長輸天然氣管道焊接裂紋成因及控制對策分析

李道銀

（大慶油田工程建設(shè)公司油建公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

在國民經(jīng)濟(jì)日益進(jìn)步的背景下，天然氣已經(jīng)成為日常生產(chǎn)生活中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，長輸天然氣管道的應(yīng)用，可極大程度提升天然氣的運(yùn)輸效率，滿足天然氣運(yùn)輸過程中的要求及人們對天然氣的實(shí)際需求，天然氣應(yīng)用過程中，為保障天然氣的應(yīng)用質(zhì)量，必須從長輸天然氣管道入手，提升管道焊接質(zhì)量，降低焊接裂紋發(fā)生率，以保障天然氣管道能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 天然氣管道焊接裂紋的發(fā)生原因

1.1 冷裂紋的發(fā)生原因

常數(shù)天然氣管道冷裂紋主要產(chǎn)生在融合線位置，由于管道焊接接頭部位存在淬硬卒子，所以極易對其融合線的正常功能產(chǎn)生不利影響。此外，受到熱因素的影響，導(dǎo)致焊接部位存在大量的請其分子，這些分子會在一定程度影響焊接裂縫的韌性，鋼管焊接部位缺陷位置會大量聚集氫氣分子，影響鋼管焊接部位的正常壓力水平，導(dǎo)致冷裂縫問題的發(fā)生，所以延遲裂縫發(fā)生幾率較高，其屬于由于焊接完成以后，氫元素發(fā)生擴(kuò)散，誘發(fā)裂縫問題的發(fā)生[1]。

1.2 熱裂紋發(fā)生原因

在長輸天然氣管道焊接中，焊接金屬會產(chǎn)生凝固，若是溫度數(shù)值過高，將直接導(dǎo)致熱裂紋的發(fā)生，究其根本原因，這一裂縫主要在晶間產(chǎn)生斷裂，分析這一裂縫存在的因素，大都是由于管道均勻受熱狀況下，受到冷卻作用的影響，導(dǎo)致熔池結(jié)晶受到熱應(yīng)力作用而產(chǎn)生，所以，在結(jié)晶時間不同的范圍內(nèi)，不同結(jié)晶會產(chǎn)生不同雜質(zhì)，先結(jié)晶的金屬純度較高，但是隨著時間的延長，金屬純度會隨之下降，結(jié)晶過程中會產(chǎn)生大量的金屬雜質(zhì)，而雜質(zhì)具有集聚性特征，低熔點(diǎn)的低熔點(diǎn)共晶物熔池金屬結(jié)晶會直接對熔點(diǎn)共晶物產(chǎn)生影響，發(fā)生晶界薄膜，出現(xiàn)地帶，誘發(fā)熱裂紋。

1.3 再熱裂紋發(fā)生原因

焊接完成后經(jīng)常會發(fā)生再熱裂紋情況，其主要由于高溫因素影響，導(dǎo)致融合線附近粗結(jié)晶中存在大量裂紋，這一裂紋的七點(diǎn)主要在焊接接頭表面位置，位于焊趾部位，其主要由于粗晶區(qū)向熱影響區(qū)發(fā)展過程中存在細(xì)晶區(qū)析出情況。熱裂紋主要以曲折及交叉形狀存在，一旦受到合金碳化物影響或者受到高溫作用，將直接誘發(fā)再熱裂紋的發(fā)生，且出現(xiàn)再熱裂紋之后，在焊縫中的合金元素也會對其產(chǎn)生影響，鋼材質(zhì)量也會對其產(chǎn)生作用，促進(jìn)熱裂縫敏感度的提升，導(dǎo)致再熱裂紋的嚴(yán)重[2]。

1.4 層狀撕裂裂紋

這一裂紋應(yīng)用過程中主要由于鋼板內(nèi)部存在大量的夾雜物質(zhì)于各個層次之中，所以在焊接過程中，會產(chǎn)生與軋制方向垂直的作用盈利，以此導(dǎo)致階梯狀裂紋出現(xiàn)在熱影響區(qū)，其距離熱影響區(qū)稍遠(yuǎn)的位置也會發(fā)生層狀撕裂裂紋，為更好的對裂縫進(jìn)行控制，必須嚴(yán)格控制夾雜物的分布情況，對接頭部位進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，以降低拘束應(yīng)力。

2 天然氣管道焊接裂紋的控制對策

2.1 強(qiáng)化裂紋區(qū)域的控制

第一，在應(yīng)用防御措施過程中，可依靠冷裂紋作為裂紋控制區(qū)域的依據(jù)，為促進(jìn)管道塑性的提升，可應(yīng)用堿性焊條對管道內(nèi)部氫氣分子的含量進(jìn)行干預(yù)，以縮減其中含量，在此過程中必須嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定內(nèi)容對應(yīng)力進(jìn)行分散，強(qiáng)化焊接后的熱處理工作，降低金屬的冷卻速度，在開展管道焊接工作前，必須合理應(yīng)用預(yù)熱技術(shù)，焊接工作完成以后，必須采用緩冷方式進(jìn)行干預(yù)，以確保焊接材料干燥性，焊接過程中，必須對接頭中的雜質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)清理，焊接完成后，必須從焊接情況出發(fā)，采取對應(yīng)措施消除氫分子；第二，在進(jìn)行熱裂紋的控制過程中，必須從以下幾個方面開展，必須依照焊接順序，應(yīng)用堿性焊劑進(jìn)行焊接，以此降低焊縫中的雜質(zhì)含量，為對中心線裂縫現(xiàn)象進(jìn)行改善，必須從焊縫的形成洗漱出發(fā)，控制管道內(nèi)部的化學(xué)元素含量，依靠對溫度敏感的材料，降低預(yù)熱溫度，并減少焊接應(yīng)力。

2.2 焊條工藝參數(shù)

為降低裂紋問題的發(fā)生，必須依靠多種形式開展裂紋規(guī)避，當(dāng)前，最有效的預(yù)防措施進(jìn)行優(yōu)化焊條工藝參數(shù)的選擇，在進(jìn)行工藝參數(shù)選擇過程中，必須對焊接工藝流程進(jìn)行中試，必須滿足焊接線能量的相關(guān)要求，在增加氫氣分子的情況下，必須緩解焊縫的冷卻速度，若是焊接能力不斷放大的情況下，必須對熱組織產(chǎn)生焊接的情況加強(qiáng)重視，并應(yīng)用手工下向行駛保障管道焊接質(zhì)量的合理性，以此確保長輸管道焊接的合理性[3]。

2.3 長輸天然氣焊接技術(shù)

在進(jìn)行焊接過程中，必須把控焊接的氣候條件，以優(yōu)化焊接過程中的外部條件，在外部環(huán)境不同情況下，所應(yīng)用的焊接技術(shù)也應(yīng)隨之變化，以降低由于外部環(huán)境問題而對焊接情況產(chǎn)生影響的問題發(fā)生。比如，在焊接過程中，外界環(huán)境中的風(fēng)力較大，這就需要強(qiáng)化藥芯焊絲的應(yīng)用。為促進(jìn)管道抗風(fēng)能力的增長，還可以應(yīng)用半自動下向技術(shù)開展管道焊接，焊接過程中，需要把控焊接的始末兩端情況，以依靠后退引弧技術(shù)更好的減少長輸天然氣管道焊接裂縫問題的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，為促進(jìn)長輸天然氣焊接質(zhì)量的提升，保障天然氣能夠正常傳輸，管道焊接工作開展中必須強(qiáng)化對焊接裂縫問題的關(guān)注程度，必須對焊縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并采用強(qiáng)化裂紋區(qū)域的控制、焊條工藝參數(shù)優(yōu)化及長輸天然氣軌道焊接技術(shù)的合理選擇，更好的適應(yīng)外部環(huán)境變化情況，提升長輸天然氣管道的焊接質(zhì)量，優(yōu)化天然氣長輸管道的應(yīng)用效果，滿足人們對天然氣應(yīng)用的實(shí)際需求。