對石油化工鉻鉬鋼管道焊接質(zhì)量控制策略的幾點探討

何元 楊立坤（中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東 青島266000）

0 引言

隨著我國的經(jīng)濟實力不斷發(fā)展，各行各業(yè)的崛起對石油化工的需求也日益增加。而在石油化工行業(yè)當(dāng)中，大多采用管道來進行原材料的運輸。因為管道在運送氣體還是液體方面都具有優(yōu)越性，通常采用具備耐熱性的鉻鉬鋼管道進行運輸，運送質(zhì)量除了與管道自身性質(zhì)有關(guān)，管道之間的焊接質(zhì)量也受到加工方式的影響。而在這其中管道的焊接工藝是最為重要，需要保證焊接的管道之間不產(chǎn)生裂縫，從而延伸使用期限。

1 石油化工鉻鉬鋼管道介紹

石油化工管道屬于壓力管道中的一種，主要用來實現(xiàn)能源的調(diào)配。在運送氣體方面，由于管道在密封情況下，因此可以有效避免運輸過程中發(fā)生泄漏的情況。綜合來看，采用管道運輸可以大大提高運輸?shù)男?，以及保證運輸途中的安全性。

2 石油化工鉻鉬鋼管道裂紋影響因素以及常見類型

2.1 石油化工鉻鉬鋼管道焊接裂紋影響因素

管道的質(zhì)量對于石油化工傳輸來說非常重要。不僅僅是因為管道質(zhì)量會對整個石油化工傳輸成本造成影響，更重要的是如果在傳輸運輸過程中發(fā)生原料泄漏，那可能會引起爆炸造成更大的人身傷亡事故。因此一定要保證管道的施工質(zhì)量，確保焊接工藝可靠過關(guān)，符合國家規(guī)定。如果在焊接過程中，焊接過程出現(xiàn)失誤，管道制作不夠精細，焊接工藝不達標，那么綜合導(dǎo)致焊接接口質(zhì)量不過關(guān)，在實際的使用過程中受到傳輸震動的影響，焊接處無法承受高溫以及震動，從而造成焊接裂紋的產(chǎn)生，無法滿足使用需求。焊接裂紋產(chǎn)生原因是多種的，下面就對裂紋的產(chǎn)生原因進行分析。

2.2 石油化工鉻鉬鋼管道裂紋常見類型

2.2.1 冷裂紋

冷裂紋是常見的管道裂紋現(xiàn)象之一，它主要是發(fā)生在管道的融合線處，或者是管道的熱影響區(qū)。主要是因為焊接的接口處，內(nèi)部的淬硬組織在高溫下性能退化，加上受到擴散氫含量的影響，會導(dǎo)致焊接的缺陷處形成大量的氫分子，對于該位置來說會形成非常大的壓力，長期下來就會產(chǎn)生冷裂紋。

2.2.2 熱裂紋

與冷裂紋相對的就是熱裂紋，熱裂紋顧名思義是在高溫下造成的。熱裂紋產(chǎn)生的位置是多樣的，和冷裂紋一樣可能會在熱影響區(qū)產(chǎn)生，也有可能是在焊縫的內(nèi)部。其表現(xiàn)的方式也是多種多樣的，可能出現(xiàn)縱向、橫向或者是根部裂紋，在高溫的作用下，焊接過程中會發(fā)生結(jié)晶的反應(yīng)，在此反應(yīng)中就會出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，當(dāng)管道的焊接應(yīng)力達到條件時，就會被產(chǎn)生的結(jié)晶拉開，從而產(chǎn)生裂紋。除此之外，如果管道材料本身質(zhì)量不過關(guān)含有雜質(zhì)，那么在拉硬的作用下也會出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生裂紋。

2.2.3 層狀撕裂裂紋

加工過程中受到力的影響會造成裂紋。如果鋼板內(nèi)部存在大量的分層雜質(zhì)，在焊接過程中，由于受到垂直于軋制方向的應(yīng)力，加上加熱過程中的受熱不均勻，就會使得鋼板內(nèi)部離熱影響區(qū)較遠的區(qū)域會出現(xiàn)一種呈現(xiàn)階梯狀式的裂紋。也別稱之為層狀撕裂裂紋。

3 石油化工鉻鉬鋼管道焊接存在的問題

3.1 焊接材料問題

焊接材料的好壞直接影響整個焊接質(zhì)量。如果焊接材料本身出現(xiàn)問題的話，那么很大程度上就會導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生裂紋。由于焊接過程中處于高溫狀態(tài)，而管道內(nèi)部是存在一定含量的氫分子，受到高溫影響就會出現(xiàn)氫分子擴散的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象嚴重的話，會導(dǎo)致出現(xiàn)焊接裂紋。

3.2 預(yù)熱問題

在進行石油化工鉻鉬鋼管道焊接之前，有關(guān)操作人員必須做好管道預(yù)熱工作，該過程可以有效避免在進行實際焊接的時候，管道出現(xiàn)溫度不適，出現(xiàn)裂紋的情況，而且可以提升焊接接頭位置的韌性，達到防止裂紋產(chǎn)生的目的。但是很多時候，施工單位為了節(jié)約成本，省略了預(yù)熱過程，或者采用了錯誤的預(yù)熱方式，綜合導(dǎo)致管道預(yù)熱工作不到位，造成管道的預(yù)熱質(zhì)量不佳，產(chǎn)生加熱裂紋。

3.3 脫氫處理問題

為了有效降低管道內(nèi)部氫分子的含量，在焊接完成后，操作人員通常會再進行熱處理，防止焊縫中的氫氣逃逸出來。在實際操作過程中，再次熱處理工序往往被忽略，因為該處理耗時過長，施工方為了趕進度因此直接省去該步驟，這一下來就會使得管道內(nèi)部的擴散氫含量增多，焊縫金屬的冷卻速度又快，加上吸收了較多的氫，綜合造成內(nèi)部的氫氣無法及時析出，最終產(chǎn)生裂紋。

4 提高石油化工鉻鉬鋼管道焊接質(zhì)量的措施

4.1 加強對管道焊接過程的管理

施工單位必須認識到管道焊接過程對整個石油化工運輸質(zhì)量的重要性，需要嚴格把控焊接管道的材質(zhì)以及規(guī)格，合理安排焊接過程，明確焊接工藝流序，安排專業(yè)人員做好焊接過程記錄，對整個焊接過程中的電壓電流以及各項指標數(shù)據(jù)進行記錄，完成焊接之后，對管道的焊縫進行對應(yīng)編號，明確相關(guān)施工作業(yè)人，一方面有利于后續(xù)的管理，另一方面也能夠加強對焊縫作業(yè)人員的工作考核。

4.2 選用合適的焊接方法

在進行石油化工管道焊接的時候，必須要采用合理的焊接方法。首先需要使用的焊接方法是氬弧焊，該方法具有焊接成功率高，能夠保持焊接接頭的韌性良好，可以保護整個焊接管道質(zhì)量，而且該方法已經(jīng)在實際使用中應(yīng)用較廣，具有良好的推廣性。除此之外還可以采用電弧焊的焊接方式，即直接使用焊條對被焊工件進行焊接，利用焊接的過程中用電弧產(chǎn)生的熱量，燃燒焊條，從而使被焊金屬之間進行融化焊接。

4.3 針對不同焊接裂紋類型選擇焊接處理方式

4.3.1 冷裂紋處理方式

比如對于冷裂紋就應(yīng)該選用堿性焊條來進行焊接，一方面可以大大減少焊縫金屬中氫的含量，氫分子含量的降低就能夠有效提高焊縫金屬塑性，所以需要盡可能采取措施來減少新分子的來源，比如烘干材料，保持焊接接頭的干凈整潔。在進行加工的過程中，也要盡可能的采用規(guī)范的加工工藝，降低加工過程中對管道的約束應(yīng)力，避免應(yīng)力集中。而且在焊接完之后，也要做好再次熱處理的工作，并且及時進行消氫處理。

4.3.2 熱裂紋處理方式

對于管道的熱裂紋，同樣也可以采用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，也能夠降低焊縫中的雜質(zhì)含量，除此之外還應(yīng)該控制好管道材料本身的元素含量，比如碳、硫、磷等。

4.3.3 層撕狀裂紋處理方式

對層撕狀裂紋這類型的裂紋進行處理，應(yīng)該盡可能的改善焊接接頭的設(shè)計形狀，制定好合理的焊接順序以及焊接的移動方向，從而減少對應(yīng)的拘束應(yīng)變力，還應(yīng)該控制加工過程中雜物的數(shù)量以及分布情況。

4.3.4 再熱焊接裂紋

進行再次加熱處理時，應(yīng)該控制好加熱的時間，明確焊接順序，但是也要把握再次加熱的溫度，選擇敏感性較低的材料進行焊接。

5 結(jié)語

總而言之，石油化工原材料是人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)的必須能源，為了保證這類型材料在運輸過程中的安全可靠，應(yīng)該選擇合適的輸送管道，保證焊接質(zhì)量，嚴格控制焊接過程，提升焊接工藝，根據(jù)焊接裂紋產(chǎn)生的原因，做好應(yīng)對措施，確保焊接工作可以順利實施。