高钢级管道环焊缝裂纹失效分析

含裂纹缺陷的环焊缝失效分析,是解决X70及以上高钢级管道环焊缝质量风险的必要环节。文中对现阶段含裂纹缺陷的环焊缝排查和失效分析进行了梳理和成果总结分析,及时发现问题和规律,为后续安全管控和裂纹机理研究提供参考。已有失效分析规律总结如下：X70及X80管道环焊缝裂纹以根焊开裂形式为主;变壁厚、管道顶部和底部等位置容易发生环焊缝裂纹缺陷,焊接施工和缺陷无损检测及评判时应重点关注,尽量避免漏评误判;焊瘤、错边、余高等外观检测指标超标,导致环焊缝成形较差,影响裂纹缺陷的检出并加重根焊位置的应力集中。基于上述规律,建议对新建管道需加强针对管道环焊缝外观检测、根焊裂纹检测工艺。而对于在役管道,重点防范弯曲等附加载荷影响,依托环焊缝裂纹失效分析,进一步研究环焊缝裂纹形成的微观机理和控制参数。     

P91集箱与12Cr1MoV端盖的焊接技术

P91钢广泛用于制造大型火力发电机组中的各种耐热管道,由于其合金元素含量较高,导致焊接性很差。文中分析了P91钢和12Cr1MoV钢的化学成分及力学性能,通过选用合理的焊接材料、坡口形式及恰当的焊接工艺参数来保证焊接质量。焊接过程中,采用多层多道焊,细化晶粒。焊后后热,消除残余氢,防止冷裂纹的产生。焊后对焊缝采用无损探伤检测,发现焊缝质量能满足使用要求,证明P91钢和12Cr1MoV钢两种焊接性较差的异种钢,采用恰当的工艺措施,可以获得优良的焊接接头。     

27SiMn钢与35钢焊接工艺

液压缸筒由低合金27Si Mn和35钢焊装,由于是异种钢焊接,其焊缝及热影响区容易出现高硬度、高脆性、韧性较低的组织和性能,而焊接是油缸生产制造过程中关键工序之一。选用CO2气体保护焊,精选低氢低碳合金焊材和焊接工艺参数,采用焊前预热、焊后缓冷的焊接工艺。经焊后力学性能试验,各项指标合格;经焊接工艺评定,焊缝成形好,焊缝热影响区小,焊接变形小,无气孔、无裂纹、无未熔合、无未焊透等缺陷,焊接质量优良。结果表明,采用合理的焊接工艺,低合金钢27Si Mn与35钢焊接性能优良,能满足液压油缸的工作要求。     

对接焊缝错边处超声波探伤应注意的几个问题

在锅炉压力容器定期检验中经常遇到对接焊缝错边量超标的问题。由于错边量超标（允许超标尺寸见表1），在锅炉压力容器制造过程中易产生裂纹、未焊透和未熔合等焊接缺陷；在使用过程中，易产生应力集中，使设备中原来存在的制造规范允许的小缺陷扩展开裂，导致设备失效。《压力容器定期检验规则》和《在用工业管道定期检验规程》有关条款都要求对错边量超标的对接焊缝进行射线检测或超声波检测，以确定是否存在裂纹、未熔合和未焊透等严重缺陷，以便检验人员确定安全等级，     

16MnR低合金高强钢埋弧自动焊结晶裂纹产生原因分析和防止

在16MnR低合金钢埋孤自动焊工艺评定中,焊缝根部焊道纵向分布热裂纹沿奥氏体晶界开裂,属典型的结晶裂纹,它是由于结晶过程中S、P共晶物的偏析所引起.经过对比试验,母材、焊材化学成分均符合要求,且焊材H08MnA对结晶裂纹的敏感性低；通过焊接速度、焊接电流与裂纹率关系的试验分析可知,降低焊接速度或减小焊接电流均可减小结晶裂纹的产生；综合分析焊接线能量,确定了第一层施焊在较小线能量情况下,采用低焊速的方法能有效地防止结晶裂纹的产生；采用开槽引收弧板,点固焊距焊缝120 mm以上,有利于避免端部热裂纹产生.     

核电站复合钢管道维修焊缝的断裂性能研究

为验证不同体系焊材（美标和俄标）对典型核电站复合钢管道维修焊缝的断裂性能的影响，采用成熟的焊接工艺、不同体系焊材制备复合钢管道维修试样，并分别对其熔敷区和热影响区进行断裂性能测试。结果表明，美标焊材修复焊缝的熔敷区的抗断裂性能明显高于俄标焊材；两种体系焊材修复焊缝的热影响区的抗断裂性能相近；俄标焊材修复焊缝的热影响区的抗断裂性能明显高于熔敷区；从趋势上判别，随着裂纹扩展量的增大，美标焊材修复焊缝的热影响区的J阻力曲线明显高于熔敷区，美标焊材修复焊缝的熔敷区和热影响区的条件起裂韧度相差不大。     

大直径厚壁12Cr1MoVG钢主蒸汽管道对接焊缝裂纹补焊工艺研究

分析了12Cr1MoVG钢的大直径厚壁管对接焊缝产生焊接裂纹的原因,并针对某电厂主蒸汽用管道对接焊缝的表面裂纹,提出了小参数施焊、严格执行热处理工艺等一系列修补措施。焊后24 h的检验结果表明:严格执行彻底清除缺陷、小参数规范施焊、规范热处理等工艺措施是现场处理大直径厚壁12Cr1MoVG钢管焊缝裂纹的有效措施。     

电站P91管道焊缝根部的相控阵检测工艺探究

针对电站P91管道常见的焊缝根部缺陷,设计了具有相应缺陷反射体的模拟对比试块,对焊缝根部进行相控阵检测工艺的研究和验证。结果表明,制定的焊缝根部相控阵检测工艺对管道焊缝根部裂纹、根部未焊透和根部未熔合缺陷具有较好的检出效果,能检测出0.5 mm深根部裂纹、1 mm深根部未熔合和1 mm深的根部未焊透缺陷。将根部区域置于40°～45°声束角度范围内进行扫查可获得较好的根部缺陷的检测效果。此检测工艺在电站管道的监督检验中具有较好的推广应用价值。     

304不锈钢法兰焊接裂纹分析及返修

对检修过程中发现的304不锈钢焊缝裂纹及母材本体裂纹进行分析,焊缝存在较多的焊渣,以及根部未焊透是焊缝开裂的原因。母材的金相分析表明,304不锈钢晶界存在碳化物聚集,容易发生晶间腐蚀,引起母材开裂,焊接过程中,多层多道焊也容易使得热影响区晶间腐蚀加剧,引起母材开裂。304不锈钢锻造法兰的制造过程中应避免在敏化温度停留时间过长,固溶处理时应采取快冷的方式避免晶间腐蚀。焊接返修过程中,通过严格控制焊接层间温度,采用快速小热输入的工艺参数使得返修后的304不锈钢焊接质量检验合格。     

T91/P91钢承插焊焊接技术探讨

大、中型锅炉设备的再热器、过热器集箱与管子,由于工作温度在565~650℃,所以用T91/P91钢来代替奥氏体不锈钢。该类钢属于马氏体Cr-Mo钢,是新型钢。由于该钢种合金元素含量高,导致焊接性很差,易出现裂纹。因此,需通过选用合理的焊接材料、坡口形式及合适的焊接工艺参数和措施来保证焊接质量:焊接过程中,采用多层焊,细化晶粒;焊后后热,消除残余氢,防止冷裂纹的产生。焊后对焊缝进行外观检查及磁粉探伤,未发现缺陷,实践证明T94/P91钢焊接采用合适的工艺措施,可以获得优良的焊接接头。     

奥氏体耐热钢焊接接头的无损检测工艺

针对SA213-TP304H奥氏体对耐热钢容易产生焊接热裂纹及其焊接接头耐蚀性的特点，分析了SA213-TP304H奥氏体耐热钢容易产生焊热裂纹、晶间腐蚀及应力腐蚀开裂的原因，制订了射线探伤（主要检查焊接接头内部缺陷） 渗透探伤（检查焊接接头及近焊接接头区裂纹）的无损检测工艺，并付诸于实施，取得了良好的效果，防止了裂纹等危害性缺陷的漏检，确保了热段再热器SA213-TP304H奥氏体耐热钢焊接接头的焊接质量。     

E36海洋平台用钢焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究

针对海洋平台用钢E36-Z35钢的焊接特点,开发了一种药芯焊丝焊接工艺,并对焊接接头的母材、焊缝、热影响区和熔合线进行了疲劳裂纹扩展速率试验.结果表明:由于焊材及工艺选择合理,焊缝、热影响区及熔合线处的疲劳裂纹扩展速率低于母材.     

主蒸汽系统P91与P22小口径管道异种钢的焊接工艺

P91与P22钢焊接性均较差,两种钢材组成的异种钢焊接接头极易出现淬硬倾向并产生裂纹。此外,由于两种钢材在材料属性以及在焊接热处理要求方面的差异,加之产品管径较小容易影响加热器安装效果从而造成热处理质量下降,最终导致该异种钢焊接接头难以获得较为理想的综合力学性能,尤其是硬度指标更难以保证。为此,通过对核电主蒸汽系统P91与P22小口径管道的材料属性、焊接性能进行分析,按照焊前准备、焊接方法及焊接材料、焊接工艺参数、焊后热处理步骤实施工艺试验,结果表明,接头焊接质量检验、力学性能检验、微观金相检验、硬度检验均满足设计以及ASME规范相关要求。通过上述措施最终确定现场施焊的焊接工艺,将其应用于实际生产后效果良好,满足P91与P22小口径管道异种钢的焊接施工要求,为现场焊接提供了技术保证。     

H型钢焊缝区裂纹分析

针对Q345B H型钢角焊缝中产生的裂纹问题,通过对母材及熔敷金属的化学成分检验、接头宏观和微观金相分析、焊缝成形及硬度检测,对产生裂纹的原因进行分析.结果表明:此裂纹为沿晶开裂的结晶裂纹,不合理的焊接工艺参数是造成焊缝出现结晶裂纹的主要原因.为防止裂纹产生,埋弧焊焊接时建议减小焊接电流和降低焊接速度,适当升高电弧电压...     

12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的组织性能研究及原因分析

通过力学性能测试、金相组织检验及扫描电子显微镜观察等分析了某火力发电机组12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的显微组织和力学性能。试验研究结果表明:12Cr1MoV钢硬度超标焊缝的强度高、塑性低、冲击韧性较差;焊缝硬度超标是由于焊后热处理恒温温度不足所致;焊缝硬度超标会使该材料焊接接头产生再热裂纹的倾向增大,容易出现早期开裂失效;采用较小的焊接热输入、有效的焊后热处理、减少接头部位的应力集中是减少12Cr1MoV钢焊接接头再热裂纹的有效措施。     

B型地铁枕梁自动焊焊接缺陷产生原因分析及工艺优化

枕梁是城轨地铁车体承受疲劳载荷的重要部件,其焊缝质量的好坏直接影响整车的运行安全。B型地铁枕梁焊接采用自动焊工艺,25V焊缝质量等级为CP C1,自动焊时容易在打底焊缝产生横向纵向裂纹、未熔合等焊接缺陷。通过采取工装压卡调节、点固焊工艺优化、调整焊接工艺参数等措施避免裂纹及未熔合缺陷的产生,提高了焊缝质量,降低了返修率,提高了产品合格率。     

管道实心焊丝自动焊弧坑裂纹的产生及预防

随着石油天然气长输管道朝着高钢级、大口径方向的发展,管道自动焊施工成为长输管道施工中主要的焊接作业方式,但对于不同钢级、不同管径、不同焊材厂家和不同自动焊设备厂家来说,自动焊工艺参数的选择、控制和优化至关重要。依托中俄东线天然气管道工程项目,进行大量的管道自动焊工艺焊接试验,分析长输管道实心焊丝自动焊收弧处裂纹产生的原因及危害,并针对管道局研究院CPP900自动焊设备焊接过程中出现的收弧裂纹进行工艺参数优化,通过控制自动焊电源TPS3200的相关参数设定和试验有效解决了弧坑裂纹,为现场焊接施工提供了质量保障。     

铍的焊接缺陷及其控制技术研究

加填充材料焊接铍是防止铍焊缝开裂的技术措施之一,但加填充材料对铍进行高能束焊接可使焊缝形成钎接焊.介绍了铍焊接时生成的缺陷,主要有焊接裂纹、气孔、夹杂、未焊透和热影响区的晶粒长大等,全面系统地总结了铍焊接形成的各类缺陷,减轻和消除焊接缺陷的各种试验技术.在焊接参数试验的过程中,避开对焊接裂纹敏感的脉冲焊和深熔焊接工艺参数,可使铍的焊接缺陷（特别是焊接裂纹）明显地减少.     

冷焊修复层在H_2S环境下的开裂行为研究

研究了不同工艺条件下A350 LF2钢冷焊修复层的组织特征以及在NACE标准实验条件下的硫化物应力开裂(SSC)和氢致开裂(HIC)特征。结果表明,低的热输入量、短持续时间和高占空比条件下容易产生未熔合焊接缺陷,Ar气输入量较大则容易产生焊接气泡。H_2S腐蚀实验结果表明,冷焊修复层对SSC不敏感,但是却极易在焊接缺陷处产生HIC裂纹,裂纹在未熔合区以及焊缝气泡的边缘萌生,并沿着焊接熔合线在焊缝一侧扩展。适当的冷焊修复工艺参数能消除焊接缺陷,有利于提高焊缝的抗HIC开裂性能。     

35CrMo合金钢调整套本体焊缝裂纹原因分析及解决措施

本文通过分析35CrMo合金钢的自身性能与可焊性、焊缝冷裂纹产生原因、热影响区性能变化原因及对策,总结出35CrMo合金钢焊接工艺特点及冷裂纹防止措施,制定出合理的焊接工艺——合理选择焊材、焊前预热工件与焊条、焊接过程控制、焊后热处理等措施,有效解决和防止了焊缝冷裂纹的产生,使产品各性能达到规定与使用要求,彻底解决了35CrMo合金钢实际生产中的焊缝裂纹问题。