淺談鉻鉬鋼管道焊接質量剖析及處理

安勇

（大慶石油化工機械廠，黑龍江 大慶 163000）

1 石油化工鉻鉬鋼管道焊接前的準備

1.1 坡口準備

為了防止焊接件的彎曲和焊接后焊接件的變形和錯位，在焊件時必須有足夠的支撐點來保證板與板之間和管與管之間的對齊。在焊件重心附近盡可能設置支撐點的位置。點焊固定焊口時要選擇合適的位置，其次確保焊接過程中無大于1mm的故障邊緣。焊接坡口角度大，間隙大，焊接能力增加，易產生焊料。而凹槽夾角小，間隙小，鈍邊厚度容易產生不熔化和焊接難焊現象。一般情況下，槽角為30～32°，間隙為0～4mm，鈍角邊為 0～1mm。

采用氧-乙炔火焰切割法對該槽進行加工，為了防止厚板火焰切割的邊緣開裂，在切削前，為了防止邊緣出現裂縫需要用火焰預熱到100℃以上。切割刀刃后，用磁粉法對表面裂紋進行檢測，并對表面銹、油、氧化物等雜質進行深入的清除工作。在拼接之前，從凹槽和兩側50mm處徹底清除，以顯示金屬光澤度。

1.2 焊條烘焙

E 5515-B2焊條是一種低氫堿性焊劑電極，易吸濕，焊接材料中的水分是焊接氣氛的主要氫源。氫是焊縫中的有害化學元素之一，因此焊條必須在350℃下烘烤后使用，且用多少去多少。在焊接過程中，電極也必須由保溫桶來保護。

2 石油化工鉻鉬鋼管道焊接的工藝

2.1 焊接工藝

氫擴散是導致冷裂紋的主要因素之一，所以在焊接過程中，為了減少和避免冷裂紋，擴散氫的產生應該先被控制。另外要控制涂層對焊接材料的吸濕性。焊接材料在焊接施工前應進行烘烤，一般按焊接要求進行。

為了防止干燥焊接材料再次吸濕，焊接時應將焊接材料放置在特制保溫筒內。如果在大氣壓下工作，焊接材料放置時間不得超出4小時。重復烘焙次數不得超出3次以上。

2.2 焊接預熱及焊接層間溫度控制

焊縫金屬在凝結過程中也容易產生裂紋，這通常稱為熱裂紋。控制熱裂紋的產生，首要是選擇熱感度低的焊接材料，最后是控制焊接材料的雜質含量。在焊接工藝方面，對于鉻鉬鋼材料來講，焊接前應預熱焊接部位，預熱溫度一般在150～350℃左右。在焊接過程中，中間層的溫度必須要管控在200℃以上。其次，焊接件在結束后必須立即進行除氫處理工作。除氫處理的溫度一般管控在300℃和350℃之間，溫度應保持在15分鐘內，然后在空氣中冷卻。

2.3 焊接后熱處理

鉻鉬管線焊接后熱處理的目的是消除焊接應力。在焊接施工過程中，消除焊接在熱影響區引起的缺陷。同時，改進焊接接頭的晶相組織，使焊縫金屬具有良好的力學性能。

3 石油化工鉻鉬鋼管道焊接質量缺陷及處理分析

3.1 鉻鉬鋼管道焊接接頭約束應力的形成以及控制的途徑

無縫鋼管焊接接頭的約束應力主要是由于石油化工焊接過程中幾種應力的聯合作用造成的，包括：焊接前預熱不當，焊接過程中由于焊接加熱不均勻而產生的熱應力；鉻鉬鋼焊接過程中的熱循環過程；由于相變得到了組織應力；鋼管道相變引起的組織應力和焊接組織約束引起的應力。

在鉻鉬鋼管道的焊接過程中，產生的拘束力是無法避免的。無縫鋼管在焊接的過程中，在此基礎上產生的約束力是無法消除的，只能根據現實情況實施有效的控制措施。為了降低無縫鋼管在焊接中產生的受力，在焊接前要對無縫鋼管進行預熱，在焊接中應根據規定的程序進行焊接，以此來降低無縫鋼管焊接時產生的阻力，而在焊接后可以進行相關的處理工作，從而降低無縫鋼管所受到的力。

3.2 鉻鉬鋼管道焊接接頭所含擴散氫的來源及控制途徑

在鉻鉬鋼管道焊接過程中，由于鉻鉬鋼焊接材料中存有大量的水分，焊接表面存在一些污漬，以及焊接施工地點的環境比較潮濕，導致焊接接頭會產生擴散氫。控制擴散在鉻鉬鋼管道焊接接頭處，可以采取一些控制措施，例如降低焊接鋼的冷卻速度，使焊接材料保持在高強度下。經過長時間的加熱，使氫氣大部分時間都能擴散和逸出。從而減少氫的產生，減少氫的擴散焊縫間隙中的含量。

3.3 鉻鉬鋼材質的淬硬傾向程度發生條件與控制途徑

鉻鉬鋼管具有較強的硬度，并且具有硬化的趨勢。這主要是由于鉻鉬鋼的化學成分和性能以及鋼的壁厚所致。其中鉻鉬鋼管的化學成分、性能和壁厚不能改變。因此，為了避免鋼的硬化傾向，可以通過焊接工藝和焊接后的冷卻環境來控制鋼的硬化傾向。

4 導致石油化工鉻鉬鋼管道焊接質量出現問題的原因剖析

4.1 鉻鉬鋼管道焊接相關人員的綜合素質

在無縫鋼管道焊接之前，應對焊接中的各個環節進行檢查，在焊接時需要專業人士的加入。在對器材進行焊接時，應嚴格按照規定的程序進行操作，然而因有的焊接工作人員的技術能力與素質都沒有達到規定的要求，致使焊接工作出現了質量方面的問題。

4.2 鉻鉬鋼管道焊接的材料因素

導致焊接時出現裂縫的主要原因是因為氫的大量擴散。在現實工作中，焊接所使用的材料不是太干燥，導致材料中含有大量的水，當帶有水分的材料遇到帶有氫的材料，使焊接中出現裂痕。所以，在焊接中，要嚴格檢查使用材料的質量。

4.3 鉻鉬鋼焊接前的預熱問題

在無縫鋼管道焊接的過程中，預熱工作環節是不可或缺的因素之一。材料預熱環節可以提高預熱接口的質量，能夠預防在焊接中出現裂縫等情況。在現實焊接的環節中，相關的工作人員沒有按照預熱的要求實施相關的工作，導致材料預熱時間不長或過長，降低了材料的質量。由于焊接的工作人員技術欠缺，導致焊接的材料接口出現裂痕。

4.4 焊接后的脫氫處理方面的問題

為了預防在焊接時出現裂痕等問題，在正常的情況下，無縫鋼管道在焊接后應馬上進行預熱和脫氫工作環節，材料預熱使用的時間越長越好，將大量的氫從材料中排放出體外，這樣就可以減少無縫鋼管道在焊接時出現裂縫的次數，也避免了材料的硬化。但在焊接工作中，相關的工作人員沒有時間將材料預熱，導致材料出現不過關等現象。

4.5 沒有對鉻鉬鋼焊接的縫隙進行全面的質量檢測

在無縫鋼管道焊接后必須也要進行相關的監測工作。無縫鋼管道在焊接后會出現裂縫等問題。因此，在焊接前必須要對無縫鋼管進行預熱工作，然后才能對焊接后的鋼管質量進行監測。在監測中，監測中的離子還不夠成熟，鋼管中的裂縫還沒有被發現。在第一遍監測之后，需要空留出一小段時間之后需要在此進行檢驗，以此來保證無縫鋼管的焊接質量。

5 針對石油化工鉻鉬鋼管道焊接質量問題提出的應對措施

對無縫鋼管道在焊接中質量出現的一些列問題，以及產生問題的因素，可以提出以下幾點相關策略。

為了做好無縫鋼管道的焊接工作，從焊接工作的初期到最后收尾工作都要嚴格實施管理策略。對石油企業來講，要想做好無縫鋼管焊接質量相關的管理工作，首先要有專業的技術人員，相關的工作人員要掌握焊接工藝基礎技術，從而能夠做好焊接過程的整體質量控制。

需要對每一根焊接后的無縫管道進行監測與審核工作，監測出的結果再與現實中的焊接工作進行對比，如果焊接后的無縫管道符合規定的要求，堅持遵守焊接工作制定的標準。對質量進行監測時，也要注重器材的質量問題，在工作中嚴格遵守與工作相關的制度。

對無縫鋼管道焊接的整個過程實施工藝控制，特別是經常出現問題的環節，要對此處進行嚴格的管理工作，并實施相關的策略，特別是無縫鋼管道預熱的過程和最后的熱處理環節都需要進行嚴格的控制。在無縫鋼管道焊接后進行相關的監測流程，在焊接中一般都是由專業的工作人員進行的，為了保證焊接的質量，進行抽樣監測，才能確保每一根無縫管道焊接的質量。

石油化工中的無縫鋼管道焊接過程中存在著諸多問題，增加了焊接的難度，使焊接工作變得復雜。因此，要對焊接工作實施相關的對策，以此來控制焊接無縫鋼管的質量，只有這樣才能真正提高無縫鋼管焊接的質量。