带压焊接堵漏技术

大多数管道都是由金属材料制作而成的。因此，在金属管道发生泄漏时，利用金属材料的可焊性，同样可以实现堵漏的目的。
　　“带压焊接堵漏技术”是指具有可焊性金属管道一旦出现裂纹，发生介质外泄，在不降低介质温度、压力的条件下(动态条件)，利用热能使熔化的金属将裂纹连成整体焊接接头或在金属的泄漏缺陷上加焊一个封闭板，使之达到重新使用的一种特殊技术手段。根据堵漏处理方法的不同，可分为逆向焊接法和引流焊接法。
　　(1)带压逆向焊接堵漏技术。生产运行中的压力管道一旦发生泄漏，是很难在动态条件下进行补焊的。原因有两个，其一是熔融的金属在没有得到冷固之前，有可能被喷出的泄漏介质喷跑；其二是泄漏介质本身也有可能威胁施工人员的人身安全，尤其是易燃易爆的泄漏介质，更难以在动态状况下进行补焊。为了能够在有压力介质存在的条件下进行焊接操作，经过无数次试验及实际应用，终于摸索出“带压补焊方法”，打破动态条件下不能补焊的禁区，在此基础上又经过不断努力，总结出一套比较科学、比较完整的带压焊接方法——分段逆向焊接法。采用这种方法已经成功地消除了压力管道运行中出现的裂纹。
　　①基本原理 带压逆向焊接堵漏技术基础原理是，利用焊接过程中焊缝和焊缝附近的受热金属均受到很大热应力作用的规律，使泄漏裂纹在低温区金属的压缩应力作用下发生局部收严，在收严的小范围内是无泄漏的，补焊过程中只焊已收严不存在泄漏介质的部分，并且采取收严一段补焊一段、补焊一段又会收严一段，这样反复进行，直到全部焊合无泄漏为止。
　　带压逆向焊接堵漏技术是利用焊接变形的一种补焊方法，它实用于可焊管道上出现的裂纹，但不能用于焊缝缺陷，如气孔、夹渣引起的点状及孔洞状泄漏的动态堵漏作业。
　　②带压逆向焊接堵漏操作技术 在有大量泄漏介质喷出的情况下，采用带压焊接堵漏技术进行补焊作业的难点在于，焊接电弧的吹力远远小于泄漏介质的喷出压力。补焊时，电弧一接触到高压喷出的介质流，焊条的金属熔滴及熔池内的液态金属就会被吹跑，而使电弧不能连续、稳定地熔化，补焊难以达到目的。如果熔池内的金属被过量地喷出，还会使泄漏区域扩大。因此，应当指出的是，带压逆向焊接堵漏技术一定要在无泄漏介质干扰时进行。采用分段逆向施焊方法就是为了使补焊的过程始终处于无泄漏的状态之中，这样就能有效地使焊接电弧避开从裂纹喷出的泄漏介质。因此，在补焊收严的那一小段，应当认真观察裂纹的收严情况，确认下一步补焊的长度。继续补焊时，应严格控制焊接电弧与熔池的长度，确保焊接电弧与熔池始终处在裂纹收严的范围之内。若操作技术不太熟练或收严的裂纹长度不能准确地判断清楚，补焊过程应将焊接电弧与熔池控制在已收严裂纹长度的一半范围之内为宜。
　　在焊缝横向压缩应力作用下，前端的局部裂纹收严一段，则补焊一段，再收严一段，再补焊一段，这样把一条裂纹分成若干小段，分次进行。
　　a．引弧 对已收严的那一小段裂纹补焊时，宜采用接触法引弧，并且引弧点一定要落在已收严的那一小段裂纹上，过程如图6—24所示。
 

 













 

　　b．运条 采用分段逆向焊接法补焊管道的裂纹时，每次补焊的长度都很短，有的甚至接近点焊。因此要求运条动作简便。带压补焊时，焊条沿裂纹做直线移动或稍有前后摆动，动作要快，电弧要短，防止形成过多的液态金属，阻碍电弧对被焊工件的直接作用，造成未熔合。同时要注意控制熔深，一般熔深可在补焊工件壁厚的40％左右，最大不超过50％。工件较薄时，熔深要小，以防烧穿。焊缝的形状不一定要求美观、整齐，只要将泄漏堵住即可。
　　c．焊条角度 采用带压逆向焊接堵漏技术补焊裂纹时的运条角度，主要根据实践经验及泄漏介质的压力等级而定。当泄漏介质压力小于0．1 MPa时，焊条的运条角度应垂直于被补焊工件，如图6—25所示。
 

 








 

　　当管道内介质压力在0．1～0．2 MPa时，焊条的运条角度与裂纹纵向成70°～80°，而与裂纹横向垂直，如图6-26所示。无论采用何种运条角度，都必须使焊条轴线对准裂纹，严防烧偏。
 

 








 

　　d．熄弧 每次补焊的一小段的熄弧点均应落在已冷却的焊缝金属上，并且应当超过补焊裂纹的前一段焊缝。熄弧时应注意填满熔池。
　　e. 焊缝位置 带压焊接堵漏技术作业中的焊缝位置是千变万化的，但基本上可分为平焊、横焊、立焊和仰焊四种。由于焊缝位置的不同，补焊时所采用的方式也有所区别。
　　③管道环焊缝破裂的带压焊接方法 管道对接焊缝的任何部位出现裂纹，几乎都包含有平缝、立缝及仰缝或平缝、立缝、仰缝同时都有，情况较为复杂。因此，在采用带压焊接堵漏技术补焊这
类裂纹时，应根据具体情况，采取不同的施焊方法。
　　a．当裂纹发生在管道的某一侧，最大裂开不到整个环焊缝的半个圆周时，可以把它当作立焊缝处理，施焊时从裂纹的上端开始，按照立焊补焊的程序分段逆向施焊，最后焊到底部，将裂纹全部焊合。施焊时要注意熄弧时的焊缝质量。
　　如果裂纹发生在管道的某一侧，而且最大裂开范围已经超过了半个圆周时，应当按照裂纹发生在上部及下部时的处理方法分别处理。
　　b．当裂纹发生在运行管道的下部，无论是一段小裂纹还是裂开半个圆周的裂纹，除因泄漏太大，无法靠近补焊之外，都可以把它当作两个侧焊缝，分别进行处理。补焊时可以从任一侧裂纹的上端开始，按立焊补程序进行，补焊到管道裂纹的底部即可停止。再从余下的裂纹另一侧上端开始补焊，过程同上所述，直至两侧焊缝欲接时，调整焊接位置，做局部仰焊后，再将管道泄漏裂纹全部焊合，再增加补焊1～2遍。
　　如果泄漏管道直径较大，而其下部发生的裂纹很小、很短，可以把它当作仰焊缝的情况直接处理。
　　c．泄漏发生在流体输送管道的上部，如果管道直径很大，而裂纹较小，则带压焊接操作过程与平焊缝基本上相似，如图6-27所示。施焊程序按平焊缝的补焊程序进行。
 

 










 

　　如果裂纹出现在管道上部，而且裂开的程度较大，如图6-28所示。图6—28(a)所示裂纹在管道上部较长，但不足半个圆周；图中6—28(b)所示裂纹开裂程度接近半个圆周；图中6-28(c)所示裂纹在管道上部，而且超过了半个圆周。这三种情况采用平焊或立焊都无法进行。
 

 









 

　　④带压逆向补焊焊接规范的选择 实际生产中需要带压补焊的管道的材质绝大部分是低碳钢材料。因此，提供的参考数据主要是针对材质为低碳钢的各类压力管道上所发生的裂纹的带压补焊。其他情况，可以参阅带压焊接堵漏技术的基本原理适当选择焊接规范。
　　(2)带压引流焊接堵漏技术。该技术主要用于处理管道上由于冲刷、腐蚀产生的孔洞及法兰连接处出现的泄漏事故。
　　①基本原理 泄漏介质的存在必然影响焊接作业的进行，如果能够将泄漏介质引开，然后再采用特殊的方法堵漏泄漏区域，处理好以后，关闭阀门，泄漏立刻停止，从而达到带压堵漏的目的，这就是引流堵漏的基本方法。具体做法是，按泄漏部位的外部形状设计制作一个引流器，引流器一般是由封闭板或封闭盒及闸板阀组成，由于封闭板或封闭盒与泄漏部位的外表面能较好地贴合。因此在处理泄漏部位时，只要将引流器靠紧在泄漏部位上，事先把闸板阀全部打开，泄漏介质就会沿着引流器的引流通道及闸板阀排掉，而在封闭板的四周边缘处，则没有泄漏介质或只有很少的泄漏介质外泄，就可以利用金属的可焊性将引流器牢固地焊在泄漏部位上，如图6—29所示。引流器焊好后，关闭闸板阀就能达到重新堵漏的目的。