行評定，沒有根據(jù)本單位的實際情況制定焊接工藝，執(zhí)行焊接工藝不嚴(yán)格，操作過程不規(guī)范，缺乏應(yīng)有的管理。2. 焊接溫度低：加熱板溫度未達到焊接溫度就開始焊接；電源電壓低，距電源距離遠，導(dǎo)線截面積小，導(dǎo)致加熱板

6、不能正常工作。3. 焊接面污染：熱板表面不潔凈污染焊接面；施工環(huán)境惡劣，銑削后的焊接面受污染。4. 惡劣天氣焊接操作時無應(yīng)有的保護措施；5. 切換對接的過程超出規(guī)定時間。6. 焊接參數(shù)設(shè)定錯誤：由于操作者失誤將焊接參數(shù)設(shè)定錯誤；焊機生產(chǎn)廠提供的焊接參數(shù)本身有錯誤，焊機與管材不匹配，焊接參數(shù)未做試驗驗證。7. 焊機未定期維護：壓力表、溫度指示器從未校正，發(fā)出錯誤信息。8. 裝夾管材/管件兩端間距過寬，機架行程不足，形成假焊。9. 采用了不合格廠家的管材或管件。10. 冷卻過程未完成過早的停機拆卸。2.2 電熔焊案例一：北方某地電熔套筒進行碰口連接，管材公稱外徑250mm，SDR11，材料等級PE

7、80，電熔套筒材料與管材相同，焊接后熔融的物料從觀察孔流出形成焊瘤，并且將電熱絲頂出（見圖6），由于焊瘤太大而鋸去。圖6 管材不同軸管件加熱時受力原因分析：公稱外徑250mm，SDR11的管材，壁厚為22.7mm，在進行電熔焊時管道不同軸，未使用電熔固定夾具或用其它的物品進行管道固定。由于不同軸而產(chǎn)生較大的翹力，在加熱電熔管件時，熔融狀態(tài)的聚乙烯（PE）體積膨脹大約在20左右，它們在外力的作用下迫使電熱絲移位集中，產(chǎn)生了較大的熱能，集中到觀察孔處，將觀察孔處應(yīng)當(dāng)為固體的物料熔融為流體，頂開觀察孔處的物料而流出管件界面，并且在管材與管件的界面一側(cè)帶出電熱絲，造成焊接失敗。案例二：北方某地居民小區(qū)

8、工程驗收完成，一棟樓中某個單元一側(cè)居民爐灶火力不足做飯困難，樓前管道運行壓力為200mm水柱，管材公稱外徑110mm，SDR17.6，PE80，樓前支管為63mm,SDR11,PE80,懷疑支管堵塞，鋸下支管檢查未發(fā)現(xiàn)異常，在異徑三通110/63處進行檢查發(fā)現(xiàn)63mm口部堵（見圖7）。圖7 未作焊接長度標(biāo)記管材承插過長原因分析：焊接操作時沒有劃線，未將電熔管件的焊接長度，標(biāo)記在需要焊接的管材表面，誤將三通視為直通焊接，將異徑三通63mm的端口堵，造成開挖搶修。案例三：北方某地9月份敷設(shè)聚乙烯（PE）管道，管材公稱外徑250mm，SDR11，PE80，用250mm規(guī)格電熔套筒進行焊接，打壓試驗時

9、發(fā)生泄漏，用氫氣查出泄漏點，發(fā)現(xiàn)電熔套筒一端空焊(見圖8)。圖8 電熔套筒一端空焊原因分析：當(dāng)天收工未能及時焊接，第二天的早上焊接，管道經(jīng)過一夜，與白天的溫差較大，聚乙烯（PE）的熱膨脹系數(shù)為1.11.3×10-4，連接完的一端管材因收縮造成空焊。案例四：北方某地5月份敷設(shè)聚乙烯（PE）管道，管材公稱外徑110mm，SDR17.6，PE100，用110mm規(guī)格電熔套筒進行焊接，打壓試驗時發(fā)生泄漏(見圖9)。圖9 承插不到位管材偏離軸線原因分析：管材一端未插到位，露出電熱絲加熱的密集區(qū)約10mm，并且嚴(yán)重偏離軸線，電熔管件在受力的情況下進行焊接，熔融物料在外力的作用下將電熱絲擠到一起，

10、熱量不能傳導(dǎo)于管材，導(dǎo)致材料在高溫下降解甚至炭化，造成焊接失敗，打壓泄漏。案例五：北方某地敷設(shè)PE管道，管材外徑315mm，SDR11，PE100，由于工程重要，未在國內(nèi)購買315規(guī)格的電熔套筒，進口GF公司的管件，運行一年后發(fā)生泄漏。泄露的管件見圖10。圖10 承插不到位管材偏離軸線原因分析：從現(xiàn)場的情況可以看出，是用電熔套筒進行管道的碰口時，管材長度不夠，長度差60mm，錯誤的采取了用廢管段填充的方法進行焊接，最終導(dǎo)致泄露。從以上案例和國內(nèi)多年的實際施工中反饋的信息來看，與對接焊出現(xiàn)的問題性質(zhì)相同，均屬于責(zé)任心不強，聚乙烯（PE）管道的焊接操作簡單，忽略了焊接過程中的細節(jié)，電熔焊產(chǎn)生焊接失

11、敗的主要原因：Ó 焊接時管道不同軸俗稱別勁，未使用電熔固定夾具來固定管道，使管件在焊接時受到外力。Ó 不劃線，管材承插不到位，造成空焊或承插過位。Ó 截取管材斜度大，管件電熱絲密集區(qū)（加熱區(qū)）暴露在空氣中，不能將熱量及時的傳導(dǎo)給管材，造成過熱聚乙烯（PE）炭化。Ó 焊接等待跨時過長，不及時焊接致使焊接面污染，人為的造成溫差大，管道由于溫差大，熱脹冷縮產(chǎn)生空焊和過位。Ó 電熔管件在施工現(xiàn)場過早去除包裝，暴露在施工現(xiàn)場，使電熔管件的焊接面受到污染。Ó 管材表面氧化皮刮削不徹底甚至不刮削，焊接面出現(xiàn)分層。Ó 電熔鞍形三通違反操作工藝，先打孔后焊接，由于鞍形三通打孔刀的設(shè)計通常為無屑切削，打孔時所用的力很大，致使鞍形主體變形的應(yīng)力能