天然气管道焊缝缺陷分析与对策研究

杨建平 陈强 吕涛

摘要：天然气管道焊接是天然气焊接工程建设期间的一项重要内容，管道焊接质量会对天然气管道在实际应用过程中安全性造成直接影响，在进行焊接时，如果焊接作业存在问题，可能会引发安全事故，这不仅会造成巨大经济损失，甚至会造成人员伤亡。可见，加强天然气管道焊缝缺陷原因及防治技術研究意义重大。

关键词：天然气管道;焊缝缺陷;管道质量;防治技术

经济的飞速发展使人们生活质量得到了显著提升，人们对天然气需求量不断增多，这也扩大了天然气管道范围，在天然气管道工程建设过程中，焊接质量会对天然气管道整体质量造成直接影响，会影响天然气管道的整体应用情况。文章针对天然气管道焊缝问题进行详细分析，希望文中内容对相关工作人员，以及天然气管道质量提升可以有所帮助。

1.天然气管道焊缝外部常见缺陷

1.1焊缝收尾处产生的下陷现象

进行天然气管道焊接过程中，焊缝收弧处发生了焊肉下陷情况，同时，还会发生弧坑裂纹现象，这一情况的存在会导致焊缝强度降低，影响天然气管道后期应用。导致弧坑出现的原因有以下几点：（1）熄弧时间过短，从而影响焊接效果。（2）采用了过大电流进行薄板材管件焊接。

1.2烧断

在天然气管道焊接过程中，烧断是一种严重事故，烧断情况的出现，会对天然气管道焊接作业连续性造成不良影响，并且会导致管道有效面积不断缩小，影响天然气管道质量，以及后期应用。导致烧断现象出现的原因有以下两点：（1）采用电流过大。（2）运条速度过慢或坡口间隙过大。

1.3咬边

焊缝一侧或两侧与管材交界处形成凹沟，这一现象的存在会导致焊缝有效面积大幅度缩小，这会导致焊缝连续性遭受破坏，容易出现应力集中不良现象，如果出现交变荷载现象，容易在凹沟处出现裂纹，这会降低天然气管道质量，导致其无法正常应用。导致天然气焊接作业中发生咬边原因有以下几点：（1）焊接作业期间采用的电流过大。（2）运条速度不合理。（3）电弧长度存在问题。（4）运条角度与焊接情况不符。

2.天然气管道焊缝内部常见缺陷

2.1未焊透

焊接作业过程中，电弧未融化焊件边缘或间隙，这一问题的存在会导致焊缝有效截面积减小，这会将会导致管道在应用过程中的机械性能和承载力降低，这会发生应力集中等不良现象。未焊透部位经常会出现夹渣现象，同时，受荷载作用影响，未焊透缺陷情况存在，会造成不规则边缘受外界因素影响，从而干扰导致天然气管道中的不规则边缘不断扩大，最终将会出现裂纹，这也是天然气管道出现裂纹的关键原因。

天然气管道焊接过程中，导致未焊透原因如下：（1）运条速度过快，这会导致没有发生熔化的焊条金属与管件底层活边缘相熔合。（2）焊件对口存在问题，比较常见的问题有间隙过小、钝边过厚等。（3）焊接作业开始前，相关作业人员没有将管道上的焊缝清理干净，或者存在大量熔渣，这都会对焊层熔合造成阻碍。

2.2未熔合

天然气管道焊接过程中，焊条与金属管道两者并未熔合成一个整体，这会出现粘结情况，这会导致天然气管道强度无法达到使用要求。造成天然气管道焊接作业期间出现未熔合现象的原因主要有以下几点：（1）焊接电流小，这就造成填充金属与件在没有全部熔透前就粘结在一起，另一侧形成漏焊孔洞。（2）焊接电流大，这会导致焊接作业期间，焊条后半截过热，焊条在进行焊接作业时，焊条边缘未融化，焊条融化金属就实现了覆盖，从而发生未熔合情况。

2.3天然气管道裂纹

天然气管道裂纹指的是在焊接作业期间，或者在进行天然气管道焊接后，在焊缝及热影响区域出现了破裂情况。天然气管道出现裂纹的原因有以下几点：（1）管道焊缝过于集中，或者分布不合理。（2）焊接顺序存在问题，这将会导致天然气管道在焊接过程中，收缩力过大，这会对焊件自由胀缩造成阻碍。（3）天然气管道焊接作业前的预热，以及后期热处理措施不合理，这都容易导致天然气管道在应用期间出现裂纹，这会对管道后期应用造成不良影响。

裂缝是天然气管道中危险性最大的一种缺陷，天然气管道裂纹缺陷的存在一方面会导致材料在应用期间强度降低，另一方面也会出现高度应力集中现象，若管件上承受荷载，这会造成管道在应用时存在的裂纹进一步扩大，这会破坏管件性能，影响其应用。

3.天然气管道焊接焊缝缺陷防治的有效措施

3.1防治焊缝外部缺陷的有效措施

进行天然气管道焊接时，要确保焊接作业开期间采用的电流、电弧长度合理，并且要保证焊接作业期间采用的运条均匀，提高焊接质量。进行收弧作业时，要让焊条在熔池处停留一段时间，也对环形运条方法进行应用，通过该方式，能够确保熔池能够被焊条金属填满，完成焊接作业后，相关焊接人员应当将焊条移动到焊缝外管件上，完成收弧作业。

3.2防治焊缝内部缺陷的有效措施

针对天然气管道焊接作业过程中出现的未焊透和未熔合现象，在实际焊接作业期间，除了要确保对口间隙、坡口、运条速度的合理性外，还要做好清理工作，避免由于污染严重，对天然气管道焊接造成不良影响，影响管道质量与应用。此外，要确保焊条直径大小合理，以及运条角度准确无误，于此同时，进行焊接时要保证焊处与接头处充分熔透，如果情况必要，应适当加长电弧停留时长，通过这种处理方式，可以使焊条金属，以及基本金属都能够充分熔化，确保焊接期间能够实现合理熔合，提高焊接质量。预防裂缝形成的措施如下：（1）在进行天然气管道焊接过程中，要对焊缝位置进行科学布置，在焊接作业开展期间，为了避免裂缝出现，应当尽量避免出现T型焊缝、交错焊缝，并且要与T型焊缝剑保持距离，避免由于距离过近，形成裂缝。（2）对天然气管道施焊的具体顺序进行明确，保证焊接能够严格依据指定顺序进行，从而确保在施焊作业期间涉及到的管件能够自由膨缩。（3）焊接作业前要做好预热，并且在焊接作业完成后，要做好相应处理工作，正式焊接开始前，要检查固定焊时该处是否存在裂纹，如果发现裂纹，要将裂纹铲除，重新进行点焊，从而提高焊接质量。（4）焊层时，作为焊接人员要对焊接情况进行全面分析，清理干净污物与熔渣，通过检查，确定无尖状缺陷后，再开展施焊作业。需要焊接人员特别注意的是，进行焊接时，不得突然熄弧，为了提高焊接质量，应在熄弧前将熔池填满。

3.3提高天然气管道焊接质量的合理措施

天然气管道焊接期间，施工企业应当从实际情况出发，加强对天然气管道焊接的监督与管理，保证施工企业中的工作人员能够严格依据企业中各项制度开展各项施工工作。天然气管道焊接期间，企业应当将各项责任都落实到每一名工作人员身上，同时，可以适当加大对工作人员得惩罚和奖惩力度，针对企业具体情况，制定一套合理奖惩措施，消除员工在焊接作业过程中得消极心理，从而使工作人员都能够团结一致，克服焊接作业过程中遇到的各项困难，保证天然管道焊接作业能够按期竣工。此外，企业要加强对员工的培训力度，增加培训次数，使员工在天然管道焊接作业实践能力可以得到进一步提高，同时，还要提高焊接人员的沟通能力、专业能力、协调组织能力，进而提升天然气管道焊接质量，

4.结论与认识

天然气管道焊缝防治是一项对技术要求很高的工作，在实际作业过程中，应当从实际情况出发，做好相应分析工作，采取合理措施，实现对焊缝的合理预防，进而提高天然气管道质量，满足应用需求。

参考文献：

[1]陈安琦;高钢级管道环焊缝缺陷修复问题初探[J];天然气与石油;2017年05期

[2]胡梦佳;厚壁焊件热影响区韧性沿厚度分布研究（上）[J];热力透平;2017年02期