长输天然气管道焊接裂纹成因及控制对策分析

李道银

（大庆油田工程建设公司油建公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

在国民经济日益进步的背景下，天然气已经成为日常生产生活中必不可少的关键环节，长输天然气管道的应用，可极大程度提升天然气的运输效率，满足天然气运输过程中的要求及人们对天然气的实际需求，天然气应用过程中，为保障天然气的应用质量，必须从长输天然气管道入手，提升管道焊接质量，降低焊接裂纹发生率，以保障天然气管道能够安全稳定运行。

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]。

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[2]。

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 天然气管道焊接裂纹的控制对策

2.1 强化裂纹区域的控制

第一，在应用防御措施过程中，可依靠冷裂纹作为裂纹控制区域的依据，为促进管道塑性的提升，可应用碱性焊条对管道内部氢气分子的含量进行干预，以缩减其中含量，在此过程中必须严格依照相关标准及规定内容对应力进行分散，强化焊接后的热处理工作，降低金属的冷却速度，在开展管道焊接工作前，必须合理应用预热技术，焊接工作完成以后，必须采用缓冷方式进行干预，以确保焊接材料干燥性，焊接过程中，必须对接头中的杂质进行仔细清理，焊接完成后，必须从焊接情况出发，采取对应措施消除氢分子；第二，在进行热裂纹的控制过程中，必须从以下几个方面开展，必须依照焊接顺序，应用碱性焊剂进行焊接，以此降低焊缝中的杂质含量，为对中心线裂缝现象进行改善，必须从焊缝的形成洗漱出发，控制管道内部的化学元素含量，依靠对温度敏感的材料，降低预热温度，并减少焊接应力。

2.2 焊条工艺参数

为降低裂纹问题的发生，必须依靠多种形式开展裂纹规避，当前，最有效的预防措施进行优化焊条工艺参数的选择，在进行工艺参数选择过程中，必须对焊接工艺流程进行中试，必须满足焊接线能量的相关要求，在增加氢气分子的情况下，必须缓解焊缝的冷却速度，若是焊接能力不断放大的情况下，必须对热组织产生焊接的情况加强重视，并应用手工下向行驶保障管道焊接质量的合理性，以此确保长输管道焊接的合理性[3]。

2.3 长输天然气焊接技术

在进行焊接过程中，必须把控焊接的气候条件，以优化焊接过程中的外部条件，在外部环境不同情况下，所应用的焊接技术也应随之变化，以降低由于外部环境问题而对焊接情况产生影响的问题发生。比如，在焊接过程中，外界环境中的风力较大，这就需要强化药芯焊丝的应用。为促进管道抗风能力的增长，还可以应用半自动下向技术开展管道焊接，焊接过程中，需要把控焊接的始末两端情况，以依靠后退引弧技术更好的减少长输天然气管道焊接裂缝问题的发生。

3 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。