對石油化工鉻鉬鋼管道焊接質量控制策略的幾點探討

何元 楊立坤（中國石油天然氣第七建設有限公司，山東 青島266000）

0 引言

隨著我國的經濟實力不斷發展，各行各業的崛起對石油化工的需求也日益增加。而在石油化工行業當中，大多采用管道來進行原材料的運輸。因為管道在運送氣體還是液體方面都具有優越性，通常采用具備耐熱性的鉻鉬鋼管道進行運輸，運送質量除了與管道自身性質有關，管道之間的焊接質量也受到加工方式的影響。而在這其中管道的焊接工藝是最為重要，需要保證焊接的管道之間不產生裂縫，從而延伸使用期限。

1 石油化工鉻鉬鋼管道介紹

石油化工管道屬于壓力管道中的一種，主要用來實現能源的調配。在運送氣體方面，由于管道在密封情況下，因此可以有效避免運輸過程中發生泄漏的情況。綜合來看，采用管道運輸可以大大提高運輸的效率，以及保證運輸途中的安全性。

2 石油化工鉻鉬鋼管道裂紋影響因素以及常見類型

2.1 石油化工鉻鉬鋼管道焊接裂紋影響因素

管道的質量對于石油化工傳輸來說非常重要。不僅僅是因為管道質量會對整個石油化工傳輸成本造成影響，更重要的是如果在傳輸運輸過程中發生原料泄漏，那可能會引起爆炸造成更大的人身傷亡事故。因此一定要保證管道的施工質量，確保焊接工藝可靠過關，符合國家規定。如果在焊接過程中，焊接過程出現失誤，管道制作不夠精細，焊接工藝不達標，那么綜合導致焊接接口質量不過關，在實際的使用過程中受到傳輸震動的影響，焊接處無法承受高溫以及震動，從而造成焊接裂紋的產生，無法滿足使用需求。焊接裂紋產生原因是多種的，下面就對裂紋的產生原因進行分析。

2.2 石油化工鉻鉬鋼管道裂紋常見類型

2.2.1 冷裂紋

冷裂紋是常見的管道裂紋現象之一，它主要是發生在管道的融合線處，或者是管道的熱影響區。主要是因為焊接的接口處，內部的淬硬組織在高溫下性能退化，加上受到擴散氫含量的影響，會導致焊接的缺陷處形成大量的氫分子，對于該位置來說會形成非常大的壓力，長期下來就會產生冷裂紋。

2.2.2 熱裂紋

與冷裂紋相對的就是熱裂紋，熱裂紋顧名思義是在高溫下造成的。熱裂紋產生的位置是多樣的，和冷裂紋一樣可能會在熱影響區產生，也有可能是在焊縫的內部。其表現的方式也是多種多樣的，可能出現縱向、橫向或者是根部裂紋，在高溫的作用下，焊接過程中會發生結晶的反應，在此反應中就會出現偏析現象，當管道的焊接應力達到條件時，就會被產生的結晶拉開，從而產生裂紋。除此之外，如果管道材料本身質量不過關含有雜質，那么在拉硬的作用下也會出現裂縫，產生裂紋。

2.2.3 層狀撕裂裂紋

加工過程中受到力的影響會造成裂紋。如果鋼板內部存在大量的分層雜質，在焊接過程中，由于受到垂直于軋制方向的應力，加上加熱過程中的受熱不均勻，就會使得鋼板內部離熱影響區較遠的區域會出現一種呈現階梯狀式的裂紋。也別稱之為層狀撕裂裂紋。

3 石油化工鉻鉬鋼管道焊接存在的問題

3.1 焊接材料問題

焊接材料的好壞直接影響整個焊接質量。如果焊接材料本身出現問題的話，那么很大程度上就會導致焊接過程中產生裂紋。由于焊接過程中處于高溫狀態，而管道內部是存在一定含量的氫分子，受到高溫影響就會出現氫分子擴散的現象。擴散現象嚴重的話，會導致出現焊接裂紋。

3.2 預熱問題

在進行石油化工鉻鉬鋼管道焊接之前，有關操作人員必須做好管道預熱工作，該過程可以有效避免在進行實際焊接的時候，管道出現溫度不適，出現裂紋的情況，而且可以提升焊接接頭位置的韌性，達到防止裂紋產生的目的。但是很多時候，施工單位為了節約成本，省略了預熱過程，或者采用了錯誤的預熱方式，綜合導致管道預熱工作不到位，造成管道的預熱質量不佳，產生加熱裂紋。

3.3 脫氫處理問題

為了有效降低管道內部氫分子的含量，在焊接完成后，操作人員通常會再進行熱處理，防止焊縫中的氫氣逃逸出來。在實際操作過程中，再次熱處理工序往往被忽略，因為該處理耗時過長，施工方為了趕進度因此直接省去該步驟，這一下來就會使得管道內部的擴散氫含量增多，焊縫金屬的冷卻速度又快，加上吸收了較多的氫，綜合造成內部的氫氣無法及時析出，最終產生裂紋。

4 提高石油化工鉻鉬鋼管道焊接質量的措施

4.1 加強對管道焊接過程的管理

施工單位必須認識到管道焊接過程對整個石油化工運輸質量的重要性，需要嚴格把控焊接管道的材質以及規格，合理安排焊接過程，明確焊接工藝流序，安排專業人員做好焊接過程記錄，對整個焊接過程中的電壓電流以及各項指標數據進行記錄，完成焊接之后，對管道的焊縫進行對應編號，明確相關施工作業人，一方面有利于后續的管理，另一方面也能夠加強對焊縫作業人員的工作考核。

4.2 選用合適的焊接方法

在進行石油化工管道焊接的時候，必須要采用合理的焊接方法。首先需要使用的焊接方法是氬弧焊，該方法具有焊接成功率高，能夠保持焊接接頭的韌性良好，可以保護整個焊接管道質量，而且該方法已經在實際使用中應用較廣，具有良好的推廣性。除此之外還可以采用電弧焊的焊接方式，即直接使用焊條對被焊工件進行焊接，利用焊接的過程中用電弧產生的熱量，燃燒焊條，從而使被焊金屬之間進行融化焊接。

4.3 針對不同焊接裂紋類型選擇焊接處理方式

4.3.1 冷裂紋處理方式

比如對于冷裂紋就應該選用堿性焊條來進行焊接，一方面可以大大減少焊縫金屬中氫的含量，氫分子含量的降低就能夠有效提高焊縫金屬塑性，所以需要盡可能采取措施來減少新分子的來源，比如烘干材料，保持焊接接頭的干凈整潔。在進行加工的過程中，也要盡可能的采用規范的加工工藝，降低加工過程中對管道的約束應力，避免應力集中。而且在焊接完之后，也要做好再次熱處理的工作，并且及時進行消氫處理。

4.3.2 熱裂紋處理方式

對于管道的熱裂紋，同樣也可以采用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，也能夠降低焊縫中的雜質含量，除此之外還應該控制好管道材料本身的元素含量，比如碳、硫、磷等。

4.3.3 層撕狀裂紋處理方式

對層撕狀裂紋這類型的裂紋進行處理，應該盡可能的改善焊接接頭的設計形狀，制定好合理的焊接順序以及焊接的移動方向，從而減少對應的拘束應變力，還應該控制加工過程中雜物的數量以及分布情況。

4.3.4 再熱焊接裂紋

進行再次加熱處理時，應該控制好加熱的時間，明確焊接順序，但是也要把握再次加熱的溫度，選擇敏感性較低的材料進行焊接。

5 結語

總而言之，石油化工原材料是人們日常生活生產的必須能源，為了保證這類型材料在運輸過程中的安全可靠，應該選擇合適的輸送管道，保證焊接質量，嚴格控制焊接過程，提升焊接工藝，根據焊接裂紋產生的原因，做好應對措施，確保焊接工作可以順利實施。