天然气长输管道焊接裂纹及防范研究

张玲

摘要：当前，天然气已经成为我给重要的能源之一，很多地区都开始重视天然气的应用。这种情况也让人们对于天然气长输管道的安全性产生更多的关注。在天然气长输管道的安装过程中，需要根据实际情况来对管道进行焊接操作，而在当前的焊接工作中，传统的焊接技术还存在着很多的问题和不足，进而导致天然气长输管道焊接过程中会有一定几率出现焊接裂纹，这就需要进一步优化焊接技术，降低裂纹出现的几率。因此，本文将针对天然气长输管道焊接裂纹以及防范方法进行探究。

关键词：天然气;长输管道;焊接;裂纹

前言：随着我国社会现代化建设工作的不断发展，人民的生活水平也在不断的提高。因此，对于天然气的应用也在不断的增加。当前，天然气已经成为我国最为主要的能源之一，在人们的日常生活中发挥着十分重要的作用。这也让人们对于天然气长输管道的安全性和稳定性有着更多的关注。尤其在对天然气长输管道进行焊接的过程中，需要有效的提高焊接的质量，进一步保证焊接工作符合天然气长输管道的使用标准，避免由于焊接问题出现裂纹。

一、天然气长输管道产生焊接裂纹的因素

（一）冷裂纹的产生原因

冷裂纹的天然气长输管道焊接过程中较为常见的裂纹类型之一，主要是在管道的多层焊接过程中产生。在天然气长输管道的多层位置进行焊接时，需要具有较高的焊接温度，在这种情况下如果焊接技术人员没有足够的经验会导致温度出现明显的差异，进而导致天然气长输管道的多层位置出现损坏和裂纹。此外，在焊接的过程中由于焊接头位置受焊接操作的影响较大，因此会出现一定程度的淬硬卒子，进而导致焊接位置的融合线出现问题，无法正常的发挥作用。在淬硬后管道的内部会出现氢分子聚集的情况，进而导致管道在焊接位置出现裂纹等损伤。根据当前的焊接技术来讲，天然气长输管道的冷裂纹主要包括：穿晶型、晶间型以及混合型等几种不同的冷裂纹类型，这些冷裂纹对天然气长输管道的安全性和稳定性都存在一定程度的隐患[1]。

（二）热裂纹的产生原因

在天然气长输管道的焊接时，管道在高温的作用下金属会逐渐凝固，但是如果焊接温度过高的话，就会导导致管道出现热裂纹。热裂纹是晶间断裂纹的一种，是由于天然气长输管道在焊接时，焊接点受热不稳定，导致管道在冷却期间金属凝固产生的拉力过高，进而导致管道金属结晶出现杂质。在冷却结晶的过程中，先结晶的物质具有较高的纯度，但是随着结晶时间的不断延长，结晶金属的纯度也开始不断下降，进而造成杂质含量进一步上升，对焊接点造成影响，形成较为明显的晶界薄膜。这种情况导致天然气长输管道的焊接点出现相对薄弱的位置，对天然气长输管道的使用质量造成不利影响。

（三）再热裂纹的产生原因

当天然气长输管道的焊接工作完成后，管道也有可能由于受到高温的影响，在焊接位置出现裂纹。这种再热裂纹主要是由于在焊接之后，晶体物质由热焊接的粗晶位置逐渐向细晶位置进行转移析出。当，合金物质在受到高温作用后，会有一定几率出现再热裂纹，而再热裂纹对天然气长输管道的质量也会产生一定程度的影响，材料当中的金属元素受到影响[2]。

（四）层状撕裂裂纹的产生原因

层状的撕裂纹主要材料在焊接的过程中，金属层内部出现大量的杂质导致。在天然气长输管道的焊接时，轧制的垂直方向会由于焊接出现裂纹，这种裂纹主要集中在热影响位置稍远的地方，这就需要在焊接过程中对管道的接头位置进行改造，降低其中的拘束作用力。

二、天然气长输管道焊接裂纹防范方法

天然气长输管道的质量直接关系到天然气使用和运输工作的安全性，这就需要在天然气长输管道的焊接过程中选择合适的技术工艺，根据现场的实际情况来有效防止出现不同裂纹[3]。

（一）冷裂纹的防范方法

由于冷裂纹是天然气长输管道在焊接过程中，焊接点温度突然变化时产生的，这就需要根据冷裂纹的产生原因来制定有针对性的防范方法。第一，在天然气长输管道焊接过程中采用合适的焊条，进而保证在焊接时，降低其中的氢元素的含量，可以根据需要选择碱性的焊条材料。进而降低天然气长输管道焊接过程中出现冷裂纹。第二，在焊接的过程中需要注意焊接操作的工艺流程。在焊接时严格根据相关操作标准进行焊接，保证焊接操作的质量。在焊接之后需要对焊接点位置进行有效的热处理，进而保证焊接位置的温度不会出现突然的变化，合理的控制天然气长输管道焊接时产生的应力变化[4]。此外，在天然气长输管道焊接完成后还需要加强焊接点的温度控制，防止焊接点冷却速度过快。

（二）热裂纹呼的防范方法

在针对热裂纹的预防中，需要对焊接材料进行合理的控制，这就需要在焊接前对焊条等材料进行严格的把握和控制，保证焊接材料符合相应的施工标准。此外，在进行天然气长输管道焊接时，还需要避免硫元素物质进入焊接点，在焊接过程中做好预防措施。同时，在焊接的过程中需要降低材料当中的碳含量，避免对管道的安全性和稳定性产生不利影响。在进行焊接前，需要制定好全面的焊接计划，有效减少焊接点的数量，保证天然气长输管道的完整性，增加管道的焊接形状系数。

（三）其他类型裂纹的防范方法

再热裂纹是由于天然气长输管道在焊接后再次受到高温影响出现的裂纹类型，因此在进行焊接的过程中需要选择合适的管道材料，保证天然气长输管道具有良好的抗热性能，能够有效抑制高温对材料的不利影响。此外，在焊接过程中需要严格控制现场施工流程，避免在焊接后书焊接点再次受热。而在层状撕裂裂纹的防范过程中，需要对焊接工作的各个环节进行严格控制，进而保证天然气长输管道的焊接质量，有效降低管道焊接过程中出现的杂质含量。

三、天然气长输管道焊接工艺的优化

（一）焊接流程的优化

在天然氣长输管道的焊接过程中，需要对各种外部条件进行全面的掌握和控制。在焊接前需要对施工场地的气候情况进行分析，避免在天然气长输管道焊接过程中由于气候条件的变化导致焊接点温度出现变化，进而形成裂纹。在焊接前，需要根据相应的气候条件进行分析，进而选择合适的焊接技术，避免气候等外部因素对天然气长输管道的焊接工作产生不利影响。例如，在焊接的过程中，如果施工现场的风力较大，则需要选择合适的焊接防范，提高药芯焊丝的使用效果，并在焊接过程中采用半自动的下向焊接技术，最大程度的防止天然气长输管道出现焊接裂纹[5]。

（二）焊条材料的优化

在天然气长输管道的焊接工作中，还需要根据实际情况合理的选择焊条等材料。这就需要在焊接前，对焊条材料的工艺参数进行严格的控制。焊条材料必须书符合天然气长输管道的焊接需求。当焊接过程中氢分子含量上升时，需要相应的控制好焊接点的冷却速度，避免出现裂纹。

结束语

综上所述，天然气长输管道在焊接过程中需要严格的控制操作流程。在焊接过程中需要针对不同类型的裂纹进行有针对性的防范，最大程度的降低天然气长输管道焊接过程中出现裂纹的几率，保证天然气长输管道使用的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]袁常轩.天然气长输管道焊接质量的控制措施研究[J].中国设备工程，2021（16）：212-213.

[2]李道银.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制对策分析[J].全面腐蚀控制，2021，35（04）：49-50+80.

[3]张鼎成.长输天然气管道焊接裂纹成因分析与对策探讨[J].全面腐蚀控制，2021，35（02）：81-82+141.

[4]王鹏.天然气长输管道缺陷修复技术综述以及典型实例应用[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（07）：160-167.

[5]石生芳，韦中奇.长输管道和工业管道焊接工艺评定的差异及工程实践[J].焊接技术，2019，48（07）：31-35.