SA738Gr.B钢焊缝裂纹产生原因分析及处理

作者:刘非; 刊名:电焊机 上传者:邢鑫

【摘要】钢制安全壳是核电站的第三道安全屏障,其作用是在事故工况下,阻止放射性物质向环境逸散。焊接是钢制安全壳制作安装阶段的重要加工工艺方法,焊接裂纹缺陷的存在将影响钢制安全壳的质量,对核电站的安全运行造成极大的安全隐患。针对国内某核电工程钢制安全壳闸门插入板与筒体之间的焊缝产生了裂纹的实际情况,重点围绕焊接过程质量控制,详细分析了焊接热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹以及再热裂纹产生的原因,通过分析确认SA738钢Gr.B钢焊缝裂纹为再热裂纹,并结合工程实际提出了预防措施和裂纹缺陷处理方法,为后续工程焊接工艺制定提供了参考。

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0前言国内某核电工程钢制安全壳的设备闸门插入板与钢制安全壳筒体之间的焊缝,在焊后热处理拆除保温棉的过程中,发现靠近设备闸门插入板一侧 的焊缝热影响区有可见裂纹,随后采用超声和着色检测方法检查整条焊缝,发现表面裂纹区域共3处,裂纹长度共计约5.6m,均处于钢制安全壳外侧,内侧未见缺陷;裂纹位置均处于插入板一侧的焊缝熔合线处,裂纹最深处约10mm,如图1所示。焊接裂纹缺陷的存在将影响钢制安全壳的质量,给核电站的安全运行造成极大的安全隐患。分析焊缝裂纹产生原因,制定正确合理的处理方案,对确 保钢制安全壳的建造质量具有重要的意义。1工程简介设备闸门位置中心方位角为127.5,中心标高为4.5m;设备闸门的套筒外径6100mm,插入板外径8500mm,总质量51t,在热处理时将插入板与筒体的焊缝分为三段,从钢制安全壳筒体内侧观测顺序依次为:上侧(210~330)左侧(125~210)右侧(330~65),如图2所示。1.1母材及焊接材料某核电工程钢制安全壳的母材和设备闸门插入板主体材质为SA738Gr.B钢,其钢板厚度分别为图1焊缝裂纹位置示意图2设备闸门插入板与筒体焊缝热处理分段示意 表3E9018-G-H4焊条化学成分w(C)0.120.10%项目要求值实测值w(Si)0.880.30w(Mn)0.60~1.951.50w(P)0.030.01w(S)0.030.008w(Cr)0.200.03w(Ni)0.80~1.801.60w(Mo)0.500.32w(Cu)0.050.02表1SA738Gr.B钢板化学成分w(C)0.200.11%项目要求值实测值w(Si)0.13~0.600.30w(Mn)0.90~1.601.40w(P)0.030.005w(Cu)0.350.30w(Ni)0.630.40w(Cr)0.340.10w(Mo)0.330.16w(V)0.080.04w(S)0.030.01表2SA738Gr.B钢板力学性能Rm/MPa622ReH/MPa530A/%28Rp0.2/MPa(150)475Akv/J(-45)310,322,330拉伸性能冲击性能(钢板中心)表4E9018-G-H4焊条力学性能Rm/MPa(室温)620~735695RP0.2/MPa(室温)530610A/%(室温)2025Rp0.2/MPa(150)360570Akv/J(-29)47108,145,115拉伸性能冲击性能要求值实测值项目55mm、52mm和130mm,采购入厂后对其进行了性能验收。55mm的SA738Gr.B钢验收时的化学成分和力学性能分别如表1和表2所示。工程实体焊接用的焊接材料牌号为E9018-G-H4,规格3.2和4.0,焊接前对E9018-G-H4焊条进行验收和复验,焊条验收、复验的内容和结果应符合E9018-G-H4焊条采购技术文件的要求,E9018-G-H4的化学成分和力学性能分别见表3和表4。1.2焊接、热处理工艺以及无损检测要求设备闸门插入板与钢制安全壳筒体之间的焊接采用评定合格的焊条电弧焊工艺,焊工和无损检测人员分别按照HA603和HF602要求取得了相应资格证书。ASME规范第卷NE分卷规定[1],钢制安全壳(SA-738Gr.B钢)焊后不进行热处理的允许最大壁厚为44.5mm。设备闸门插入板与钢制安全壳筒体连接处的钢板厚度为55mm和52mm,热处理温度595~620;热处理升/降温时,425以上时应控制钢板的升/降温速率小于等于100/h,热处理保温时间为130min。焊接完成后、热处理前对设备闸门插入板与钢制安全壳

参考文献

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