中石化胜利油建工程有限公司由晓军
摘要：随着管道建设用钢管强度等级提高至X70、X80级别，管径和壁厚的增大，在管道施工中逐渐开始应用自动焊技术。管道自动焊技术由于焊接效率高，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小等优势，在大口径、厚壁管道建设的应用中具有很大潜力。
通过实践研究表明，不同规格的钢管在热处理生产工艺方面也存在着差异。厚壁管道在低温环境下进行焊接时，容易有裂纹缺陷存在于焊缝处，针对这个问题，就需要结合管道材质的焊接性能，对焊接工艺进行合理的选择。在生产当中，厚壁管道冲击韧性较低，针对这个问题，就需要控制正火冷却速度，本文提出了水冷结合空冷的正火热处理工艺，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：管道；焊接；性能；热处理随着市场竞争的不断加剧，管道施工行业的竞争越来越激烈，开展管道施工高效焊接技术研究降低施工成本提高焊接质量就具有十分重要的意义。我国的管道自动焊接技术正处于发展阶段，焊接中的一些问题如根部未熔合、侧壁未融合、坡口复杂等还没有彻底解决。厚壁管道焊接指的是管体厚度在10mm以上称之为厚壁焊管。厚壁焊接钢管根据生产工艺和焊缝的不同可以分为螺旋厚壁焊接钢管和直缝厚壁焊接钢管。螺旋焊接钢管采用的是双面埋弧焊技术，直缝厚壁焊接钢管包括双面埋弧焊直缝钢管和高频焊管。两者最大的区别一个是生产的口径和有无焊丝。
112Cr1MoVG焊接性能分析以12Cr1MoVG为例，作为一种珠光体耐热钢，在热强性以及抗氧化性方面比较的好，并且还具有较强的抗氢腐蚀性和抗硫腐蚀性，没有含很多的合金元素，具有十分优良的工艺性能和物理性能。12Cr1MoVG焊接存在的主要问题：主要包括三个方面，一是热影响区出现软化问题；二是近缝区出现硬化以及冷裂纹；三是焊接后，热处理时有再热裂纹倾向。对于这些问题，只需要对焊接工艺进行适当的控制，对热处理温度进行合理选择即可。
2优化12Cr1MoVG钢热处理工艺标准热处理工艺在实际生产中存在的一些问题：我国某公司高压锅炉管的主要品种就是厚壁12Cr1MoVG钢管，目前，可以生产的规格在外径和壁厚方面的最大值可以达到630毫米和60毫米，并且还在不断的扩大，常规生产的热处理工作严格依据国家相关的标准执行，在这个标准中规定，要想保证大中直径厚壁12Cr1MoVG钢管有着合格的组织和性能，钢管的壁厚在30毫米到40毫米之间，在正火冷却时，需要强制冷却；对于钢管壁厚在40毫米以上的，需要进行调质处理。因为有合金元素V存在于12Cr1MoVG钢中，那么热处理对组织结构及热强性的影响就十分的复杂，不易理解，并且热处理过程中的各个环节也不是独立存在的，它们是互相制约的关系，这样在热处理工艺研究方面就不是十分的容易。
优化热处理工艺的研究：本文对12Cr1MoVG钢的冷却转变特点及相关资料进行重点分析研究之后，可以得到这样的结果，钢的组织结构会在很大程度上受到奥氏体化温度以及奥氏体化后冷却速度的影响，其中较大的是正火后的冷却速度。其中特别关键的是发生转变开始到b点的冷却速度。那么，我们就可以这样认为，通过750-500摄氏度时，要想得到具有良好蠕变强度性能的原始组织，就需要保证冷却速度在每分钟20摄氏度以上。但是，在实际生产中，这样的冷却速度往往无法达到。另外，在实验室进行试验，也就是在正火后，采用不同的冷却速度，对得到的组织性能进行分析，观察试验结果我们可以发现，厚壁12Cr1MoVG钢管具有良好的综合性能的最佳组织是百分之三十到四十之间的回火贝氏体和百分之六十到七十之间的铁素体和珠光体。因此，要想对热处理工艺进行优化，非常关键的就是对正火后的钢管冷却速度进行控制。结合具体的生产实践，不同规格的钢管在热处理生产工艺方面也存在着差异，如果钢管的壁厚在20毫米以下，那么正火之后采用的热处理工艺是空冷；如果壁厚在30毫米以上，那么就可以优化热处理工艺，也就是水冷加空冷。
3焊接工艺要点焊接工艺要点分析：结合现场的具体情况，首先需要做的就是控制预热温度和层间温度，保证其处于允许的范围之内，保证在温度方面，不会导致焊接裂纹的产生。具体来讲，焊接的工艺要点：一是在坡口型式方面，采用的是单面双V型坡口，对上下部坡口角度进行合理的控制，下部坡口一般在35度，上部一般控制在10度，将钝边厚度控制在1.5毫米左右，将对口间隙控制在2毫米左右。二是对预热温度和层间温度进行合理的控制，一般来讲，预热温度在200摄氏度以上，在300摄氏度以下，而层间温度则在250摄氏度到350摄氏度之间。三是控制焊后热处理温度，通常情况下，750摄氏度为最佳，3个小时的保温时间，缓慢的冷却，它的升温速度和降温速度都不能过快，保证其不能够超过每小时130摄氏度。焊接的规范参数如下所示：施工中采取的工艺措施：主要包括这些方面的内容，一是在焊接作业之前，需要将防风保温棚搭设在焊缝位置，将电暖气设置在保温棚内，要避免棚内温度在0摄氏度以下。二是对两端管口进行封堵，对管道冷却速度进行适当减缓，要知道，管道内流动的冷空气，会对管道受热后的冷却速度起到一个加快的作用，对于焊接的质量产生严重的影响。针对这种情况，就可以采用管口封堵的方法，这样冷却速度就可以得到有效降低，管道焊缝的冷却时间也得到延长，控制层间温度。三是在焊接工艺评定允许的预热温度范围之内，需要对预热温度进行提高，保证焊接过程的温度都符合相关的要求，将对口中心线作为预热范围的基准，保证两侧在150毫米以上，而加热区以外的范围内需要进行必要的保温，这个范围控制在100毫米之内。预热之后，焊接位置需要预留出来，并且用石棉保温棉包裹焊口两侧100毫米范围。四是12Cr1MoVG因为有明显的淬硬倾向，那么尽量采用机械方式来进行坡口加工，如果切割时采用的是火焰方式，那么就需要将淬硬层磨去，这样可以有效的避免表面裂纹的出现。为保证最大限度的降低焊缝扩散氢含量，需要彻底的清除坡口及其边缘内外表面20毫米内的各种污垢。
参考文献：[1]郭元蓉，吴红.厚壁12Cr1MoVG钢管的热处理工艺优化[J].钢管，2008，2（5）：123-125