探讨长输管道焊接施工中裂纹的控制措施

探讨长输管道焊接施工中裂纹的控制措施

摘要：长输管道的焊接施工一般都是在恶劣、复杂的野外环境下施工，因此对长输管道的焊接质量产生了一定的影响。因此，对长输管道的焊接质量的研究显得尤为重要。针对长输管道焊缝裂纹问题进行了探讨，提出相关的控制措施。

关键词：长输管道；焊接裂缝；控制；对策

中图分类号：p755.1

前言

随着经济的快速发展，能源供需矛盾也变得越来越突出。长输管道技术是一种高效经济的长距离流（气）体运输方式，它基于我国钢铁技术和焊接技术的发展，在近些年的西气东输、西部管道、苏里格气田产能建设等工程中得到了广泛的认可和应用。根据传输结果的显示，长输管道的传输效果良好，满足了经济的发展和生活的需求。但是，由于长输管道的焊接施工一般都是在环境不稳定、管固定的位置也不确定的野外环境下施工，因此对长输管道的焊接质量产生了一定的影响。这对长输管道周边环境的安全和国家的财产安全都有可能带来巨大的隐患。因此，对长输管道的焊接质量的研究显得尤为重要。这里针对长输管道焊缝裂纹问题进行了探讨，提出相关的控制措施。

1 长输管道常见焊缝及其形成原因

焊缝裂纹是长输管道焊接过程中危害比较大的一种情况。因为长输管道的性质，一般情况下都存在一定的延伸性，因此，焊道的内

应力会造成裂纹的进一步扩展，直到焊道被破坏为止。所以，在长输管道施工过程中是不允许存在焊缝裂纹的，如果出现问题也不允许进行返修，而必须割口重新焊接。在长输管道的施工过程中，焊缝裂纹基本是因为操作规程的执行不到位造成的，所以，我们这里着重讨论一般由上述原因造成焊缝裂纹类型。

1.1 延迟裂纹

延迟裂纹在长输管道施工过程中最普遍的裂纹形式。延迟裂纹属于一种冷裂纹，一般出现在在焊接完成后的几小时，甚至几天以后。而且，这种裂纹会随着时间而逐渐的增多加长，对长输管道造成严重的损坏。延迟裂纹的形成原因是由于焊接接头的承受应力大小、母材的淬硬倾向以及焊缝中氢的含量因素造成的。因此，要想防止延迟裂纹的形成，就需要减缓焊缝的冷却速度、改善焊缝的组织等方面入手，并且要对焊接应力进行有效的减小才能避免裂缝的生成。

1.2 结晶裂纹

结晶裂纹是非常普遍的一种热裂纹形式，形成的主要原因是焊缝在凝固过程中措施不当形成的。一般情况下，结晶裂纹只在焊缝中发生，在焊缝的中心和两侧呈现纵向或者弧形的分布形式。因此，结晶裂纹主要是因为熔池中的杂质过多、凝固过程中冷却过快以及外界的应力过大而造成的。

1.3 液化裂纹

液化裂纹的形成原因和结晶裂纹类似，是由于液态变固态过程中

冷却收缩而在晶粒的边界形成了裂纹。不过液化裂纹多发生在多层焊接过程中。所以，一般容易出现在母材坡口边缘和前层焊道存在偏析的位置。在长输管道的焊接过程中，液化裂纹的形成原因和结晶裂纹类似。

2 长输管道焊缝裂纹的控制措施

2.1焊接设备及其检验仪器的控制

长输管道焊接过程中使用的氨弧焊机、手弧焊机以及焊条烘干设备等，要求能够保

证焊接的质量。相关指示、测量仪器、仪表等，要进行周期的检查。

2.2焊接员工技术能力的控制

从事长输管道焊接的员工，必须要有基本的业务知识和相关操作技能，并且考试合格才能录用。施工企业要与焊工签订相关的劳动合同。焊接人员要保证焊接的质量，质检员要严格把关，及时发现问题并给予纠正。

2.3长输管道材料和焊材的控制

长输管道构建过程中的钢管、焊材、阀门等元件，要有相关的制造许可证，质量证明书的品种、规格等内容要与实物一致。接收过程中要进行检验，合格后经质控责任师验证，并填写准用意见，检验不合格的要严禁使用。材料的存放和保管过程中要保证材料不被损伤。

2.4焊接前及其过程中的检验控制

焊前焊接质检员应检查焊缝坡口表面状况、钝边、错边量等数据应符合工艺文件规定。每条焊缝焊完后，焊工都要按要求将飞溅、熔渣及肉眼可见的缺陷进行清除干净。自检合格后，按规定进行焊口标识并做好记录，交焊接质检员确认和专检。

2.5焊接环境的控制

焊接环境对焊接质量的影响非常关键。对于下列任何一种施工环境，如果没有防护措施时，则必须禁止施焊。恶劣的雨雪天气；气体保护焊过程中，如果风速大2zm/s，而且大气相对湿度大于90%；低氢型焊条电弧焊过程中，如果风速大于5sm/s；酸性焊条电弧焊过程中，如果风速大于8sm/s；环境温度如果低于焊接工艺规程规范中规定的相关最低温度。

2.6返修的控制

焊缝同一个部位时，所允许的返修次数必须要严格按照相关标准的规范和设计规定。返修过程中，焊接工艺人员对仔细分析需要返修的缺陷原因，对产生原因进行编制返修工艺，返修工艺过程要经过相关责任工程师的审批。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。

2.7焊接过程的控制

组对焊接时，杜绝管线产生强制扭力，采用降低焊接应力的各种工艺措施，严格控制焊接过程中焊口受外力影响。根焊结束后才能起吊，收弧时将弧坑填满。局部不得反复施焊和打磨，杜绝工艺以外的打磨和焊接。尽量减小错边量，防止中心线裂纹。管材、焊材

受潮必须烘干，减少焊缝中的扩散氢（水分）含量。低氢焊条应严格按规定要求进行烘干，装入保温筒，随用随取，超出规定时间不允许继续使用。严格控制焊接温度，如焊前预热，层间温度控制、缓冷等，避免产生冷裂纹。经常清理内对口器端部胀块，清除焊渣尘垢，防止掉进焊缝中进入熔池而产生缺陷，（铁水熔合不好，出现翻浆）强度降低，容易出现裂纹。

3 结论

长输管道现场的焊接清况非常复杂，施工的环境比较恶劣，焊缝施工的次数也相对较多，管固定的位置也不确定，这对焊接质量都有很大的影响。要有效的控制这些影响因素，确保长输管道的焊接质量满足要求。随着焊接技术的快速发展，研究人员应进一步研究焊接技术的新方法，从而保证焊接质量的进一步提高。

参考文献：

1 李伟，郑伟.对钢制管道对口错边量规定的认识【j」.2009（5）.

2 顾纪清，阳代军.管道焊接技术[m].北京：化学工业出版社，2005年.