長輸管道焊接施工中裂紋控制策略

鄭方園

摘 要：隨著經濟的快速發展，能源供需矛盾也變得越來越突出。長輸管道技術是一種高效經濟的長距離流（氣）體運輸方式，它基于我國鋼鐵技術和焊接技術的發展，在近些年的西氣東輸、西部管道產能建設等工程中得到了廣泛的認可和應用。長輸管道的焊接施工一般都是在惡劣、復雜的野外環境下施工，因此對長輸管道的焊接質量產生了一定的影響。因此，對長輸管道的焊接質量的研究顯得尤為重要。針對長輸管道焊縫裂紋問題進行了探討，提出相關的控制措施。

關鍵詞：長輸管道；周邊環境；焊接質量；焊縫裂紋；控制措施

根據傳輸結果的顯示，長輸管道的傳輸效果良好，滿足了經濟的發展和生活的需求。但是，由于長輸管道的焊接施工一般都是在環境不穩定、管固定的位置也不確定的野外環境下施工，因此對長輸管道的焊接質量產生了一定的影響。這對長輸管道周邊環境的安全和國家的財產安全都有可能帶來巨大的隱患。因此，對長輸管道的焊接質量的研究顯得尤為重要。這里針對長輸管道焊縫裂紋問題進行了探討，提出相關的控制措施。

1 長輸管道常見焊縫及其形成原因

焊縫裂紋是長輸管道焊接過程中危害比較大的一種情況。因為長輸管道的性質，一般情況下都存在一定的延伸性，因此，焊道的內應力會造成裂紋的進一步擴展，直到焊道被破壞為止。所以，在長輸管道施工過程中是不允許存在焊縫裂紋的，如果出現問題也不允許進行返修，而必須割口重新焊接。在長輸管道的施工過程中，焊縫裂紋基本是因為操作規程的執行不到位造成的，所以，我們這里著重討論一般由上述原因造成焊縫裂紋類型。

1.1 延遲裂紋

延遲裂紋在長輸管道施工過程中最普遍的裂紋形式。延遲裂紋屬于一種冷裂紋，一般出現在在焊接完成后的幾小時，甚至幾天以后。而且，這種裂紋會隨著時間而逐漸的增多加長，對長輸管道造成嚴重的損壞。延遲裂紋的形成原因是由于焊接接頭的承受應力大小、母材的淬硬傾向以及焊縫中氫的含量因素造成的。因此，要想防止延遲裂紋的形成，就需要減緩焊縫的冷卻速度、改善焊縫的組織等方面入手，并且要對焊接應力進行有效的減小才能避免裂縫的生成。

1.2 結晶裂紋

結晶裂紋是非常普遍的一種熱裂紋形式，形成的主要原因是焊縫在凝固過程中措施不當形成的。一般情況下，結晶裂紋只在焊縫中發生，在焊縫的中心和兩側呈現縱向或者弧形的分布形式。因此，結晶裂紋主要是因為熔池中的雜質過多、凝固過程中冷卻過快以及外界的應力過大而造成的。

1.3 液化裂紋

液化裂紋的形成原因和結晶裂紋類似，是由于液態變固態過程中冷卻收縮而在晶粒的邊界形成了裂紋。不過液化裂紋多發生在多層焊接過程中。所以，一般容易出現在母材坡口邊緣和前層焊道存在偏析的位置。在長輸管道的焊接過程中，液化裂紋的形成原因和結晶裂紋類似。

2 長輸管道焊縫裂紋的控制措施

2.1焊接設備及其檢驗儀器的控制

長輸管道焊接過程中使用的氨弧焊機、手弧焊機以及焊條烘干設備等，要求能夠保

證焊接的質量。相關指示、測量儀器、儀表等，要進行周期的檢查。

2.2焊接員工技術能力的控制

從事長輸管道焊接的員工，必須要有基本的業務知識和相關操作技能，并且考試合格才能錄用。施工企業要與焊工簽訂相關的勞動合同。焊接人員要保證焊接的質量，質檢員要嚴格把關，及時發現問題并給予糾正。

2.3長輸管道材料和焊材的控制

長輸管道構建過程中的鋼管、焊材、閥門等元件，要有相關的制造許可證，質量證明書的品種、規格等內容要與實物一致。接收過程中要進行檢驗，合格后經質控責任師驗證，并填寫準用意見，檢驗不合格的要嚴禁使用。材料的存放和保管過程中要保證材料不被損傷。

2.4焊接前及其過程中的檢驗控制

焊前焊接質檢員應檢查焊縫坡口表面狀況、鈍邊、錯邊量等數據應符合工藝文件規定。每條焊縫焊完后，焊工都要按要求將飛濺、熔渣及肉眼可見的缺陷進行清除干凈。自檢合格后，按規定進行焊口標識并做好記錄，交焊接質檢員確認和專檢。

2.5焊接環境的控制

焊接環境對焊接質量的影響非常關鍵。對于下列任何一種施工環境，如果沒有防護措施時，則必須禁止施焊。惡劣的雨雪天氣；氣體保護焊過程中，如果風速大2Zm/S，而且大氣相對濕度大于90%；低氫型焊條電弧焊過程中，如果風速大于5sm/S；酸性焊條電弧焊過程中，如果風速大于8sm/s；環境溫度如果低于焊接工藝規程規范中規定的相關最低溫度。

2.6返修的控制

焊縫同一個部位時，所允許的返修次數必須要嚴格按照相關標準的規范和設計規定。返修過程中，焊接工藝人員對仔細分析需要返修的缺陷原因，對產生原因進行編制返修工藝，返修工藝過程要經過相關責任工程師的審批。焊縫返修后應按返修工藝的要求進行焊接檢驗和無損檢測。

2.7焊接過程的控制

組對焊接時，杜絕管線產生強制扭力，采用降低焊接應力的各種工藝措施，嚴格控制焊接過程中焊口受外力影響。根焊結束后才能起吊，收弧時將弧坑填滿。局部不得反復施焊和打磨，杜絕工藝以外的打磨和焊接。盡量減小錯邊量，防止中心線裂紋。管材、焊材受潮必須烘干，減少焊縫中的擴散氫（水分）含量。低氫焊條應嚴格按規定要求進行烘干，裝入保溫筒，隨用隨取，超出規定時間不允許繼續使用。嚴格控制焊接溫度，如焊前預熱，層間溫度控制、緩冷等，避免產生冷裂紋。經常清理內對口器端部脹塊，清除焊渣塵垢，防止掉進焊縫中進入熔池而產生缺陷，（鐵水熔合不好，出現翻漿）強度降低，容易出現裂紋。

3 結 論

長輸管道現場的焊接清況非常復雜，施工的環境比較惡劣，焊縫施工的次數也相對較多，管固定的位置也不確定，這對焊接質量都有很大的影響。要有效的控制這些影響因素，確保長輸管道的焊接質量滿足要求。隨著焊接技術的快速發展，研究人員應進一步研究焊接技術的新方法，從而保證焊接質量的進一步提高。

參考文獻：

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