天然气长输管道焊接中裂纹的控制要点

(整期优先)网络出版时间:2019-07-17
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天然气长输管道焊接中裂纹的控制要点

崔如学

中石化中原油建工程有限公司河南濮阳457001

摘要:我们国家西部天然气多,东部天然气少,所以政府就采取了西气东输的政策来帮助东部地区的人们使用上天然气,让天然气的使用不再是困难。既然要运输天然气,就一定要用管道来运输。我们都知道天然气的主要成分是甲烷,甲烷是一种易燃易爆的危险气体,所以运输天然气的管道千万不能出现裂纹,否则就会有极其危险的事情发生,会使很多地方发生爆炸。正是因为考虑这些原因,我们就这这件事情展开了探讨,如何避免运输天然气的管道不产生裂纹。

关键词:长输天然气管道;焊接裂纹;控制措施;

前言:放眼望去,我们国家的科学技术越来越成熟,我们就研究运输天然气的问题。为了改善我们的生活,国家采取西气东输的政策。但是在我们使用天然气的过程中,会对我们的生命安全和财产安全带来一些危险,例如管道发生裂纹,使天然气泄漏。所以我们在焊接管道使要保证管道质量的同时,还要避免发生裂纹的现象,我们的任务就是为管道的安全性提供保障。

1.天然气长管道焊接出现裂纹的原因

1.1焊接方法内在因素的影响

天然气被输送时,通过输送管道进行输送,所以就对管道的质量要求很高,如果管道出现裂纹,就会有大量的天然气泄漏,会对我们的安全造成威胁。就比如我们制作管道的时候,焊缝金属在凝固时,或者在温度比较高的时候,特别容易出现热裂纹。如果天然气管道在焊接时产生裂纹是十分危险的,会影响管道的质量,还会降低整个管道系统的水平,百害无一利。管道产生裂纹的本质就是,管道内部的物质断裂,宏观的呈现出管道断裂的样子。热裂纹主要出现的原因就是,制作加热时受力不均匀,或者冷却时没有处理好,使这些材料会参杂一些杂质。因为我们都知道,在不同温度下,有机物之间发生的化学反应是不一样的,产生的物质也是不一样的。这样就会使整个制作管道的材料不纯,硬度没有到要求。因为先结为固体的金属纯度高,而之后皆为固体的金属纯度低,这也就是所谓的“晶界薄膜”,这一地带都是十分脆弱的,容易被破坏,形成的就是一片薄弱地带。之后在运输天然气时,如果有外界因素的影响,这一片区域是十分危险的,极其容易产生热裂纹,使天然气泄漏,就有极大的危害性。

1.2外界因素使管道出现裂纹

我们在为西气东输做准备时,会发现大多数管道的热影响区和熔合线的地方也会出现一些裂纹,这种裂纹的名字叫做冷裂纹。那冷裂纹是如何产生的呢?管道在受到外界的高温之后,管道内部的物质会发生一些化学变化,会使管道焊接处里面含有大量的氢气分子,降低了管道的韧性,硬度变大,使管道会出现冷裂纹。而且在200°C~300°C的时候自身也会发生一些化学反应,也会出现一些冷裂纹。而且冷裂纹比热裂纹的危害大,尤其是在没有焊接之后立即出现冷裂纹,这种冷裂纹被叫做延迟裂纹,危害性十分的大。

除了冷裂纹,还有一种叫做再热裂纹的裂纹。这是因为高温的原因,一般这种裂纹会出现在热影响区融合线附近的粗晶中。再热裂纹的出现和高温应力松弛和合金碳化物所在的状态具有一定的联系。而且这种裂纹出现之后,焊接的间隙中合金元素和钢材的一起影响下,会使再热裂纹的敏感性增加,更加的脆,产生裂纹的几率也就越大。

2.控制天然气长管道裂纹的措施

2.1天然气长管道热裂纹的控制要点

我们要是想要保证一个管道不产生裂纹,首先就要将制作管道的材料质量的检查工作落实到位,要确保焊接材料的质量是没有问题的,之后我们在通过其它的方法,解决别的问题。我们要保证材料里面的硫,磷等物质的含量减少,同时还要注意含碳量,材料中含碳量如果比较高,管道的韧性会降低,使管道出现裂纹的几率大大增加。所以我们在选材时要多注意,一定要选择含碳量低的管道,这样才持久耐用。当然我们除了要关心管道的质量问题,我们还要注意焊接过程中,和合理的增加焊缝形状系数,而所谓的焊接系数就是反应了焊接材料,和缺陷,被削弱的程度,这样就可以确保天然气管道的焊接质量,控制了天然气长管道出现热裂纹的很好方法。

除了热裂纹还有一种叫再热裂纹的裂纹,也是属于热裂纹的一种。前面我们讲了热裂纹的控制方法,我们根据热裂纹的处理方法,来控制再热裂纹。还是要合理的降低管道焊接中的应力,还要在这个基础上,对初始阶段的再热裂纹的进行控制,从而对管道的质量有了很大的保障,也避免了再热裂纹的出现。

2.2天然气长管道冷裂纹的控制要点

冷裂纹一般在低温的条件下产生,在管道的热影响区和焊缝的地方都有出现,一眼看上去就是,管道的断口具有发亮的金属光泽。其实本质就是内部的晶间断裂,,或者使穿晶内断裂,再或者就是晶间和穿晶混合断裂。所以我们在焊接的时候,要有效的选用焊条,市面上大多使用的是碱性焊条,将管道寒风中的氢气分子的含量减少,使整个金属的塑性能力增强,使用标准的焊接工艺程序,将焊接的处理工作落实到位。冷裂纹的处理主要体现在以下三个方面:第一个是在焊接工作结束后,在进行热处理工作时,要最大程度上防止应力过度的集聚;第二个是在管道焊接工作结束后,要最大程度上减小冷却速度,在焊接工作的初期阶段,要将预热处理的工作落实到位,在焊接的后期阶段,要将缓冷工作落实到位;第三个是在长输天然气管道的焊接工作中,要降低氢的来处,以此最大程度控制裂纹的出现。

2.3改良焊接的方法

要想天然气长管道旱季时不再出现裂纹,除了要关心如何控制裂纹的出现,还要改进我们的焊接技术。正所谓,有一个好的焊接技术,可以在焊接时能够事半功倍。但是我们国家现在还是有些技术不够成熟,所以在改良的是时候,要着重修改。就拿这个天然气管道来说,首先需要优化的就有两个,一个是优选焊接中的工艺参数,另一个是优化焊接技术。优选焊接中的工艺参数,就是在控制长输天然气管道中的焊接裂缝时,需要使用统一的焊接工艺,因为我们是将很多材料结合到一起做成的一个管道,里面所含有的物质非常多,因此,在进行管道焊接时,我们要对焊接的等级有一个明确的划分,对于材料不满足这一等级的管道焊接,就应该借助手工下向焊管道的方法,以此来提升管道的焊接质量。绝对不能让半成品或者是残次品混进市场危害人。

优化焊接技术。由于受到湿度、风等气候环境的影响,在进行长输天然气管道焊接的过程中,会对焊接质量产生直接的影响。面对这种现象,在具有较大风力的自然环境中开展焊接工作时,应该使用药芯焊丝开展这一工作,同时还需要借助半自动下向焊接管道,这种焊接方法具备很好的抗风性能,同时,在实际中也能够被广泛应用。在开展焊接工作的过程中,应该有效的控制焊接始端以及焊接终端的质量,以免焊接裂缝存在。

结束语:总而言之,我们要确保天然气的管道是安全的,就不能让使用它的人们,每天担惊受怕,只有确保好质量,裂纹的问题也会很少的出现,也可以确保天然气输出时可以正常的工作。我们在管道焊接的是时候会经常见到裂纹,我们看到这些的时候,不要慌乱,我们要充分的了解都裂纹出现的原因,然后对其加以改正。并在这个基础上,要采取有效的措施,要防止焊接裂纹的出现,第一时间发现问题,解决问题,在各个方面都确保天然气管道的焊接质量。

参考文献

【1】谭广杰,吕春雷,窦洪铖。浅析长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].中国石油和化工标准与质量,2013(11):117。

【2】陈强,孙洪叶,杨锁军,等。长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施研究[J].工程建设与设计,2016(10):161~162。