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[摘 要]石油天然气管道的主要作用是储存和运输油气能源，它是连接油气生产、运输及营销的纽带，质量必须要得到万分的保证。在石油天然气管道工程建设过程中，管道焊接是一项重要施工环节，只有通过科学有效的质量控制措施，才能够保证管道焊接质量。本文浅析了石油天然气管道焊接及其质量控制措施。
[关键词]长输天然气管道；焊接裂纹；控制措施
中图分类号：TU1976 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0218-01
引言
現阶段，在科学技术不断成熟的基础上，同时在国民经济不断进步的基础上，天然气的开发和利用工作已经受到越来越多人的重视和关注，在实际的情况中，在长输天然气管道的帮助下，从而使更多的人在日常生活中使用天然气，最终实现改善人们生活质量和提高人们生活水平的目的。天然气在使用的过程中，会对人们的生命安全和财产安全带来一定的威胁，因此要确保管道焊接的质量，避免管道焊接出现裂纹等质量问题，为长输天然气管道运行的安全性和稳定性提供保障。
1、石油天然气管道焊接的主要工序
1.1、根焊打底
在管道焊接前，先要采用专用坡口加工出一个“V”型坡口，再采用角磨机将两侧除锈，之后再以外对口器管线进行组对，最后以电加热带进行预热。当预热温度达标后，即可开始进行管道焊接施工，注意要合理选择根焊和打底用的金属粉芯焊丝，以保证焊缝均匀焊透。
1.2、热焊和填充焊接
利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行热焊和填充焊接，期间需注意以下几点问题：（1）要保证中层与整底层焊缝接头间的距离始终<0.1cm；（2）底层焊接完成后要及时清理熔渣和飞溅物；（3）要保证焊缝厚度>0.3cm且<0.5cm；（4）焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。
1.3、盖面焊接
同样利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行盖面焊接，期间需注意以下几点问题：（1）要保证焊缝高度>0.15cm且<0.25cm，宽度要>坡口两侧0.2cm；（2）要保证焊缝与管道连接自然，表面的平滑性与管道一致；（3）盖面焊接完成后要及时处理残留物，并做好防腐及保温处理；（4）焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。
2、长输天然气管道焊接裂纹成因
2.1、冷裂纹
长输天然气管道的冷裂纹，主要产生于熔合线部位。由于管道焊接接头处存在淬硬组织，导致熔合线处的性能脆化。此外，在热影响区域内存在大量的氢气分子。这些氢气分子也会降低焊接处的韧性，并聚集在钢管焊接的缺陷部位，给缺陷部位造成局部化的压力，进而产生冷裂缝。在冷裂缝类型中，最常见的要属延迟裂缝。这种裂缝也是在钢管焊接后的一段时间内发生的，在氢元素的扩散下，诱导发生裂纹。
2.2、热裂纹的成因
在长输天然气管道中，焊缝金属在凝固的过程中，或者温度偏高时容易出现热裂纹，热裂纹在本质上属于晶间断裂的形状。热裂纹的主要成因是，在不均匀加热方法的帮助下，或者是冷却方法的帮助下，拉应力容易在熔池结晶中发挥作用，造成不一样的结晶时间段会出现不同的结晶杂质含量。这主要体现为，先结晶的金属具有较高的纯度，而后结晶的金属具有较低的纯度，并且含有大量的杂质。因为杂质的集聚，会出现很多的低熔点共晶物熔池金属结晶会作用于低熔点共晶物，从而出现“晶界薄膜”，会形成一个薄弱地带，进而会出现热裂纹。
2.3、再热裂纹
长输天然气管道的再热裂纹，就是指在焊接好的焊件中，在恒定的温度环境下，再次给予加热条件。在再次受热的环境下，管道裂纹得以产生。再热裂纹一般发生在焊接的融合线处，并且在其附近的粗晶区域内。从焊趾到结晶区域范围内，管道及其焊接部位，会受到温度服役及预应力的影响，在热处理的晶体发展中产生裂纹。
3、长输天然气管道焊接裂纹形成控制措施
3.1、对各焊接裂纹区分控制
首先，根据冷裂纹的形成条件，可采取以下防范措施：第一，选用碱性焊条，降低管道内部氢气分子含量，提升管道塑性。第二，采用规范工艺，加强对应力的分散程度及焊后的热处理，降低冷却速度。第三，在管道焊接前进行预热，焊后进行缓冷，同时保证焊接材料的干燥性。第四，保证焊接接头无杂质，在焊后消除氢分子。其次，对于热烈风形成缘由，可行措施如下：第一，采用合理焊接顺序，采用碱性的焊剂，降低焊缝中的杂质含量。第二，提升焊缝形状系数，避免中心线发生裂缝，极力控制管道内磷、碳、硫含量。
3.2、焊接施工中的质量控制
若想有效保障石油天然气管道的焊接质量，需要对整个施工过程中的质量问题进行科学、合理、有效的控制。具体来说，焊接施工中的质量控制应当要做到以下几点：（1）要根据自然、天气等因素合理安排施工作业计划，做到科学管理、安全第一、文明施工；（2）施工管理人员要严格控制好管道焊接施工进度，既不能为了赶工而降低施工质量，也不能为了保证施工质量而一味延长工期，要同时保证工期与施工质量；（3）要认真监督好每一个焊接施工环节，保证每个环节的施工质量，尤其要加强细节监控，着眼于细节，立足于整体，切实保障施工质量；（4）要完善施工质量控制管理体系，结合石油天然气管道焊接工程的实际情况及施工单位的实际情况，合理制定施工质量控制管理制度，并落实奖惩制度和责权追究制度，明确每个工人的责任，提高工人的责任心，从而保证焊接施工质量。
3.3、优化长输天然气轨道焊接技术
优化长输天然气的轨道焊接技术，需要充分考虑到焊接的气候环境。在不同的外在环境下，选择不同的应用技术，避免环境对焊接质量造成影响。比如，针对具有较大风力的自然环境，在此环境下进行焊接时，可以加强对药芯焊丝的应用。与此同时，可以采用半自动下向技术进行管道焊接，以此提升管道的抗风能力。在实际焊接技术应用中，还要注意焊接始末端点处质量，终端可采用弧坑进行填充，始端可采用后退引弧技术确保质量，以此避免焊接裂纹的产生。
3.4、焊接施工后的质量控制
在石油天然气管道焊接施工完毕后，首先要进行外观检查，即先清理干净焊接表面的焊渣和飞溅物，并在焊口上标注好相应的焊口编号，之后认真检查焊接外观，重点检查焊缝错边量、坡口上口宽度、焊缝高度以及焊接表面有无气孔、咬边、裂纹、夹渣以及未焊透的情况等，发行问题及时返工处理。其次要进行焊缝检查，检查时有条件的要采用焊缝射线无损检测手段和超声波检验手段，条件不足的也可采用液态渗透探伤法或石粉探伤法检验，确保检测合格后再进行最后的喷砂、除锈及防腐等处理。
结束语
综上所述，石油天然气管道工程作为油气工业发展过程中的重要工程，必须要保证其的施工质量，尤其要保证管道焊接施工质量。石油天然气管道焊接的工序虽然不复杂，但是却面临着许多细节问题，所以必须要在焊接施工前、焊接过程中及焊接施工后都进行严格的质量控制，才能够有效保证焊接质量。
参考文献
[1]朱黎原.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].内燃机与配件，2018（01）：159-160.
[2]桑爱春.长输天然气管道焊接裂纹成因及其控制分析[J].低碳世界，2017（33）：63-64.
[3]赵广军.浅谈长输管道焊接施工中裂纹的控制措施[J].山东工业技术，2017（10）：119-120.
[4]陈强，孙洪叶，杨锁军，郑云堂.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施研究[J].工程建设与设计，2016（10）：161-162.
[关键词]长输天然气管道；焊接裂纹；控制措施
中图分类号：TU1976 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0218-01
引言
現阶段，在科学技术不断成熟的基础上，同时在国民经济不断进步的基础上，天然气的开发和利用工作已经受到越来越多人的重视和关注，在实际的情况中，在长输天然气管道的帮助下，从而使更多的人在日常生活中使用天然气，最终实现改善人们生活质量和提高人们生活水平的目的。天然气在使用的过程中，会对人们的生命安全和财产安全带来一定的威胁，因此要确保管道焊接的质量，避免管道焊接出现裂纹等质量问题，为长输天然气管道运行的安全性和稳定性提供保障。
1、石油天然气管道焊接的主要工序
1.1、根焊打底
在管道焊接前，先要采用专用坡口加工出一个“V”型坡口，再采用角磨机将两侧除锈，之后再以外对口器管线进行组对，最后以电加热带进行预热。当预热温度达标后，即可开始进行管道焊接施工，注意要合理选择根焊和打底用的金属粉芯焊丝，以保证焊缝均匀焊透。
1.2、热焊和填充焊接
利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行热焊和填充焊接，期间需注意以下几点问题：（1）要保证中层与整底层焊缝接头间的距离始终<0.1cm；（2）底层焊接完成后要及时清理熔渣和飞溅物；（3）要保证焊缝厚度>0.3cm且<0.5cm；（4）焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。
1.3、盖面焊接
同样利用自保护药芯半自动焊接的手段来进行盖面焊接，期间需注意以下几点问题：（1）要保证焊缝高度>0.15cm且<0.25cm，宽度要>坡口两侧0.2cm；（2）要保证焊缝与管道连接自然，表面的平滑性与管道一致；（3）盖面焊接完成后要及时处理残留物，并做好防腐及保温处理；（4）焊接及清理完成后，要进行认真检查，发现问题后要及时上报处理。
2、长输天然气管道焊接裂纹成因
2.1、冷裂纹
长输天然气管道的冷裂纹，主要产生于熔合线部位。由于管道焊接接头处存在淬硬组织，导致熔合线处的性能脆化。此外，在热影响区域内存在大量的氢气分子。这些氢气分子也会降低焊接处的韧性，并聚集在钢管焊接的缺陷部位，给缺陷部位造成局部化的压力，进而产生冷裂缝。在冷裂缝类型中，最常见的要属延迟裂缝。这种裂缝也是在钢管焊接后的一段时间内发生的，在氢元素的扩散下，诱导发生裂纹。
2.2、热裂纹的成因
在长输天然气管道中，焊缝金属在凝固的过程中，或者温度偏高时容易出现热裂纹，热裂纹在本质上属于晶间断裂的形状。热裂纹的主要成因是，在不均匀加热方法的帮助下，或者是冷却方法的帮助下，拉应力容易在熔池结晶中发挥作用，造成不一样的结晶时间段会出现不同的结晶杂质含量。这主要体现为，先结晶的金属具有较高的纯度，而后结晶的金属具有较低的纯度，并且含有大量的杂质。因为杂质的集聚，会出现很多的低熔点共晶物熔池金属结晶会作用于低熔点共晶物，从而出现“晶界薄膜”，会形成一个薄弱地带，进而会出现热裂纹。
2.3、再热裂纹
长输天然气管道的再热裂纹，就是指在焊接好的焊件中，在恒定的温度环境下，再次给予加热条件。在再次受热的环境下，管道裂纹得以产生。再热裂纹一般发生在焊接的融合线处，并且在其附近的粗晶区域内。从焊趾到结晶区域范围内，管道及其焊接部位，会受到温度服役及预应力的影响，在热处理的晶体发展中产生裂纹。
3、长输天然气管道焊接裂纹形成控制措施
3.1、对各焊接裂纹区分控制
首先，根据冷裂纹的形成条件，可采取以下防范措施：第一，选用碱性焊条，降低管道内部氢气分子含量，提升管道塑性。第二，采用规范工艺，加强对应力的分散程度及焊后的热处理，降低冷却速度。第三，在管道焊接前进行预热，焊后进行缓冷，同时保证焊接材料的干燥性。第四，保证焊接接头无杂质，在焊后消除氢分子。其次，对于热烈风形成缘由，可行措施如下：第一，采用合理焊接顺序，采用碱性的焊剂，降低焊缝中的杂质含量。第二，提升焊缝形状系数，避免中心线发生裂缝，极力控制管道内磷、碳、硫含量。
3.2、焊接施工中的质量控制
若想有效保障石油天然气管道的焊接质量，需要对整个施工过程中的质量问题进行科学、合理、有效的控制。具体来说，焊接施工中的质量控制应当要做到以下几点：（1）要根据自然、天气等因素合理安排施工作业计划，做到科学管理、安全第一、文明施工；（2）施工管理人员要严格控制好管道焊接施工进度，既不能为了赶工而降低施工质量，也不能为了保证施工质量而一味延长工期，要同时保证工期与施工质量；（3）要认真监督好每一个焊接施工环节，保证每个环节的施工质量，尤其要加强细节监控，着眼于细节，立足于整体，切实保障施工质量；（4）要完善施工质量控制管理体系，结合石油天然气管道焊接工程的实际情况及施工单位的实际情况，合理制定施工质量控制管理制度，并落实奖惩制度和责权追究制度，明确每个工人的责任，提高工人的责任心，从而保证焊接施工质量。
3.3、优化长输天然气轨道焊接技术
优化长输天然气的轨道焊接技术，需要充分考虑到焊接的气候环境。在不同的外在环境下，选择不同的应用技术，避免环境对焊接质量造成影响。比如，针对具有较大风力的自然环境，在此环境下进行焊接时，可以加强对药芯焊丝的应用。与此同时，可以采用半自动下向技术进行管道焊接，以此提升管道的抗风能力。在实际焊接技术应用中，还要注意焊接始末端点处质量，终端可采用弧坑进行填充，始端可采用后退引弧技术确保质量，以此避免焊接裂纹的产生。
3.4、焊接施工后的质量控制
在石油天然气管道焊接施工完毕后，首先要进行外观检查，即先清理干净焊接表面的焊渣和飞溅物，并在焊口上标注好相应的焊口编号，之后认真检查焊接外观，重点检查焊缝错边量、坡口上口宽度、焊缝高度以及焊接表面有无气孔、咬边、裂纹、夹渣以及未焊透的情况等，发行问题及时返工处理。其次要进行焊缝检查，检查时有条件的要采用焊缝射线无损检测手段和超声波检验手段，条件不足的也可采用液态渗透探伤法或石粉探伤法检验，确保检测合格后再进行最后的喷砂、除锈及防腐等处理。
结束语
综上所述，石油天然气管道工程作为油气工业发展过程中的重要工程，必须要保证其的施工质量，尤其要保证管道焊接施工质量。石油天然气管道焊接的工序虽然不复杂，但是却面临着许多细节问题，所以必须要在焊接施工前、焊接过程中及焊接施工后都进行严格的质量控制，才能够有效保证焊接质量。
参考文献
[1]朱黎原.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施[J].内燃机与配件，2018（01）：159-160.
[2]桑爱春.长输天然气管道焊接裂纹成因及其控制分析[J].低碳世界，2017（33）：63-64.
[3]赵广军.浅谈长输管道焊接施工中裂纹的控制措施[J].山东工业技术，2017（10）：119-120.
[4]陈强，孙洪叶，杨锁军，郑云堂.长输天然气管道焊接裂纹成因及控制措施研究[J].工程建设与设计，2016（10）：161-162.