鉻鉬耐熱鋼管道焊接裂紋的控制方略談

楊立坤 何元（中國石油天然氣第七建設有限公司，山東 青島266000）

0 引言

近些年管道加工技術發展迅猛，尤其是在石油化工場所，鉻鉬鋼管道是一種較常用的工藝管材，在石化企業中的安裝生產運輸應用中十分廣泛。金屬之間的焊接可以靈活的進行組合，達到人們想要的形狀與長度，從而最大程度發揮金屬性能的優勢。但是由于合金材料本身的特點，而且還受到生產工藝的限制，綜合導致鉻鉬合金管道的焊接工藝難度較大，而且其與一般的碳鋼材料不同，對于加工有著更特別的要求。

1 鉻鉬合金管道介紹

鉻鉬鋼自身性質優良，耐熱性高，由于石油化工對管道的耐熱性有很高的要求，因此鉻鉬鋼在石油化工的管道運輸中扮演著重要的角色，雖然鉻鉬鋼自身性質優良，但是管道加工工藝不過關的話，也會導致管道質量出問題，主要是體現在出現焊接裂紋的情況，在實際的施工建設過程中，施工方沒有對焊接過程進行很好的控制與把握，為了節約時間，減少了必要的焊接過程，從而導致裂紋產生。

裂紋是焊接結構中最危險的一種情況，裂紋的產生不僅意味著管道材料本身報廢，而且還可能會造成事故。造成裂紋產生的原因是多種多樣的，接下來就對裂紋形成的原因進行分析。

2 鉻鉬鋼管道裂紋產生的原因

2.1 焊接材料問題

如果焊接材料本身不過關的話，就會導致鋼管道在焊接過程中產生裂紋。常見的一個原因就是擴散氫含量過高。由于焊接過程中處于高溫狀態，因此如果材料內部的含水量過高的話，就會導致在焊接過程中產生大量的擴散氫，情況嚴重的話，會導致出現焊接裂紋。

2.2 脫氫處理問題

通常為了避免由于焊接材料中擴散器含量過高的原因產生裂紋的話，會在焊接完成后進行熱處理，實現脫氫。進行熱處理的時間通常比較長，目的是為了保證焊接頭內部的擴散氫含量可以有效降低。然而在實際操作過程中，由于該處理耗時過長，很多時候施工方并沒有及時進行熱處理或者熱處理時間不夠，最終導致擴散氫含量增多，由于擴散氫含量的增加，會使得焊縫金屬吸收了較多的氫，加上焊縫相較于其他管道位置的冷卻速度很快，就會造成內部的氫氣無法及時析出，殘留在裂縫內，內部發生一系列反應，最終產生裂紋。

2.3 預熱問題

鉻鉬鋼管道在進行焊接的時候，施工人員必須組織做好管道預熱工作，因為日日過程可以讓管道提前適應高溫，從而在進行實際焊接的時候，可以保證管道適應溫度，提升焊接接頭位置的韌性，達到防止裂紋產生的目的。而實際生產作業的時候，許多工作人員為了節約時間，省略了預熱過程，或者是工作人員自身的技術不精，出現了錯誤的預熱方式，造成管道的預熱質量不佳，綜合導致實際加工過程中出現裂紋。

2.4 熱處理問題

而且在進行熱處理的時候也存在很多問題。由于受到工作場景的限制，還有工作技術人員的水平，很多焊接工藝的標準沒有符合國家規定，導致實際焊接時的接頭硬度不符合要求，正常而言，施工單位應該在焊接完成后進行熱處理，而且根據處理結果出示有關報告。但是在實際的焊接生產過程中，很多單位為了節約時間，獲取更多的利益，通常都是先進行檢測，檢測完成后再進行熱處理，這樣的檢測方式就會導致報告存在問題，無法檢測出接頭產生裂紋的情況。

2.5 焊接應力

焊接過程中，不可避免的會產生焊接應力，構成焊接應力的原因也是多方面的，其中焊接接頭內部存在的應力是最常見的，造成該應力產生的主要原因是管道內部的溫度分布不均，由于溫度應力的產生，會給管道內部的馬氏體轉變提供條件，另外一個原因是外部應力，外部應力的產生原因有很多種，比如外部的工作載荷過重、剛度約束條件或者是焊接件的自身重量等，這些都會對焊接情況造成一定的影響。

2.6 人員素質問題

除了焊接工藝以及原材料等問題之外，工作人員的能力素養也是一個重要的問題。管道焊接工程需要大量的人力物力，因此施工單位會雇傭很多外來務工人員，而這些人員的受教育程度并不高，能力可能不符合國家有關標準，技術水平十分有限，因此在進行焊接的時候，很有可能由于工作人員的操作不當而造成質量問題。

3 焊接工藝措施建議

3.1 有效審核焊接工藝

施工單位應該加強焊接工藝過程控制，嚴格按照國家有關規定標準進行焊接安裝，有效落實質量驗收標準，并且出具合乎工藝規定的評定報告，確保報告真實可靠有效。在進行焊接工作時，應該選擇合適的焊條，目前國際上主流的焊條主要分為兩類，一類是用于長輸管道的纖維素型焊條，另一類是堿性焊條，在進行焊接的時候應該具體選擇，進行打底焊道時，大多使用纖維素型焊條，其他情況則使用堿性焊條情況居多，這兩種選擇方式可以提高焊接的接頭質量，有效避免氫混入焊縫中。除此之外，驗收方應該嚴格按照相關規范，對焊接情況進行檢查審核，確認其是否滿足驗收標準，符合要求。而且在進行焊接工藝審核的時候，需要確保審核小組明確具體的施工要求，能夠選擇最合適的施工工藝來完成焊接工作。

3.2 嚴格把控焊接工序

在進行焊接的過程中，焊接應力是不可避免會產生的，無法消除，因此只能盡可能的對產生條件進行控制，比如可以統一焊接工藝參數，在滾定的焊接參數范圍內，選擇合適的接線能量，從而實現減慢焊縫的冷卻速度的目的。在進行焊接之前，明確好焊接的順序及流程，做好預熱工作，把控焊接始端和終端的質量，在實際焊接過程中，嚴格把控焊接工序，采用連續焊焊接每條焊縫，降低拘束應力，完成焊接之后，對焊接管道做好熱處理工作，從而降低組織應力。針對擴散氫問題，在進行焊接的過程時，應該是焊接鋼管盡可能多的處于高溫狀態，從而讓氫能夠逸出，達到降低氫產生的目的。并且鉻鉬鋼在加工完成后，應該立即進行消氫處理，還需要控制好冷卻環境，防止冷卻環境對管道自身化學性質造成影響。值得注意的是，對于焊縫的同一部位，其焊補次數最好控制在兩次以內。

3.3 加大對焊接人員的控制

焊接人員的技術水平直接影響管道的焊接質量，為了保證焊接質量。必須加大對焊接人員水平的控制。施工單位應該組織技術人員進行專業培訓，定期進行相關技術資格證考試，明確焊接過程中可能出現的問題，清楚了解有關應對措施，提升焊接工藝，為了更好的保證有關工作質量，施工單位應該對人員焊接技能進行考核，實施獎懲制度，提高工作人員的工作積極性。如果是外包單位的從業人員話，應該對其工作資質進行審查，確保其具備有關工作能力。

3.4 確定鉻鉬鋼管道安裝順序

為了確鉻鉬鋼管道焊接可靠，所以必須要確保其管道安裝工藝符合規定，首先應該根據管道具體的安裝位置，還有管道的重量以及長度來選擇安裝方式，比如可以選擇采用吊車進行吊裝或者是人工進行安裝，除此之外，在安裝管道現場也應該根據實際情況來合理選擇管道的安裝焊接方式。在進行安裝的時候，應該首先將管廊管道安裝好，其次在對設備進行配管。在安裝管道時，應該優先安裝直徑大的管道，對于公用系統管道也應該優先處理。除此之外，也應該確認管道安裝條件。在進行具體施工前，施工單位需要根據施工圖紙以及對應的施工技術方案，確認管道的安裝條件是否符合標準，設計人員與技術人員應該做好技術交底工作，確保有關的施工土建合格，能夠進行生產安裝，相關的管道設備、組成件以及支承件等必須進行仔細核對，確保規格、材質以及相關壓力等級滿足標準。

4 結語

總而言之，由于鉻鉬鋼管道在生產運輸中的使用越來越廣，施工單位應該選擇合適的加工材料，加強對焊接流程的控制，嚴格把控焊接工序，對焊接結果進行檢驗，確保焊接質量，無管道焊接裂紋產生。