浅谈铬钼钢管道焊接质量剖析及处理

安勇

（大庆石油化工机械厂，黑龙江 大庆 163000）

1 石油化工铬钼钢管道焊接前的准备

1.1 坡口准备

为了防止焊接件的弯曲和焊接后焊接件的变形和错位，在焊件时必须有足够的支撑点来保证板与板之间和管与管之间的对齐。在焊件重心附近尽可能设置支撑点的位置。点焊固定焊口时要选择合适的位置，其次确保焊接过程中无大于1mm的故障边缘。焊接坡口角度大，间隙大，焊接能力增加，易产生焊料。而凹槽夹角小，间隙小，钝边厚度容易产生不熔化和焊接难焊现象。一般情况下，槽角为30～32°，间隙为0～4mm，钝角边为 0～1mm。

采用氧-乙炔火焰切割法对该槽进行加工，为了防止厚板火焰切割的边缘开裂，在切削前，为了防止边缘出现裂缝需要用火焰预热到100℃以上。切割刀刃后，用磁粉法对表面裂纹进行检测，并对表面锈、油、氧化物等杂质进行深入的清除工作。在拼接之前，从凹槽和两侧50mm处彻底清除，以显示金属光泽度。

1.2 焊条烘焙

E 5515-B2焊条是一种低氢碱性焊剂电极，易吸湿，焊接材料中的水分是焊接气氛的主要氢源。氢是焊缝中的有害化学元素之一，因此焊条必须在350℃下烘烤后使用，且用多少去多少。在焊接过程中，电极也必须由保温桶来保护。

2 石油化工铬钼钢管道焊接的工艺

2.1 焊接工艺

氢扩散是导致冷裂纹的主要因素之一，所以在焊接过程中，为了减少和避免冷裂纹，扩散氢的产生应该先被控制。另外要控制涂层对焊接材料的吸湿性。焊接材料在焊接施工前应进行烘烤，一般按焊接要求进行。

为了防止干燥焊接材料再次吸湿，焊接时应将焊接材料放置在特制保温筒内。如果在大气压下工作，焊接材料放置时间不得超出4小时。重复烘焙次数不得超出3次以上。

2.2 焊接预热及焊接层间温度控制

焊缝金属在凝结过程中也容易产生裂纹，这通常称为热裂纹。控制热裂纹的产生，首要是选择热感度低的焊接材料，最后是控制焊接材料的杂质含量。在焊接工艺方面，对于铬钼钢材料来讲，焊接前应预热焊接部位，预热温度一般在150～350℃左右。在焊接过程中，中间层的温度必须要管控在200℃以上。其次，焊接件在结束后必须立即进行除氢处理工作。除氢处理的温度一般管控在300℃和350℃之间，温度应保持在15分钟内，然后在空气中冷却。

2.3 焊接后热处理

铬钼管线焊接后热处理的目的是消除焊接应力。在焊接施工过程中，消除焊接在热影响区引起的缺陷。同时，改进焊接接头的晶相组织，使焊缝金属具有良好的力学性能。

3 石油化工铬钼钢管道焊接质量缺陷及处理分析

3.1 铬钼钢管道焊接接头约束应力的形成以及控制的途径

无缝钢管焊接接头的约束应力主要是由于石油化工焊接过程中几种应力的联合作用造成的，包括：焊接前预热不当，焊接过程中由于焊接加热不均匀而产生的热应力；铬钼钢焊接过程中的热循环过程；由于相变得到了组织应力；钢管道相变引起的组织应力和焊接组织约束引起的应力。

在铬钼钢管道的焊接过程中，产生的拘束力是无法避免的。无缝钢管在焊接的过程中，在此基础上产生的约束力是无法消除的，只能根据现实情况实施有效的控制措施。为了降低无缝钢管在焊接中产生的受力，在焊接前要对无缝钢管进行预热，在焊接中应根据规定的程序进行焊接，以此来降低无缝钢管焊接时产生的阻力，而在焊接后可以进行相关的处理工作，从而降低无缝钢管所受到的力。

3.2 铬钼钢管道焊接接头所含扩散氢的来源及控制途径

在铬钼钢管道焊接过程中，由于铬钼钢焊接材料中存有大量的水分，焊接表面存在一些污渍，以及焊接施工地点的环境比较潮湿，导致焊接接头会产生扩散氢。控制扩散在铬钼钢管道焊接接头处，可以采取一些控制措施，例如降低焊接钢的冷却速度，使焊接材料保持在高强度下。经过长时间的加热，使氢气大部分时间都能扩散和逸出。从而减少氢的产生，减少氢的扩散焊缝间隙中的含量。

3.3 铬钼钢材质的淬硬倾向程度发生条件与控制途径

铬钼钢管具有较强的硬度，并且具有硬化的趋势。这主要是由于铬钼钢的化学成分和性能以及钢的壁厚所致。其中铬钼钢管的化学成分、性能和壁厚不能改变。因此，为了避免钢的硬化倾向，可以通过焊接工艺和焊接后的冷却环境来控制钢的硬化倾向。

4 导致石油化工铬钼钢管道焊接质量出现问题的原因剖析

4.1 铬钼钢管道焊接相关人员的综合素质

在无缝钢管道焊接之前，应对焊接中的各个环节进行检查，在焊接时需要专业人士的加入。在对器材进行焊接时，应严格按照规定的程序进行操作，然而因有的焊接工作人员的技术能力与素质都没有达到规定的要求，致使焊接工作出现了质量方面的问题。

4.2 铬钼钢管道焊接的材料因素

导致焊接时出现裂缝的主要原因是因为氢的大量扩散。在现实工作中，焊接所使用的材料不是太干燥，导致材料中含有大量的水，当带有水分的材料遇到带有氢的材料，使焊接中出现裂痕。所以，在焊接中，要严格检查使用材料的质量。

4.3 铬钼钢焊接前的预热问题

在无缝钢管道焊接的过程中，预热工作环节是不可或缺的因素之一。材料预热环节可以提高预热接口的质量，能够预防在焊接中出现裂缝等情况。在现实焊接的环节中，相关的工作人员没有按照预热的要求实施相关的工作，导致材料预热时间不长或过长，降低了材料的质量。由于焊接的工作人员技术欠缺，导致焊接的材料接口出现裂痕。

4.4 焊接后的脱氢处理方面的问题

为了预防在焊接时出现裂痕等问题，在正常的情况下，无缝钢管道在焊接后应马上进行预热和脱氢工作环节，材料预热使用的时间越长越好，将大量的氢从材料中排放出体外，这样就可以减少无缝钢管道在焊接时出现裂缝的次数，也避免了材料的硬化。但在焊接工作中，相关的工作人员没有时间将材料预热，导致材料出现不过关等现象。

4.5 没有对铬钼钢焊接的缝隙进行全面的质量检测

在无缝钢管道焊接后必须也要进行相关的监测工作。无缝钢管道在焊接后会出现裂缝等问题。因此，在焊接前必须要对无缝钢管进行预热工作，然后才能对焊接后的钢管质量进行监测。在监测中，监测中的离子还不够成熟，钢管中的裂缝还没有被发现。在第一遍监测之后，需要空留出一小段时间之后需要在此进行检验，以此来保证无缝钢管的焊接质量。

5 针对石油化工铬钼钢管道焊接质量问题提出的应对措施

对无缝钢管道在焊接中质量出现的一些列问题，以及产生问题的因素，可以提出以下几点相关策略。

为了做好无缝钢管道的焊接工作，从焊接工作的初期到最后收尾工作都要严格实施管理策略。对石油企业来讲，要想做好无缝钢管焊接质量相关的管理工作，首先要有专业的技术人员，相关的工作人员要掌握焊接工艺基础技术，从而能够做好焊接过程的整体质量控制。

需要对每一根焊接后的无缝管道进行监测与审核工作，监测出的结果再与现实中的焊接工作进行对比，如果焊接后的无缝管道符合规定的要求，坚持遵守焊接工作制定的标准。对质量进行监测时，也要注重器材的质量问题，在工作中严格遵守与工作相关的制度。

对无缝钢管道焊接的整个过程实施工艺控制，特别是经常出现问题的环节，要对此处进行严格的管理工作，并实施相关的策略，特别是无缝钢管道预热的过程和最后的热处理环节都需要进行严格的控制。在无缝钢管道焊接后进行相关的监测流程，在焊接中一般都是由专业的工作人员进行的，为了保证焊接的质量，进行抽样监测，才能确保每一根无缝管道焊接的质量。

石油化工中的无缝钢管道焊接过程中存在着诸多问题，增加了焊接的难度，使焊接工作变得复杂。因此，要对焊接工作实施相关的对策，以此来控制焊接无缝钢管的质量，只有这样才能真正提高无缝钢管焊接的质量。