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1、探究不锈钢管道裂纹产生原因分析及裂纹处理(中国联合工程公司浙江杭州310052)摘要：对OCH9Ni9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：0Crl9Ni9不锈钢；晶界腐蚀开裂；工作应力；焊接裂纹；挖补修复0前言电厂化学水工艺水管道规格219mm×10mm。材质为0Crl9Ni9,满负荷连续运行，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。在管道膨胀弯的焊缝的热影响IX产生了长约150mm的纵向裂纹。I裂纹产生原因的分析1.1母材及填充材料使用不当管道使用的是0Crl9Ni9(美
2、304)，不锈钢的化学成分为:(C}≤0.08%,(Cr)为18.0%〜20.0%,(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°C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°C危险温
3、度IX间，道间温度控制也未见成效。这是形成晶界腐蚀裂纹的乂一原因。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10mm处钻φ6mm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=3.2mm，p=1.5mm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U两边的汕、锈等杂物清理干浄。(2)采用ZX7—400A焊机，直流反接，焊材为A132,3.2mm，进行打底、填充及盖面，焊接电流为110A。(3)采用火弧焊打底、连弧焊填充及盖面，并且单道打底，
4、双道填充，3道盖面。每层间都彻底清理，每个接头都要错开15mm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。⑷补焊后，焊缝外观平整，且焊缝余高宽度≤l4mm，经做着色检查合格，只是热影响区的硬度超标，但是没有作为重点考虑。⑸补焊后，设备经过26d的运行，距补焊焊缝10mm处再次产生长150mm的裂纹，导致泄漏，再次被迫停产。1.3管道振动过大裂纹主要产生在管道膨胀弯焊缝的热影响区，这是由于在产生晶间腐蚀的同吋，管道不断收缩膨胀的方向不一，管道内部工艺水压力较大引起振动.使焊缝的热影响区受到了很大的外载荷.也就是在不断增大疲劳载荷，使己经产生晶界腐蚀的热影响
5、区加速开裂。1.4内部介质腐蚀性大漏点有严重的被腐蚀痕迹。这完全可以证明。管道在长期运行的过程中内部介质不断渗入晶间，使其加大晶界腐蚀，导致开裂。2挖补修复用等离子弧将其完全割除，并且挖掉宽150mm左右，且比可见裂纹两端各长出20mm的管道母材(必须将焊缝两侧的热影响区切除掉)，然后根据挖掉母材的尺寸，选择相同轴向、材质为0Crl9NillTi、规格为200mm×15Omm×12mm的补丁块，对切除部位进行补焊修复。2.1打磨与组对坡口尺寸:坡口角度α=60°，预留间隙b=3.2〜4.0mm，钝边p=1.5〜2.0mm。焊接时要严格控制间
6、隙尺寸。并iL要基本•一致。2.2焊接设备、方法、焊材及工艺参数2.2.1焊接设备焊机采用ZX7—400A,或其他逆变直流、硅整流焊机，均直流反接，以使焊接过程中电弧稳定性好、飞溅小，从而进一步保证焊接质量。2.2.2焊接方法采用焊条电弧焊，防止内部氧化并便于操作，节省吋间。但若吋间充足，最好采用TIG焊，尽管焊接设备复杂，但是温度更容易控制，不过一定要注意管内充组保护。2.2.3焊材采用A132(E—19一lONb—16)焊条，因Nb既可以细化晶粒，又能够与C结合生成稳定的碳化物，从而避免在奥氏体晶界形成贫铬区，大大提高焊缝的耐晶界腐蚀能力。2.2.4焊接顺序点固焊焊缝位置及焊接顺
7、序如图1所示焊接顺序为：1一2—3—4一5—6-7—8：焊接方向：1,2段为由C,D点向右；3,4段为由C,D点向左；5,6,7,8段为由下向上。图12.2.5焊接参数选用φ2.5mm焊条火弧打底，φ3.2mm焊条火弧填充、盖面，以便于道间温度的控制。焊接电流见表1。2.3点固焊与焊接2.3.1点固焊采用西φ2.5mm焊条，对图4中A,B,C,D处进行火弧点固焊，焊缝长度不超过20mm。点固焊时的焊接电流与正式焊接时相同。2.3.2
