对石油化工铬钼钢管道焊接质量控制策略的几点探讨

2020-01-14何元杨立坤中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛266000

化工管理 2020年17期

何元杨立坤（中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛266000）

0 引言

随着我国的经济实力不断发展，各行各业的崛起对石油化工的需求也日益增加。而在石油化工行业当中，大多采用管道来进行原材料的运输。因为管道在运送气体还是液体方面都具有优越性，通常采用具备耐热性的铬钼钢管道进行运输，运送质量除了与管道自身性质有关，管道之间的焊接质量也受到加工方式的影响。而在这其中管道的焊接工艺是最为重要，需要保证焊接的管道之间不产生裂缝，从而延伸使用期限。

1 石油化工铬钼钢管道介绍

石油化工管道属于压力管道中的一种，主要用来实现能源的调配。在运送气体方面，由于管道在密封情况下，因此可以有效避免运输过程中发生泄漏的情况。综合来看，采用管道运输可以大大提高运输的效率，以及保证运输途中的安全性。

2 石油化工铬钼钢管道裂纹影响因素以及常见类型

2.1 石油化工铬钼钢管道焊接裂纹影响因素

管道的质量对于石油化工传输来说非常重要。不仅仅是因为管道质量会对整个石油化工传输成本造成影响，更重要的是如果在传输运输过程中发生原料泄漏，那可能会引起爆炸造成更大的人身伤亡事故。因此一定要保证管道的施工质量，确保焊接工艺可靠过关，符合国家规定。如果在焊接过程中，焊接过程出现失误，管道制作不够精细，焊接工艺不达标，那么综合导致焊接接口质量不过关，在实际的使用过程中受到传输震动的影响，焊接处无法承受高温以及震动，从而造成焊接裂纹的产生，无法满足使用需求。焊接裂纹产生原因是多种的，下面就对裂纹的产生原因进行分析。

2.2 石油化工铬钼钢管道裂纹常见类型

2.2.1 冷裂纹

冷裂纹是常见的管道裂纹现象之一，它主要是发生在管道的融合线处，或者是管道的热影响区。主要是因为焊接的接口处，内部的淬硬组织在高温下性能退化，加上受到扩散氢含量的影响，会导致焊接的缺陷处形成大量的氢分子，对于该位置来说会形成非常大的压力，长期下来就会产生冷裂纹。

2.2.2 热裂纹

与冷裂纹相对的就是热裂纹，热裂纹顾名思义是在高温下造成的。热裂纹产生的位置是多样的，和冷裂纹一样可能会在热影响区产生，也有可能是在焊缝的内部。其表现的方式也是多种多样的，可能出现纵向、横向或者是根部裂纹，在高温的作用下，焊接过程中会发生结晶的反应，在此反应中就会出现偏析现象，当管道的焊接应力达到条件时，就会被产生的结晶拉开，从而产生裂纹。除此之外，如果管道材料本身质量不过关含有杂质，那么在拉硬的作用下也会出现裂缝，产生裂纹。

2.2.3 层状撕裂裂纹

加工过程中受到力的影响会造成裂纹。如果钢板内部存在大量的分层杂质，在焊接过程中，由于受到垂直于轧制方向的应力，加上加热过程中的受热不均匀，就会使得钢板内部离热影响区较远的区域会出现一种呈现阶梯状式的裂纹。也别称之为层状撕裂裂纹。

3 石油化工铬钼钢管道焊接存在的问题

3.1 焊接材料问题

焊接材料的好坏直接影响整个焊接质量。如果焊接材料本身出现问题的话，那么很大程度上就会导致焊接过程中产生裂纹。由于焊接过程中处于高温状态，而管道内部是存在一定含量的氢分子，受到高温影响就会出现氢分子扩散的现象。扩散现象严重的话，会导致出现焊接裂纹。

3.2 预热问题

在进行石油化工铬钼钢管道焊接之前，有关操作人员必须做好管道预热工作，该过程可以有效避免在进行实际焊接的时候，管道出现温度不适，出现裂纹的情况，而且可以提升焊接接头位置的韧性，达到防止裂纹产生的目的。但是很多时候，施工单位为了节约成本，省略了预热过程，或者采用了错误的预热方式，综合导致管道预热工作不到位，造成管道的预热质量不佳，产生加热裂纹。

3.3 脱氢处理问题

为了有效降低管道内部氢分子的含量，在焊接完成后，操作人员通常会再进行热处理，防止焊缝中的氢气逃逸出来。在实际操作过程中，再次热处理工序往往被忽略，因为该处理耗时过长，施工方为了赶进度因此直接省去该步骤，这一下来就会使得管道内部的扩散氢含量增多，焊缝金属的冷却速度又快，加上吸收了较多的氢，综合造成内部的氢气无法及时析出，最终产生裂纹。

4 提高石油化工铬钼钢管道焊接质量的措施

4.1 加强对管道焊接过程的管理

施工单位必须认识到管道焊接过程对整个石油化工运输质量的重要性，需要严格把控焊接管道的材质以及规格，合理安排焊接过程，明确焊接工艺流序，安排专业人员做好焊接过程记录，对整个焊接过程中的电压电流以及各项指标数据进行记录，完成焊接之后，对管道的焊缝进行对应编号，明确相关施工作业人，一方面有利于后续的管理，另一方面也能够加强对焊缝作业人员的工作考核。

4.2 选用合适的焊接方法

在进行石油化工管道焊接的时候，必须要采用合理的焊接方法。首先需要使用的焊接方法是氩弧焊，该方法具有焊接成功率高，能够保持焊接接头的韧性良好，可以保护整个焊接管道质量，而且该方法已经在实际使用中应用较广，具有良好的推广性。除此之外还可以采用电弧焊的焊接方式，即直接使用焊条对被焊工件进行焊接，利用焊接的过程中用电弧产生的热量，燃烧焊条，从而使被焊金属之间进行融化焊接。

4.3 针对不同焊接裂纹类型选择焊接处理方式

4.3.1 冷裂纹处理方式

比如对于冷裂纹就应该选用碱性焊条来进行焊接，一方面可以大大减少焊缝金属中氢的含量，氢分子含量的降低就能够有效提高焊缝金属塑性，所以需要尽可能采取措施来减少新分子的来源，比如烘干材料，保持焊接接头的干净整洁。在进行加工的过程中，也要尽可能的采用规范的加工工艺，降低加工过程中对管道的约束应力，避免应力集中。而且在焊接完之后，也要做好再次热处理的工作，并且及时进行消氢处理。

4.3.2 热裂纹处理方式

对于管道的热裂纹，同样也可以采用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，也能够降低焊缝中的杂质含量，除此之外还应该控制好管道材料本身的元素含量，比如碳、硫、磷等。

4.3.3 层撕状裂纹处理方式

对层撕状裂纹这类型的裂纹进行处理，应该尽可能的改善焊接接头的设计形状，制定好合理的焊接顺序以及焊接的移动方向，从而减少对应的拘束应变力，还应该控制加工过程中杂物的数量以及分布情况。

4.3.4 再热焊接裂纹

进行再次加热处理时，应该控制好加热的时间，明确焊接顺序，但是也要把握再次加热的温度，选择敏感性较低的材料进行焊接。