張治朋

【摘要】在進(jìn)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(jīng)常會出現(xiàn)一些裂紋，而這些裂紋的存在給安全輸送介質(zhì)過程埋下了定時炸彈，因此，必須對這些裂紋的產(chǎn)生原因進(jìn)行仔細(xì)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(yùn)輸特點進(jìn)行了分析，以期提高長輸管道的工作效率和安全性。

【關(guān)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(chǎn)和消費(fèi)大國，石油和天然氣資源更多的用在長輸管道運(yùn)輸，同時，交通運(yùn)輸業(yè)包括水上運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、都將涉及管道，管道在交通運(yùn)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(yùn)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(hù)，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(chǎn)生噪音污染，在運(yùn)輸過程本身所消耗的能量也小，而且，長距離管道運(yùn)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(yùn)輸成本的節(jié)約資源的消耗是驚人的，但長距離管道運(yùn)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(jī)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(chǎn)生原因

（一）熱裂紋

結(jié)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(jié)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(jié)晶純度高雜質(zhì)的第一部分與低熔點合金元素更導(dǎo)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(jié)晶。鋼與焊縫的化學(xué)成分是造成熱裂紋傾向的主要原因，一般焊補(bǔ)時會產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)，主要由硬化傾向鋼焊接熱影響區(qū)的氫濃度的擴(kuò)散氫含量和束縛應(yīng)激的影響關(guān)節(jié)足夠高，可以熱影響歐德瑪奧氏體進(jìn)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(yīng)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(nèi)的氫擴(kuò)散在焊縫金屬中的成功，特別是在三軸拉應(yīng)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(yīng)力，當(dāng)局部應(yīng)力超過臨界應(yīng)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(jīng)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(zhì)合金的飽和將分析的高熱量，產(chǎn)生晶內(nèi)強(qiáng)化現(xiàn)象，出現(xiàn)在原奧氏體滑移應(yīng)變的表面，如果在塑料彈性表面晶無法承受應(yīng)變的應(yīng)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(kuò)散和焊接組織的改善和焊接應(yīng)力的降低。具體操作方法是對焊條或焊劑的選擇應(yīng)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(kuò)散的金屬流動增加，因此，需要經(jīng)過嚴(yán)格的干燥過程中干燥，盡可能減少在焊接金屬中氫的擴(kuò)散量。此外，還應(yīng)使焊接操作的標(biāo)準(zhǔn)化，為焊前預(yù)熱、層間溫度控制的改進(jìn)，可以減少裂紋的產(chǎn)生，應(yīng)及時消除焊后進(jìn)行消氫處理。超高強(qiáng)度鋼材料不易等淬火冷卻后應(yīng)焊接頭，材料的韌性后熱處理。關(guān)于長輸管道材料的選擇也應(yīng)注意質(zhì)量，減少使用含雜質(zhì)的鋼，焊接結(jié)構(gòu)和工藝也應(yīng)盡量減少厚度方向應(yīng)拉，以免產(chǎn)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(chǎn)生與金屬的存在和應(yīng)力有關(guān)，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(zhì)含量容易離析應(yīng)嚴(yán)格控制，特別是硫和磷的存在增加了裂紋的可能性，實踐經(jīng)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(diào)整在焊縫的化學(xué)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(zhì)。為了控制應(yīng)力，可以細(xì)化鋼中的細(xì)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(yù)熱溫度和焊接保證縫平整減少焊接過程中的應(yīng)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(qiáng)度，使應(yīng)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(qiáng)度的條件下適當(dāng)降低應(yīng)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(jié)束語

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

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