长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策探讨

长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策探讨

林月飞，陈锦芳，任庆战

国家管网集团江苏天然气管道有限责任公司，江苏淮安 223200

摘要：天然气作为一种新型清洁能源，对经济发展和日常生活有直接的影响，当前增强能源开采力度以满足人民对天然气能源的需求的迫切程度也在日益加重。如何确保燃气在传输过程中不出现泄露和其他意外情况，已经成为天然气管道的铺设工作的关键。基于此，文章首先分析了长输天然气管道焊接裂纹的主要成因，然后提出了具体的优化措施，以供参考。

关键词：长输管道；焊接裂纹；处理措施

1天然气管道焊接裂纹的发生原因

1.1冷裂纹的发生原因

常数天然气管道冷裂纹主要产生在融合线位置，由于管道焊接接头部位存在淬硬卒子，所以极易对其融合线的正常功能产生不利影响。此外，受到热因素的影响，导致焊接部位存在大量的请其分子，这些分子会在一定程度影响焊接裂缝的韧性，钢管焊接部位缺陷位置会大量聚集氢气分子，影响钢管焊接部位的正常压力水平，导致冷裂缝问题的发生，所以延迟裂缝发生几率较高，其属于由于焊接完成以后，氢元素发生扩散，诱发裂缝问题的发生。

1.2热裂纹发生原因

在长输天然气管道焊接中，焊接金属会产生凝固，若是温度数值过高，将直接导致热裂纹的发生，究其根本原因，这一裂缝主要在晶间产生断裂，分析这一裂缝存在的因素，大都是由于管道均匀受热状况下，受到冷却作用的影响，导致熔池结晶受到热应力作用而产生，所以，在结晶时间不同的范围内，不同结晶会产生不同杂质，先结晶的金属纯度较高，但是随着时间的延长，金属纯度会随之下降，结晶过程中会产生大量的金属杂质，而杂质具有集聚性特征，低熔点的低熔点共晶物熔池金属结晶会直接对熔点共晶物产生影响，发生晶界薄膜，出现地带，诱发热裂纹。

1.3再热裂纹发生原因

焊接完成后经常会发生再热裂纹情况，其主要由于高温因素影响，导致融合线附近粗结晶中存在大量裂纹，这一裂纹的七点主要在焊接接头表面位置，位于焊趾部位，其主要由于粗晶区向热影响区发展过程中存在细晶区析出情况。热裂纹主要以曲折及交叉形状存在，一旦受到合金碳化物影响或者受到高温作用，将直接诱发再热裂纹的发生，且出现再热裂纹之后，在焊缝中的合金元素也会对其产生影响，钢材质量也会对其产生作用，促进热裂缝敏感度的提升，导致再热裂纹的严重。

1.4层状撕裂裂纹

这一裂纹应用过程中主要由于钢板内部存在大量的夹杂物质于各个层次之中，所以在焊接过程中，会产生与轧制方向垂直的作用盈利，以此导致阶梯状裂纹出现在热影响区，其距离热影响区稍远的位置也会发生层状撕裂裂纹，为更好的对裂缝进行控制，必须严格控制夹杂物的分布情况，对接头部位进行改造设计，以降低拘束应力。

2长输天然气管道焊接裂纹形成控制措施

2.1对各焊接裂纹区分控制

为了对焊接裂纹进行有效的区分以及控制，首先，就需要根据产生裂纹的条件，采取如下的措施：①通过使用碱性的焊条，来使得管内氢分子的含量降低，从而有效提升管道的塑性。②使用规范的工艺方法，加强对焊接之后的热处理以及分散焊接的应力程度。③在进行管道焊接之前，需要进行预热处理，焊接完成之后，需要进行缓冷操作，与此同时，还应该保障焊接材料的干燥性。④确保焊接接头处没有杂质存在，在完成焊接之后，需要将氢分子消除。其次，对于形成焊接裂缝的原因，可以进行以下操作：①合理使用焊接顺序，使用碱性的焊剂，来有效控制焊缝中存在的杂质的含量。②增强焊缝形状的系数，以免裂缝在中心线处存在，对管道中存在的碳、磷以及硫的含量进行有效的控制。除此之外，为了有效的控制再热裂纹，就需要使用具有较低温度敏感性的材料，通过科学合理的使用焊接顺序，来有效控制焊接应力以及焊接预热温度。最后，要对层状的撕裂裂纹进行有效的控制，同时还需要注意在对金属进行冶炼的过程中，要控制好金属中杂质的含量，并且改进管道接头处的设计。

2.2优化焊接技术

在对长输天然气管道进行焊接的过程中，需要对气候环境因素进行综合考虑，并且要考虑到焊接因素对工作质量的影响。比如，要考虑到湿地因素以及风因素带来的干扰，从而对管道焊接处的裂纹进行有效的控制，因此，如果管道焊接处的自然环境区域不太理想，比如，存在明显的风力，这时候就需要使用绝壁药芯的焊丝来完成对管道的焊接，与此同时，还需要使用半自动方法的帮助，完成管道的施工作业。由于该焊接方法具有很好的抵抗风力的功能，因此，在实际开展施工作业的过程中，经常被用到。在实际进行管道焊接的过程中，应该对焊接终端以及焊接开始部位的质量进行严格的把控，如果使用后退引弧的方法进行焊接始端的焊接，就需要在终端位置处将弧坑填充好，以此来有效避免焊接裂纹的产生。

2.3焊接材料管理

天然气管道材料的管理是保证管道工程建设质量的关键，在实际施工作业过程中，施工人员必须综合考量材料的型号、规格及材质等因素，确保其被控制在合理范畴内，降低材料错误选择概率。此外，在最终明确天然气管道建设材料前，必须对材料进行严格的检查，确保材料表面质量合理，保障无油污和修锈蚀问题，减少表面杂质影响材料质量问题的出现。若是材料质量与建设不相符合，必须对其进行处理或者替换。天然气管道焊接过程中，相关配件、天然气管道及焊接材料的质量均会对其最终应用产生影响，在一般状况下，需要线性铺设配件和天然气管道，焊接为其后程序，所以材料选择中，必须从天然气管道承载体成分及其材料出发，结合其化学性质，进行选择，且在焊接中，必须保持管道内载体清洁度的提升，选择与载体之间无反应的材料进行焊接。

2.4焊接设备管理

依靠较高性能的焊接设备，可有效促进焊接效率及质量的增长，所以设备选择中，应与管道施工要求相符合，确保质量有认证保障。定时检修焊接及其设备，进行保养，确保焊接设备应用的正常性，必须由专业人员定时管理焊接设备，进行台账的制定，对焊接设备应用状况进行把控，施工人员必须及时校准焊接仪器仪表，确保精度保障，以减少焊缝形成。在应用焊接仪器时，加强保护，降低损伤，延长焊接设备应用寿命。

2.5焊接环境的质量控制

外界环境会极大程度影响着焊接质量，为保障焊接质量的提升，首先，在雨雪天气情况下，必须进行防雨棚的搭设；其次，电弧焊开展时，必须保障风速在每秒8米或者以上，应用气体保护焊时，确保风速超过每秒2米以上，低氢型焊条应用过程中，必须确保风速在每秒5米以上，针对上述状况，必须合理采取侧面遮挡防风措施干预；再次，向团队湿度超过90%的情况下，必须进行排湿装置的安装，在保障施焊条件满足以后再开展焊接；最后，若是环境温度较低的情况下，必须开展预热干预，应用电暖等方式，保障焊材施焊温度。若是无法有效进行焊接环境的控制，必须停止施焊工作。

结语

综上所述，为促进长输天然气焊接质量的提升，保障天然气能够正常传输，管道焊接工作开展中必须强化对焊接裂缝问题的关注程度，必须对焊缝出现的原因进行分析，并采用强化裂纹区域的控制、焊条工艺参数优化及长输天然气轨道焊接技术的合理选择，更好的适应外部环境变化情况，提升长输天然气管道的焊接质量，优化天然气长输管道的应用效果，满足人们对天然气应用的实际需求，进而促进行业的健康稳定发展。

参考文献

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