長輸油氣管道焊接裂紋成因分析與對策探討

張坤

摘? 要： 油氣被長輸油氣管道輸送到千家萬戶，從某種程度上來說，管道的整體質量關系著油氣運輸的安全性和穩定性，但受不可控因素影響，油 氣管道在運行過程中容易出現各種各樣的問題，這就要求我們在管道焊接過程中，要做好每個施工環節的對接工作，提高管道焊接質量，保障管道運行 的穩定性。本文主要說明了長輸油氣管道焊接裂紋的成因，同時也分析了長輸油氣管道焊接裂紋的控制措施。

關鍵詞： 長輸油氣;管道焊接裂紋;成因;控制措施

引言

在國民經濟日益進步的背景下，油氣已經成為日常生產生活中必不可 少的關鍵環節，長輸油氣管道的應用，可極大程度提升油氣的運輸效率， 滿足油氣運輸過程中的要求及人們對油氣的實際需求，油氣應用過程中， 為保障油氣的應用質量，必須從長輸油氣管道入手，提升管道焊接質量， 降低焊接裂紋發生率，以保障油氣管道能夠安全穩定運行。

1 長輸油氣管道焊接裂紋的發生原因

1.1? 冷裂紋的成因

在長輸油氣管道中，通常管道熱影響區和融合線位置，經常會出現 冷裂紋在多層焊接中，焊縫位置經常會出現冷裂紋當使用多層焊接的方式 時，在焊縫中容易出現冷裂紋。在焊接接頭淬硬組織的作用下，使其性能 發生脆化，氫分子會集中聚在焊接缺陷處，導致出現冷裂紋。從整體的角 度出發，冷裂紋可以分為縱向冷裂紋和橫向冷裂紋。從細觀的角度出發， 分別有穿晶型冷裂紋、晶間型冷裂紋和兩者混合型冷裂紋。如果在管道的 焊接工作結束之后，沒有馬上出現冷裂紋，人們一般將這樣的裂紋歸納為 延遲裂紋，延遲裂紋具有較大的危害性[1]。

1.2? 熱裂紋的成因

由于焊接金屬在長輸油氣管道中凝固的過程中，當溫度偏高時會存 在熱裂紋，從本質上而言，這種裂紋的存在屬于晶間斷裂。導致這種裂縫 存在的主要原因是，在均勻加熱的情況下，或者受到冷卻方法的影響，將 會使得熱應力在熔池結晶中發生作用，因此，在不一樣的結晶時間之內， 會有不同的結晶雜質的存在。這種現象主要表現在，先結晶的金屬純度較 高，但是后結晶的金屬純度較低，同時后結晶的金屬伴隨有大量雜質的產 生。由于雜質具有集聚的特點，因此會存在很多的低熔點共晶物熔池金屬 結晶會作用于低熔點共晶物，因此會產生“晶界薄膜”，導致薄弱地帶出 現，從而引發熱裂紋。

1.3? 再熱裂紋和層狀撕裂裂紋的成因

管道焊接完成后，受外界因素影響，比如高溫因素，管道可能會出 現再熱裂紋，再熱裂紋的出現與高溫應力松弛有一定的關系，當然，與管 道材質也有一定的聯系，如果管道鋼材和焊縫中的合金元素超過了一定標 準，管道應力就會過大，在高溫影響下，就會形成再熱裂紋。油氣管道在 運輸油氣的過程中，或多或少都會存在一些雜質，而管道中的雜質呈一個 分層的狀態，所以在對管道焊接的時候，會產生一定的應力，這部分應力 作用于管道垂直方向，逐漸形成階梯狀裂紋[2]。

1.4? 層狀撕裂裂紋

這一裂紋應用過程中主要由于鋼板內部存在大量的夾雜物置于各個層 次之中，所以在焊接過程中，會產生與軋制方向垂直的作用盈利，以此導 致階梯狀裂紋出現在熱影響區，其距離熱影響區稍遠的位置也會發生層狀 撕裂裂紋，更好地對裂縫進行控制，必須嚴格控制夾雜物的分布情況，對 接頭部位進行改造設計，以降低拘束應力。

2 長輸油氣管道焊接工藝的優化措施

2.1? 優化焊接技術

在長輸油氣管道的具體焊接工作中，要綜合考慮氣候環境因素對焊接 工作質量的干擾，例如：風因素的干擾、濕地因素的干擾等等，從而實現 控制管道焊接中裂紋的目的，所以如果在自然環境不理想的區域進行天然 管道的焊接工作，例如：風力比較明顯等等，此時要使用具備藥芯的焊絲 完成管道的焊接工作，同時要在半自動下向方法的幫助下，進行管道焊接 施工，因為該焊接方式具有較好的抗風功能，因而在具體施工的過程中使 用的頻率也比較高。在具體的管道焊接工作中，要嚴格地控制焊接始端和 焊接終端的焊接質量，如果在焊接始端使用的是后退引弧的方法，則要在終端將填充弧坑，從而有效地控制焊接裂紋的出現[3]。

2.2? 對各焊接裂紋區分控制

為了對焊接裂紋進行有效的區分以及控制，首先，就需要根據產生裂 紋的條件，采取如下的措施：①通過使用堿性的焊條，來使得管內氫分子 的含量降低，從而有效提升管道的塑性。②使用規范的工藝方法，加強對 焊接之后的熱處理以及分散焊接的應力程度。③在進行管道焊接之前，需 要進行預熱處理，焊接完成之后，需要進行緩冷操作，與此同時，還應該 保障焊接材料的干燥性。④確保焊接接頭處沒有雜質存在，在完成焊接之 后，需要將氫分子消除。其次，對于形成焊接裂縫的原因，可以進行以下 操作：①合理使用焊接順序，使用堿性的焊劑，來有效控制焊縫中存在的 雜質的含量。②增強焊縫形狀的系數，以免裂縫在中心線處存在，對管道 中存在的碳、磷以及硫的含量進行有效地控制。除此之外，為了有效地控 制再熱裂紋，就需要使用具有較低溫度敏感性的材料，通過科學合理的使 用焊接順序，來有效控制焊接應力以及焊接預熱溫度。最后，要對層狀的 撕裂裂紋進行有效地控制，同時還需要注意在對金屬進行冶煉的過程中， 要控制好金屬中雜質的含量，并且改進管道接頭處的設計[4]。

2.3? 加強焊接管理

在長輸油氣管道的具體焊接過程中，要嚴格地控制會引發焊接裂紋出 現的因素，將焊工人員的管理工作落實到位，要保證每一位焊工都是持證 上崗，確保每一位焊工充分的認識和掌握焊機的操作方法，確保每一位焊 工要熟練地理解焊接中的關鍵技術，從而在整體上為管道焊接的質量提供 保障。此外，要保證焊工人員具有較強的責任意識，保證每一位焊工要按 照有關的施工規范和標準，完成每一件管材和管件的焊接工作，從而實現 嚴格的控制長輸油氣管道焊接裂紋的目的。

2.4? 其他保障措施

為了實現對長輸管道質量的保障，就需要做好如下方面的工作： （ 1 ）應該使用焊條進行焊接打底施工作業，對于其他覆蓋面處的焊條應 用情況，可以通過使用堿性焊條進行焊接。如此一來，便能夠有效地控制 焊接過程中氫分子的存在。（ 2 ）在同一焊縫位置處，焊接次數不能超過 兩次。除此之外，在對焊縫進行焊接時，需要使用連續焊接的方法。

結束語： 管道運輸是目前油氣運輸的最佳方式。通過長距離的管道 輸送，能夠節約輸送成本，同時能夠使輸氣效率有效提升。因此，在油氣 管道組建流程中，要高度重視管道裂紋現象的發生，如果出現上述現象， 要及時尋找問題產生的原因，及時采取有效的方式，進一步提升管道焊接 水平和質量，以確保油氣管道的正常使用，并有效降低油氣輸送風險，通 過長距離油氣管道將油氣保質保量地傳送到人們生產生活的各個領域，確 保滿足人們生活和工作的需求。因此要充分地認識和了解焊接裂紋出現的 原因，在此基礎上，采取有效的控制措施，從而有效地防止焊接裂紋的出現，全方位地保障長輸油氣管道的焊接質量。

參考文獻：

[1] 劉兆營 . 長輸油氣管道焊接裂紋成因及控制對策 [J]. 石化技 術，2019，26（10）：309+308.

[2]王幫華.長輸油氣管道焊接裂紋分析及控制探討[J].中國石油和化工標準 與質量，2019，39（17）：39-40.

[ 3 ] 郜鑫 . 淺析長輸油氣管道焊接裂紋成因及控制措施 [ J] .商品與質 量，2018，000（001）：25，37.

[4]陳星宇.長輸油氣管道焊接裂紋成因及其控制概述[J].百科論壇電子雜 志，2019，000（003）：276.

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