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

宋建昭

大庆油田建设集团有限责任公司 黑龙江省大庆市  163000

摘要：近些年来，我国经济在不断发展，能源需求量也在逐步加大。所以我国也在不断的增加能源的开发。天然气作为重要能源在经济发展与工业生产中都有着十分重要的作用。作为天然气，其开发和利用使得天然气成了关键能源，然而天然气长距离输送却是值得重视的问题。对能源进行输送，要想保证其输送质量与效率，就需要对输送过程与管道进行优化设计。文章主要阐述长输天然气管道焊接裂缝产生的原因以及对长输管道焊接裂缝防治措施进行分析研究。

关键字：天然气；长输管线；焊缝裂纹；焊接管理

长输天然气管道出现裂纹将影响焊接件质量并将管道置于危险的使用状态。焊接裂纹通常是由于焊接时工艺上存在缺陷而产生，另外也可能是由于管道焊接后环境发生了改变而产生。例如在焊接完成之后管道在不均匀的加热之后会马上出现裂缝。焊接裂纹与管道大小，位置和机能密切相关。

一、长输天然气管道的焊接种类

长输天然气管道建设过程当中，其材质非常关键，关系到质量问题，会对其安全性产生直接影响。通常条件下，中长输天然气钢管的连接方式可分成直缝钢管，热轧无缝钢管和钉状缝钢管等三类。无缝钢管适用范围更广、更常见，另外2种无缝钢管在使用过程中都存在一定限制条件。同时由于管道运输的特殊性，输送的液体或气体往往受外界因素影响而极易腐蚀，变质等等。管道在使用过程中其选材和管道施工建设都必须要达到国家相关法规和质量标准，这样才能进一步确保管道质量，本实用新型降低了管道在运行时可能出现的隐患问题。

二、因长输天然气管线焊接裂缝所形成的问题

2.1冷裂纹的产生

长输天然气管道冷裂纹主要发生在熔合线处。管道焊接接头处有淬硬组织造成熔合线性能变脆。另外热影响区域氢气分子含量较高。这种氢气成分还能导致焊缝处韧性降低，向钢管焊缝缺口部位积聚，使缺口区产生局部的压力，继而出现冷裂缝。就冷裂缝的种类而言，最为普遍的应该是延迟裂缝。该开裂还出现于钢管焊接之后一段时期，并受氢元素扩散而诱发开裂。

2.2热裂纹

高热裂缝是指钢管长时间处在高热状态中。这类裂缝一般发生在焊接中，部分裂缝还分布在长距离输送天然气钢管受热变形部位。热断裂分为多种类型，包括纵裂缝，横裂缝和根部断裂等，每一个类型都和结晶密切相关。在焊接工艺中，一旦管道材质存在某些杂质就容易出现热断裂问题。此外，熔池结晶时出现偏析，当焊接应力较高时熔池内生成的结晶被拉断，继而开裂。

2.3又出现热裂纹

长输天然气管道再热裂纹是指焊件在温度环境不变时再给加热条件。再加热环境中管道裂纹出现。再热裂纹通常出现于焊接融合线上，并位于靠近粗晶区域。自焊址至结晶区域内管道和焊接部位在热处理过程中都受服役温度和预应力等因素影响而出现裂纹。

2.4层状撕裂裂纹

层状撕裂裂纹，通常来自于钢管结构或混入杂质。在长输天然气钢管焊缝的热轧制垂直位置上，产生了一些应力。如果这种应力发生在热变形部位，产生成阶梯形的层状撕裂裂纹。

三、长输天然气管材的裂缝原因与控制措施

3.1针对每条焊接裂纹进行单独的控制

一、问题的提出由于裂纹的类型具有多样性，因此在焊接工作还没有开始之前，我们就需要全面了解各种焊接裂纹特点及有关事项，并全面深入理解焊接注意事项及焊接方面的知识，并能灵活地解决焊接时可能遇到的困难。基于此，需要结合具体情况具体分析，这样才能更好的科学控制裂纹，尽量降低或避免焊接裂纹给长输天然气管道带来的影响。首先在焊条选用阶段一定要根据实际需要来选用最佳焊条然后才能确保实际效果。以碱性焊条为例，它能使管道内氢气分子含量降低到最低限度，从而改善管道塑性作用。二是焊接技术须进一步完善，对焊接工艺进行多层次，多角度，多侧面的优化，对热处理流程进行针对性的加强和冷却速度的降低。三是管道实施焊接时离不开预热处理，并严格按工作流程完成缓冷和干燥，将各项工作落到实处。四、一定要检查焊接接头处是否干净，有条件的地方可使用先进设备，将焊接接头处杂质清理干净，这样就能最大限度的避免杂质给焊接带来不良影响。同时，应巧妙把握与运用焊接过程与顺序，确保焊接过程科学，规范，合理与高效，以进一步提高焊缝形状系数。

3.2强化天然气管道的焊接管理

根据焊接类型的差异，更应该要求相关领域人员进一步强化天然气管道焊接管理，把管理工作准确落实在工作过程的各个方面。一是要站在领导者位置上进一步增强管理人员的责任心和提高自身管理能力水平。另外，还必须更加严格把焊接人才准入要求和培养规范，需要工作人员素质高，能力强，进一步确保各个环节都高质量性。在此基础上，我们还应与时俱进，不断增加创新，并针对具体情况不断更新和完善各项规章制度，使各项管理制度充分结合实际情况，确保制度先进。二是针对焊接工作人员来说，一定要在培训以及日常工作中开始。对培训工作一定要做到位，可通过考核等形式审查培训内容，全面掌握员工培训期间的具体情况，如有必要，可通过处罚和奖励等方式进一步确保培训实施的实效和效果。为了解决这一问题，我们一方面需要对员工的日常工作问题进行系统、科学、高效的训练，在训练过程当中既要重视理论知识的传递，还应进一步加大实践力度，采取理论联系实际的方法，不断丰富和完善培训内容，不断创新培训形式，以最大限度调动员工工作积极性，本实用新型有效提升了工作积极性，使工作人员积极参与到焊接工作中，进而降低了人为因素导致焊接质量出现问题的情况。另一方面要求员工在工作过程中要严格遵守有关规章制度，严格要求自己，并积极激励员工继续学习，不断提升自身专业性及综合素养，不断学习新知识，新理念及新技能，改进技术工艺及优化工艺参数等，才能最大限度降低裂纹发生率，确保长输管道平稳运行。焊接工作结束时，焊接处若有气泡或裂纹应重新抛光和焊接，并按照工艺标准进行严格的返修；长输气管道补焊过程中同一处位不应超过两次，若超过该标准需征得单位和工程部门同意后施以可靠技术进行补焊。

3.3建立专业知识安全人员监管

长输管道焊接作业期间应设置专门安全监督员负责监督管理作业。安全工作人员一定要清楚自己的职责，增加对于场地的勘测力度，对于作业过程当中的各个环节进行充分的考察，确保工作人员作业可以有效满足需要。当问题被检测出来后，一定要在第一时间解决掉，以免问题扩大化造成更大负面影响。同时，安全监督工作还需结合具体情况适度调整，以确保整体工作流程安全，并尽量避免夜间操作，将人性化管理模式全面融合于工作过程之中，并尽量兼顾员工实际。另外，还应该重视日常的培训与考核，确保管理人员的整体素质不断提高，从而进一步提升管理水平，为我国能源事业的发展提供充足保障。最后，还要注意加强事故防范意识。减少安全事故的发生。促进企业稳定经营。

结语：

在管道焊接中，焊接裂纹是普遍存在的。所以需要对焊接裂纹成因进行充分认识与理解，以此为基础采取有效控制措施对焊接裂纹进行有效预防，综合确保长输天然气管道质量。

参考文献：

[1]朱黎原.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].内燃机与配件，2018(1)：159-160.

[2]安萌.关于长输天然气管道焊接裂纹成因及其控制分析[J].中国化工贸易，2019，11(13)：171.

[3]刘兆营.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制对策[J].石化技术，2019，26(10)：309-309，308.