長輸天然氣管道焊接裂紋成因及其控制分析

（大慶油田工程建設有限責任公司油建公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

天然氣在使用過程中，受外界因素影響，會出現一定的問題，管道作為運輸天然氣的主要介質，我們要最大程度上保障管道運行的穩定性，提高管道焊接質量。

1 長輸天然氣管道焊接裂紋成因

1.1 冷裂紋的成因

長輸天然氣管道焊接裂紋類型較為多樣化[1]，冷裂紋就是其中一種，冷裂紋主要出現在多層焊接的位置，多層焊接對管道溫度的要求比較高，如果沒有控制好管道的溫度變化，管道就會出現一定程度上的損壞。在管道焊接的時候，焊接接頭的部位容易受到影響，在淬硬組織的作用下，管道性能會發生一定的變化，管道內部的氫分子會集中到管道受損處，經過一段反應時間后，會在管道受損處形成冷裂紋。冷裂紋可以分為好幾種，有穿晶型冷裂紋、晶間型冷裂紋、混合性冷裂紋等，這些裂紋對管道運行穩定性的影響比較大。

1.2 熱裂紋的成因

天然氣管道在焊接過程中，在高溫的影響下，焊縫金屬在凝固期間，如果管道溫度過高，就容易出現熱裂紋，從本質上來說，熱裂紋屬于晶間斷裂。熱裂紋的形成原因為：管道焊接過程中，管道受熱不均勻，或者在冷卻狀態下，凝固期間的拉應力超出了標準范圍，使得結晶出現一定的雜質。這主要體現在結晶凝固的時間段，先結晶的金屬具有較高的純度，而后結晶的金屬其純度比較低，因為純度低，所以雜質含量比較多，當結晶雜質含量積累到一定程度，就會出現“晶界薄膜”，在表層形成一個薄弱地帶，然后生成熱裂紋。

1.3 再熱裂紋和層狀撕裂裂紋的成因

管道焊接完成后，受外界因素影響，比如高溫因素，管道可能會出現再熱裂紋，再熱裂紋的出現與高溫應力松弛有一定的關系，當然，與管道材質也有一定的聯系，如果管道鋼材和焊縫中的合金元素超過了一定標準，管道應力就會過大，在高溫影響下，就會形成再熱裂紋。天然氣管道在運輸天然氣的過程中，或多或少都會存在一些雜質，而管道中的雜質呈一個分層的狀態，所以在對管道焊接的時候，會產生一定的應力，這部分應力作用于管道垂直方向，逐漸形成階梯狀裂紋。

2 長輸天然氣管道焊接裂紋的控制對策

2.1 冷裂紋的控制措施

冷裂紋一般是在管道低溫狀態下才會產生[2]，一般出現在管道焊縫位置，針對于冷裂紋的形成特點，我們在對冷裂紋采取控制措施的時候，要注意每個操作環節。焊接過程中一定要選擇合適的焊條，可以利用堿性的焊條減低管道焊縫處的氫含量，氫含量的減少，可以有效提高管道結構的穩定性。還有就是要規范焊接工藝程序，落實每個焊接工作，具體應表現為：在管道焊接完成后，我們才能進行熱處理工作，有效控制管道應力的變化范圍，防止管道應力過于集中；管道焊接完成后，我們需要降低管道冷卻速度，做好管道前期預熱工作；在管道焊接過程中，有效控制氫氣含量，規避冷裂紋的出現。

2.2 熱裂紋的控制措施

針對于熱裂紋的控制，我們首先要做好焊接材料質量的檢驗工作，確保材料質量符合焊接標準，焊接材質中應避免含有硫等物質。采取合適的措施降低天然氣管道中的鋼材的含碳量，鋼材中的含碳量過高，會影響管道整體的穩定性。焊接過程中，需控制好管道焊縫數量，可以適當增加天然氣管道的焊縫形狀系數。

2.3 再熱裂紋和層狀撕裂裂紋的控制措施

再熱裂紋的出現主要是因為高溫因素影響，所以我們可以選擇合適的管道，保證管道材料具有較高的抗熱性，能夠抵御一定的高溫。合理控制管道焊接過程中的應力變化，在此基礎上，做好對管道初始階段的控制工作。針對于層狀撕裂裂紋的控制，我們要嚴格監督管道焊接的每一個環節，保證管道焊接的質量，采用合適的措施控制管道焊接中的雜物含量，避免管道因為雜物的出現而導致裂縫的產生。

3 結語

天然氣管道是運輸天然氣的主要介質，我們要采取有效的措施提高管道質量，在管道焊接過程中，針對于不同的焊接裂紋成因我們要采取合適的措施進行解決，避免管道出現裂紋，最大程度上保證管道運輸的穩定性。