高明斌
中石化石油工程设计有限公司，山东 东营 257000
摘要：天然气长输管道的裂纹会直接影响和损坏焊接件的质量，最终会在管道中产生隐患。焊接过程中的工艺缺陷是产生焊接裂纹的主要原因。此外，焊接后的环境变化也会导致裂纹。
关键词：长输天然气管道；焊接裂纹；成因分析；对策探讨
1天然气长输管道焊接裂纹原因分析
1.1冷裂纹产生原因
天然气长输管道焊接裂纹的类型很多，冷裂纹就是其中之一。冷裂纹主要出现在多层焊接部位，多层焊接对管道温度要求较高。如果不能很好地控制管道的温度变化，将对管道造成一定程度的破坏。管道焊接时，容易影响焊接接头的位置。在硬化组织的作用下，管道的性能会发生一定的变化。管道中的氢分子将集中在管道受损部分。经过一段时间的反应后，管道受损部位会形成冷裂纹。冷裂纹可分为穿晶冷裂纹、晶间冷裂纹、混合冷裂纹等几种类型。这些裂缝对管道运行的稳定性有很大的影响。
1.2热裂原因
在天然气管道焊接过程中，受高温影响，焊缝金属在凝固过程中，如果管道温度过高，容易出现热裂纹。热裂纹本质上属于沿晶断裂。产生热裂纹的原因是：在焊接过程中，管子受热不均，或处于冷却状态，凝固时的拉应力超过标准范围，使结晶中出现一些杂质。这主要体现在结晶期和凝固期。先结晶的金属纯度高，后结晶的金属纯度低。由于纯度较低，杂质较多。当结晶杂质含量积累到一定程度时，就会出现“晶界膜”，在表层形成薄弱区，进而形成热裂纹。
1.3再热裂纹和层状撕裂裂纹的原因
管道焊接完成后，由于高温等外部因素，管道可能出现再热裂纹。再热裂纹的出现与高温应力松弛有一定关系。当然，它与管道材料也有一定的关系。如果管线钢和焊缝中的合金元素超过一定标准，管线应力过大，就会形成再热裂纹。在输送天然气的过程中，天然气管道中或多或少存在一些杂质，且管道中的杂质呈层状状态，因此在焊接管道时会产生一定的应力，作用在管道的垂直方向上，逐渐形成阶梯状裂纹。
2长输天然气管道焊接裂纹形成控制措施
2.1焊接裂纹应单独控制
为了有效识别和控制焊接裂纹，首先，根据裂纹的情况，我们需要采取以下措施：通过使用碱性焊条，降低管道中氢分子的含量，为了有效提高管道的塑性；采用标准工艺方法加强焊后热处理，分散焊接应力；管道焊接前需进行预热处理。焊接后需缓慢冷却。同时，应保证焊接材料的干燥性；确保焊接接头中没有杂质，焊接后需要消除氢分子。其次，针对焊接裂纹产生的原因，可进行以下操作：合理使用焊接顺序，使用碱性焊剂，有效控制焊缝中杂质的含量；提高焊缝形状系数，避免中心线裂纹，有效控制碳含量，管道中的磷和硫。另外，为了有效控制再热裂纹，必须采用温度敏感性较低的材料，通过科学合理的使用焊接顺序，有效地控制焊接应力和焊接预热温度。最后，应有效控制层状撕裂裂纹。同时，要注意冶炼过程中金属中杂质的含量，改进管接头的设计。
2.2优化焊接工艺
在天然气长输管道的焊接过程中，需要综合考虑气候和环境因素，考虑焊接因素对工程质量的影响。
例如，要考虑湿地和风的干扰因素，从而有效地控制管道焊接中的裂纹。因此，如果管道焊接的自然环境区域不理想，如有明显的风力，则有必要采用壁面药芯焊丝来完成管道的焊接。同时，还需要借助半自动化的方法，完成管道施工。由于焊接方法具有良好的抗风性能，在实际施工过程中经常采用。在实际管道焊接过程中，应严格控制焊接终端和焊接起始位置的质量。如果采用反弧引弧法焊接焊接起始位置，需要在末端位置填充焊口，从而有效避免焊接裂纹的产生。
2.3其他控制措施
对于焊接裂纹的控制，除上述方法外，还应总结这一工作过程，以便提出其他控制措施，主要体现在以下几个方面：确保天然气长输管道始端质量良好，同时，开始时采用反弧引弧法，结束时需填满弧坑，应保证多层焊接接头错开，以保证良好的焊接效果；焊接作业完成后，为避免影响焊管质量，需拆除工装夹具。拆除完成后，还需采用施工打磨法，保证焊接位置平整。同时，在焊接过程中还可以通过渗透检测和磁粉检测；来检查焊接部位的质量，保证焊接方法具有一定的连续性，焊接后应按有关规范和标准进行相应的预热处理，应立即进行后热脱氢，以保证温度保持一定时间，或为保证焊接工作完成后温度升高，如焊接部位有裂纹或气泡，应重新焊接或打磨焊接部位，并严格按照工艺标准的要求进行补焊施工，在焊接天然气长输管道的过程中，同一位置的焊接不得超过两次。如果焊接次数超标，需经工程部和单位批准后，再选择相应的工艺来弥补这一缺陷在管道焊接过程中，要保证焊接工人具备基本的焊接技能。通过采用合适的焊接方法，可以将焊接裂纹的概率降到最低。同时，焊接工作者应具有较高的专业技能和综合素质，对于焊接工作中出现的裂纹，他们能在第一时间做出反应和解决，并将裂纹的存在有效控制在萌芽阶段。
3 对于长输天然气管道焊接的优化方法
天然气长输管道安装过程中的控制方法很多，可以有效地避免裂缝的发生。结合天气条件下长输管道安装过程中最长的裂缝和不合格缺陷，提前做好焊前准备，合理选择和应用工艺参数，可以有效地改变焊接工艺。同时，天然气管道的材质直接影响着管道的焊接质量，因此要获得高质量的焊接效果，必须严格控制天然气管道的材质，通过选择合格的管道材料来达到最佳的焊接效果。在管道焊接过程中，应不断改进和优化焊接工艺流程。在天气条件下，管材具有不同的材料性能，因此会受到外界因素的制约，温度和湿度的变化会改变焊接质量，从而导致焊后开裂。因此，在安装环境恶劣的情况下，如果焊接效果受到风的变换和温差的影响，必须采用特殊的焊接材料，以提高管道材料在焊接过程中的抗风险能力。同时，在使用过程中，两端的焊接效果应一致，可有效避免裂纹的产生。在实践中，应加强和提高施工人员的综合素质和能力，提高管道专业的焊接水平。这对焊接施工人员的专业技术也有着严格的要求。首先，对于能够工作的员工，必须具备持证上岗的资格，才能满足岗位的要求。另外，施工操作人员要能熟练操作焊机，掌握焊接点，有较强的责任心和专业技能，能根据施工环境了解全过程操作，进行规范化施工管理，同时，对施工操作人员进行定向培训，以更新和提高职工的焊接水平。规范施工作业流程，配备专业工程技术人员进行现场管理，确保施工周期和施工效率，使天然气管道焊接工艺达到质量施工标准。在管道焊接过程中，应严格控制焊接工艺的详细参数。由于管道材料不同，焊接工艺参数也不同。因此，事故人员应能详细了解焊接材料和焊接工艺，并根据管道性质合理调整电流和焊接速度，以有效分离和膨胀管道中的氢气。在此期间，应同时延长焊接能量线。如果气体温度超过一定范围，就会引起裂变。因此，应根据具体操作条件对焊接区域进行有效控制，确保焊接质量符合施工标准。
结语
天然气管道是天然气输送的主要介质。我们应该采取有效措施提高管道的质量。在管道焊接过程中，应采取相应措施，解决不同焊接裂纹产生的原因，避免管道产生裂纹，最大限度地保证管道运输的稳定性。
参考文献
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