WB36管道焊接裂纹原因分析及处理

作者:李强; 刊名:机电信息 上传者:肖卓炳

【摘要】靖海电厂1000MW机组再循环管道改造工程中,材质为WB36的管道焊接焊缝大面积出现环向裂纹缺陷。环向裂纹缺陷的焊缝全部分布在阀门端,且焊缝硬度普遍过高,因此裂纹原因判定为阀门端预热不足,焊接层间温度不够而导致冷裂纹。处理方案是加强阀门端的预热,严格控制焊接层间温度在工艺标准范围。经过实践,修复的焊缝没有出现裂纹的缺陷,各项检测结果均合格,反向证实了原因分析准确,方案制定行之有效。

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0引言部分缺陷焊缝的硬度值。经过热处理后硬度严重超标,表明热处理实际温度没有达到工艺标准,同理推断预热的温度也可2017年,靖海电厂1 000 MW机组再循环管道改造,管道规能没有达到150~200℃。调查中了解到,在预热和热处理时,格准273×35,材质为WB36(15NiC u Mo Nb5),共22道焊缝,焊接控温点均设置在坡口(或焊缝)靠直管一侧。而阀门侧的直管热处理完成后进行超声检查发段较短,受热面小,加上管壁较厚和向阀体方向的热传导,使现其中有10道焊缝存在反射波靠近阀门端的坡口(或焊缝)的实际温度低于控制温度,因此超过判废线的缺陷,缺陷长度达不到预热和热处理的效果,这是焊接出现冷裂纹和热处理几乎围绕整个焊缝,缺陷深度后焊缝硬度过高的主要原因。在20~30 mm之间,初步判定缺陷的性质为环向裂纹。通过环切焊缝后渗透检测结果显示为裂纹,如图1所示,证实了超声检测的判断。图1焊缝渗透检测显示裂纹1 WB36钢简介WB36钢(15NiC u Mo Nb5)是德国研制的Ni-Cu-Mo型低合金耐热钢,由于其优异韧性和高温强度,被广泛应用于电站500℃以下的承压管道。通过对其碳当量和冷裂纹敏感指数的计算可知,WB36具有一定的冷裂倾向,焊接时需对其适度预热。2产生裂纹原因分析管道焊接出现大面积的裂纹首先应审查焊接和热处理工图2焊缝位置分布图艺是否恰当,表1为焊接和热处理工艺卡的关键内容,对各项表2部分裂纹焊缝的硬度技术要求的检查发现没有不当之处,对焊条和焊丝的光谱检焊缝编号A7 A10 A11 B8 B11查也都符合各项标准,所以排除以上情况对焊缝的影响。焊缝最高硬度值/HB 371 366 360 370 365表1关键焊接和热处理工艺焊缝平均硬度值/HB 347 352 354 342 357(1)Ws打底的厚度不小于3 mm,并及时进行次层的焊接3改进方案(2)其他焊道的单层厚度不大于所工3.1控温点位置调整用焊条直径加2 mm艺(3)单焊道摆动宽度不大于所用焊由于阀体和阀门侧直管较短的影响,焊缝靠阀门侧的温要条直径的4倍度比靠直管的温度低,为保证预求(4)采用电加热预热(150~200℃),热和热处理的温度达到设定值,层间温度≤300℃,焊后及时进行热处理所以焊缝靠阀门一侧必须设置焊直径/极气体流量/焊接速度/一个控温点。同时在直管段也设焊条(丝)电压/V电流/A层mm性(L/min)(mm/min)置一个温控点,如图3所示,坡口1 TIG-R10 2.5正6~8 10~15 80~120 40~70或焊缝的两端温度保持一致。加2 CHE707 3.2反20~25 100~120 80~120热方式为坡口或焊缝两端各一3 CHE707 3.2反20~25 110~130 80~120条陶瓷加热绳。图3焊缝位置及控温点焊缝位置分布如图2所示,出现裂纹的焊缝是B7~B11、3.2阀门辅助加热A7~A11,可以明显看出有裂纹的焊缝全部分布于阀门端。并靠阀门侧的直管由于加热面积不足,加上阀体的吸热影且通过硬度检测发现,有裂纹的焊缝硬度大多不合格,表2为响,温度很难达到,所以必须对阀体进行辅助加热,控温点如 图3所示。加热采用500 mm×500 mm的陶瓷加热块,对阀体的左右和底部加热。3.3热处理工艺调整增加阀门的热处理曲线,如图4所示,预热温度设定为200℃,并且阀门率先升温0.5 h,以消除阀体吸热的影响,反而让坡口阀门端的升温更加顺畅。由于管壁较厚,为了让内外温度更加均匀,当坡口温度达到180℃后,选择恒温1 h再进行焊接作业。考虑到

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