長輸管道焊接施工中裂紋的控制方法探究

張治朋

【摘要】在進行長輸管道的焊接工作中，在各個焊接區(qū)域或者焊接接頭處經常會出現(xiàn)一些裂紋，而這些裂紋的存在給安全輸送介質過程埋下了定時炸彈，因此，必須對這些裂紋的產生原因進行仔細而深入的分析，以便于提出可行的解決和控制的辦法，本文對長輸管道的焊接工藝以及運輸特點進行了分析，以期提高長輸管道的工作效率和安全性。

【關鍵詞】長輸管道；焊接裂紋；控制措施

我國是石油和天然氣的生產和消費大國，石油和天然氣資源更多的用在長輸管道運輸，同時，交通運輸業(yè)包括水上運輸、航空運輸、都將涉及管道，管道在交通運輸業(yè)重要性不容忽視。但在長輸管道容易出現(xiàn)焊接過程中的各種裂縫，這些裂縫的存在將給油氣輸送埋下安全隱患，因此，研究裂縫形成的原因及防御措施具有十分重要的意義。

一、長輸管道運輸?shù)奶卣鞣治?/p>

長距離管道具有通用性，因為它的安全和環(huán)境保護，不僅可以對油氣資源的連續(xù)輸送，由于氣候或環(huán)境的變化影響小，不產生噪音污染，在運輸過程本身所消耗的能量也小，而且，長距離管道運輸?shù)匦魏偷匦斡绊懴碌牡叵率遣幻黠@的，如果管可顯著提高使用最大的工藝，減少在運輸成本的節(jié)約資源的消耗是驚人的，但長距離管道運輸?shù)娜秉c是也有一定的，相對差R的靈活性，更適合大體積的油氣輸送，因此，也由于體積大，管理方便，可通過計算機遙控實現(xiàn)自動化，提高傳輸效率。

二、長輸管道的焊接裂紋的種類及產生原因

（一）熱裂紋

結晶裂紋是一種常見的熱裂紋，一般是通過焊接凝固裂紋的過程形成的結晶只存在于在焊縫中心縱向或電弧焊接和分布的主要原因是雙方由于時間序列和組織組成的焊接熔池凝固，晶體后結晶純度高雜質的第一部分與低熔點合金元素更導致一些液體材料分散在顆粒表面由于冷卻收縮的拉力時，最終凝固裂紋在晶界的結晶。鋼與焊縫的化學成分是造成熱裂紋傾向的主要原因，一般焊補時會產生較多的弧坑，熔敷金屬時可得到解決。

（二）冷裂紋

往往在區(qū)和熔合線的熱影響時，多層焊通常產生在焊縫焊后冷卻過程中，馬氏體相變或近200～300℃以下的溫度范圍內，主要由硬化傾向鋼焊接熱影響區(qū)的氫濃度的擴散氫含量和束縛應激的影響關節(jié)足夠高，可以熱影響歐德瑪奧氏體進一步脆化，容易在此時焊縫冷裂紋的形成，氫的濃度稍低，只有宏觀的出現(xiàn)應力集中，具有縱向和橫向的冷裂紋（相對于焊縫）和微向穿晶型晶型，如果也有穿晶裂紋之間的混合不焊后立即出現(xiàn)，也被稱為延遲裂紋，其危害性更大的焊接過程在部分熱影響區(qū)內的氫擴散在焊縫金屬中的成功，特別是在三軸拉應力，容易開裂的高濃度，引起氫脆，從而減少金屬和裂紋位置（或裂紋），臨界應力，當局部應力超過臨界應力，這里是開裂的裂紋形成具有明顯的時間延遲特性。

（三）再熱裂紋

是指在L、B、v、Mo等合金元素中經過再次焊后的熱循環(huán)，再次在焊縫熱影響區(qū)出現(xiàn)粗大晶粒區(qū)和奧氏體晶界開裂。一般來說，由于在加熱過程中，首次對硬質合金的飽和將分析的高熱量，產生晶內強化現(xiàn)象，出現(xiàn)在原奧氏體滑移應變的表面，如果在塑料彈性表面晶無法承受應變的應力松弛過程中加熱會發(fā)生裂縫。

三、長輸管道的焊接裂紋的控制

（一）冷裂紋的防控措施

冷裂紋的控制主要是氫含量的擴散和焊接組織的改善和焊接應力的降低。具體操作方法是對焊條或焊劑的選擇應著眼于性別和低堿性低氫焊條，放置時間太長或焊料將由于大量吸收空氣中的水分在電弧作用下分解出氫，氫擴散的金屬流動增加，因此，需要經過嚴格的干燥過程中干燥，盡可能減少在焊接金屬中氫的擴散量。此外，還應使焊接操作的標準化，為焊前預熱、層間溫度控制的改進，可以減少裂紋的產生，應及時消除焊后進行消氫處理。超高強度鋼材料不易等淬火冷卻后應焊接頭，材料的韌性后熱處理。關于長輸管道材料的選擇也應注意質量，減少使用含雜質的鋼，焊接結構和工藝也應盡量減少厚度方向應拉，以免產生片狀撕裂引起裂紋。

（二）熱裂紋的防控措施

從表面分析可以看出，熱裂紋的產生與金屬的存在和應力有關，因此熱裂紋的控制也需要從這兩個方面入手。

第一個材料中的雜質含量容易離析應嚴格控制，特別是硫和磷的存在增加了裂紋的可能性，實踐經驗表明，如果在0.1%下的焊接控制碳含量可顯著降低熱裂紋的概率生成；此外，它是可能的調整在焊縫的化學成分，改變焊接組織和增加電極或焊劑堿度降低焊縫中的雜質。為了控制應力，可以細化鋼中的細小顆粒，改變有害材料的分布和形狀，減少焊縫之間的連接距離。

（三）再熱裂紋的防控措施

再熱裂紋的控制，首先需要提高預熱溫度和焊接保證縫平整減少焊接過程中的應力，同時盡可能保證長輸管道的選擇性能的前提下，低于母材焊縫承受范圍的高溫強度，使應力在焊縫可以放松，熱影響區(qū)裂縫的可能性降低。最后，在保證接頭強度的條件下適當降低應力退火溫度，使析出的碳粒直徑增大，焊接過程中高溫塑性會增加很多。

四、結束語

在實際焊接施工過程中，往往會對有缺陷的焊道進行返修以致某一焊道區(qū)域要經過多次焊接，加之管道組對采用外對口器難免產生應力，會影響焊接質量，因此在焊接過程中應嚴格控制焊接質量的影響因素，提高長輸管道焊接合格率，確保安全。

參考文獻

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