长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策探讨

长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策探讨

蒋施军

身份证号： 45032419860202****

摘要：天然气借由长输天然气管道被输送到千家万户，从某种程度上来说，管道的整体质量关系着天然气运输的安全性和稳定性，但受不可控因素影响，天然气管道在运行过程中容易出现各种各样的问题，这就要求我们在管道焊接过程中，要做好每个施工环节的对接工作，提高管道焊接质量，保障管道运行的稳定性。天然气作为一种新的生活燃料，如何确保燃气在传输过程中不出现泄露和其他意外情况，已经成为天然气管道的铺设工作的关键。基于此，本文详细分析了长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策。

关键词：长输天然气；管道焊接；裂纹成因；对策探讨

引言

随着我国经济水平的迅速发展，天然气已经走进了千家万户，并在人们的生活和工作中起到了重要的作用。天然气作为一种能源，对经济发展和日常生活有直接的影响，当前增强能源开采力度以满足人民对天然气能源的需求的迫切程度也在日益加重。天然气在使用过程中，受外界因素影响，会出现一定的问题，管道作为运输天然气的主要介质，我们要最大程度上保障管道运行的稳定性，提高管道焊接质量。

1长输天然气管道焊接裂纹成因

1.1冷裂纹的成因

长输天然气管道焊接裂纹类型较为多样化，冷裂纹就是其中一种，冷裂纹主要出现在多层焊接的位置，多层焊接对管道温度的要求比较高，如果没有控制好管道的温度变化，管道就会出现一定程度上的损坏。在管道焊接的时候，焊接接头的部位容易受到影响，在淬硬组织的作用下，管道性能会发生一定的变化，管道内部的氢分子会集中到管道受损处，经过一段反应时间后，会在管道受损处形成冷裂纹。冷裂纹可以分为好几种，有穿晶型冷裂纹、晶间型冷裂纹、混合性冷裂纹等，这些裂纹对管道运行稳定性的影响比较大^[1]。

1.2热裂纹的成因

天然气管道在焊接过程中，在高温的影响下，焊缝金属在凝固期间，如果管道温度过高，就容易出现热裂纹，从本质上来说，热裂纹属于晶间断裂。热裂纹的形成原因为：管道焊接过程中，管道受热不均匀，或者在冷却状态下，凝固期间的拉应力超出了标准范围，使得结晶出现一定的杂质。这主要体现在结晶凝固的时间段，先结晶的金属具有较高的纯度，而后结晶的金属其纯度比较低，因为纯度低，所以杂质含量比较多，当结晶杂质含量积累到一定程度，就会出现“晶界薄膜”，在表层形成一个薄弱地带，然后生成热裂纹。

1.3再热裂纹和层状撕裂裂纹的成因

管道焊接完成后，受外界因素影响，比如高温因素，管道可能会出现再热裂纹，再热裂纹的出现与高温应力松弛有一定的关系，当然，与管道材质也有一定的联系，如果管道钢材和焊缝中的合金元素超过了一定标准，管道应力就会过大，在高温影响下，就会形成再热裂纹。天然气管道在运输天然气的过程中，或多或少都会存在一些杂质，而管道中的杂质呈一个分层的状态，所以在对管道焊接的时候，会产生一定的应力，这部分应力作用于管道垂直方向，逐渐形成阶梯状裂纹^[2]。

2长输天然气管道焊接裂纹的控制对策

2.1长输天然气管道焊接工艺流程的控制

这对长输天然气管道焊接工艺流程中，要根据实际情况控制热裂纹的出现。因此，要对需要进行焊接的管道材料质量进行严格把关，筛选出其中含过多硫、磷等物质的材质，另外，还要严格把控天然气管道中材质的碳含量。在进行管道焊接过程中，要严格根据焊接需要的系数进行焊接，从而能够有效规避管道焊接中产生的裂缝。

2.2冷裂纹的控制措施

冷裂纹一般是在管道低温状态下才会产生，一般出现在管道焊缝位置，针对于冷裂纹的形成特点，我们在对冷裂纹采取控制措施的时候，要注意每个操作环节。焊接过程中一定要选择合适的焊条，可以利用碱性的焊条减低管道焊缝处的氢含量，氢含量的减少，可以有效提高管道结构的稳定性。还有就是要规范焊接工艺程序，落实每个焊接工作，具体应表现为：在管道焊接完成后，我们才能进行热处理工作，有效控制管道应力的变化范围，防止管道应力过于集中；管道焊接完成后，我们需要降低管道冷却速度，做好管道前期预热工作；在管道焊接过程中，有效控制氢气含量，规避冷裂纹的出现^[3]。

2.3热裂纹的控制措施

针对于热裂纹的控制，我们首先要做好焊接材料质量的检验工作，确保材料质量符合焊接标准，焊接材质中应避免含有硫等物质。采取合适的措施降低天然气管道中的钢材的含碳量，钢材中的含碳量过高，会影响管道整体的稳定性。焊接过程中，需控制好管道焊缝数量，可以适当增加天然气管道的焊缝形状系数。

2.4再热裂纹和层状撕裂裂纹的控制措施

再热裂纹的出现主要是因为高温因素影响，所以我们可以选择合适的管道，保证管道材料具有较高的抗热性，能够抵御一定的高温。合理控制管道焊接过程中的应力变化，在此基础上，做好对管道初始阶段的控制工作。针对于层状撕裂裂纹的控制，我们要严格监督管道焊接的每一个环节，保证管道焊接的质量，采用合适的措施控制管道焊接中的杂物含量，避免管道因为杂物的出现而导致裂缝的产生

^[4]。

3对于长输天然气管道焊接的优化方法

在管道焊接过程中，要不断完善和优化焊接技术工艺流程，天气管道材质拥有不同的材质性能，所以会受到外界因素的制约，其中温度和湿度的变化都会使焊接质量发生变化，从而导致焊接后期出现裂缝现象。所以在安装环境较为恶劣的情况下，如果在焊接时，由于风力变换以及温差作用影响焊接效果，就必须在焊接时通过运用特殊的焊接材料来提高在焊接过程中管道材质的抗风险能力，同时，在应用过程中，要保证两端的焊接效果保持一致，从而能够有效避免裂缝现象发生。在实际操作中，要加强和提高施工人员的综合素质和自身能力，提高管道专业焊接水平。这也对焊接施工人员的专业技术有严格的要求。首先，对于能够上岗的工作人员，要持证上岗才能够满足岗位需求标准，另外，施工操作人员需要能够熟练进行焊机操作，掌握焊接要点，同时具备极强的责任心和专业技能，能够根据施工环境了解整个流程的操作，进行规范化施工管理，同时要对施工操作人员进行定向的培训，从而能够不断更新和提高工作人员的焊接水平。规范施工操作流程，指派专业的工程技术人员进行现场管理，保证施工周期以及确保施工效率，使天然气管道焊接工艺达到质量施工标准。在进行管道焊接过程中，要严格把控焊接工艺流程的详细参数，因为管道的材质有所不同，其焊接工艺参数也存在差异，因此要求事故人员能够详细了解焊接材质及工艺流程，能够根据管道的性能合理调整电流以及焊接速度，使管道内的氢有效分离扩展。在此期间要同时将焊接能量线延长，如果气温度超出一定范围，就会使其出现裂变现象，所以要根据操作具体情况对焊接区域进行有效的管控，确保焊接质量达到施工标准^[5]。

结语

综上所述，天然气管道是运输天然气的主要介质，我们要采取有效的措施提高管道质量，在管道焊接过程中，针对于不同的焊接裂纹成因我们要采取合适的措施进行解决，避免管道出现裂纹，最大程度上保证管道运输的稳定性。

参考文献

[1]曹杰.强化长输天然气管道施工项目管理的内部控制[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):101-102.

[2]刘兆营.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制对策[J].石化技术,2019,26(10):309+308.

[3]乔桂利.长输天然气管道安装过程中的焊接质量管理探讨[J].化工管理,2019(20):166-167.

[4]郑何程.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制对策[J].石化技术,2019,26(02):248.

[5]田立成.长输天然气管道焊接裂纹分析及控制探讨[J].全面腐蚀控制,2019,33(01):63-64+67.