0Cr19Ni9不锈钢管道裂纹产生原因分析及焊接处理

作者:杨永磊;魏军 刊名:焊接技术 上传者:张芦燕

【摘要】对0Cr19Ni9不锈钢管道裂纹产生原因进行了分析,并对裂纹焊接处理的有关问题进行了阐述,同时叙述了具体挖补修复方法及焊接修复过程。

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焊接技术第 38 卷第 9 期 2009 年 9 月·焊工之友· 0 前言 某甲醇装置中工艺水管道规格 准173 mm×12 mm,材质为 0Cr19Ni9, 满负荷连续运行, 且北方气候寒冷昼夜温差大, 使管道温度升降很快, 同时管道振动过大, 工艺水又具有较强的腐蚀性且温度又高, 安装后运行不足 10 个月, 在管道膨胀弯的焊缝的热影响区产生了长约 150 mm 的纵向裂纹, 导致泄漏, 被迫停产。 笔者根据分析断定, 裂纹产生原因不是单一的,而是在母材和填充材料的合金元素不齐全、 焊接工艺不当、 工作状态不好、 管内介质腐蚀性大等共同作用下引起的。 为了降低成本, 尽快恢复生产, 提高焊接接头的疲劳强度, 降低热影响区晶界腐蚀的集中系数, 根据以往补焊修复经验, 对裂纹进行了修复, 有效地保证了管道的正常运行。 1 裂纹产生原因的分析 1.1 母材及填充材料使用不当 0Cr19Ni9 (美 304) 不锈钢的化学成分为: w(C) ≤0.08%, w(Cr)为 18.0%~20.0%, w(Ni)为 8.0%~10.0%, 由此可知, 这类不锈钢的 C 含量与一般的奥氏体不锈钢 C 含量相当, 并非超低碳不锈钢, 并且没有加入稳定碳化物的 Ti, Nb 元素。 如果在焊接时没有避开 450~850℃的危险温度区间, 并且没有选用含 Ti, Nb 元素的焊接材料, 就会在热影响区形成脆 性大、 塑性低的碳化铬, 从而使热影响区、 熔合线上产生晶界腐蚀裂纹。 1.2 焊接工艺不合理 从图 1 焊缝中可以看出, 是连弧焊接, 焊缝较宽, 成形粗糙, 弧坑较大, 焊趾明显咬肉。 由此可以断定, 焊接时所用焊条直径较大, 焊接电流也较大,焊速慢, 停留时间过长, 没有避开 450~850 ℃危险温度区间, 道间温度控制也未见成效, 这是形成晶界腐蚀裂纹的又一原因[1]。 为了保证装置在短期内恢复运行, 就对裂纹进行了直接补焊。 (1) 首先做好一切焊前准备工作, 在距裂纹 2 个端点各 10 mm 处钻准6 mm 的止裂孔, 以防打磨、 焊接过程中裂纹蔓延。 然后用角向磨光机磨出 α=60°,b=3.2 mm, p=1.5 mm 的坡口。 坡口长度为止裂孔间的距离, 并过止裂孔磨出焊缝与母材的过渡面, 再将坡口两边的油、 锈等杂物清理干净。 (2) 采用 ZX7-400A 焊机, 直流反接, 焊材为 A122, 准3.2 mm, 进行打底、 填充及盖面, 焊接电流收稿日期: 2008-12-22 文章编号:1002-025X(2009)09-0062-03 0Cr19Ni9 不锈钢管道裂纹产生原因分析及焊接处理 杨永磊, 魏 军 (青海格尔木炼油厂设备保障部, 青海 格尔木 816000) 摘要: 对 0Cr19Ni9 不锈钢管道裂纹产生原因进行了分析, 并对裂纹焊接处理的有关问题进行了阐述, 同时叙述了具体挖补修复方法及焊接修复过程。 关键词: 0Cr19Ni9 不锈钢; 晶界腐蚀开裂; 工作应力; 焊接裂纹; 挖补修复中图分类号: TG444.1 文献标志码: B 62 WeldingTechnologyVol.38 No.9 Sep. 2009 为 110 A。 (3) 采用灭弧焊打底、 连弧焊填充及盖面, 并且单道打底, 双道填充, 3 道盖面。 每层间都彻底清理,每个接头都要错开 15 mm 左右, 确保没有缺陷。 焊接方向为从左至右, 焊接顺序为逐层逐道由下至上。 (4) 补焊后, 焊缝外观平整, 且焊缝余高 h≤1 mm, 宽度≤14

参考文献

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