电站锅炉集箱管座角焊缝裂纹分析及修复.pdf

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1、2013年12月建材与装饰工艺与设备电站锅炉集箱管座角焊缝裂纹分析及修复黄友洪（福建省锅炉压力检验研究院宁德分院福建宁德352100）摘要：发电锅炉的集箱上管座角焊缝两年前检验时出现了裂纹已进行焊接返修，而两年后的检验时又发现返修过的焊缝出现了裂纹。本文对该焊缝裂纹的成因进行了分析，制定出合理的焊接返修工艺，有效地避免了焊缝裂纹的再次产生。关键词：珠光体耐热钢；焊缝裂纹；原因分析；焊接修复中图分类号：TG441.7文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）40-0073-021引言属成分

2、与母材的化学成分基本一致，如果焊缝金属同母材的化某发电厂一台65t/h锅炉，设计压力为3.82MPa，蒸汽温度学成分相差很大，其焊接接头在长期高温工作后，会成份不均450益，已运行十几年了，在2010年进行内部检验时发现该锅炉匀，合金元素易发生扩散，导致焊接接头的持久强度明显下降。的集汽集箱的安全阀角焊缝存在多处裂纹，最长约有100mm。查据使用单位反映，上次焊接返修时所使用的焊条牌号为E4303看该炉的运行记录和技术档案，该炉作为备用炉启停较频繁，在（J422），而该焊条是低碳结构钢焊条，其焊缝金

3、属的化学成分与两年前进行的内部检验时就已发现有裂纹了，经用户返修合格。母材12Cr1MoV钢相差很大，而且该焊条的熔敷金属的强度级别我们对此管接头角焊缝的裂纹产生的原因进行了分析并制订出与12Cr1MoV钢低一个级别，使焊缝的强度明显下降。另外合理的焊接返修工艺，有效的避免了裂纹再次产生。E4303（J422）焊条是酸性药皮，其焊缝金属中氢的含量很高，使得焊缝金属进一步变脆。2钢材的焊接性能3.3焊后未按要求进行热处理（1）该集箱和管接头的材料均为12Cr1MoV，属于珠光体耐珠光体耐热钢的焊接接头

4、一般要进行焊后热处理。热处理的热钢。所谓珠光体耐热钢，就是其钢材在正火后得到的组织是珠目的是为了改善焊接接头及热影响区的组织和性能，消除残余光体。主要含有Mo和Cr元素，加入Mo能显著提高钢的热强性，内应力，避免在运行中因内应力过大而产生裂纹，同时热处理能并能细化晶粒，防止钢的回火脆性及过热倾向，同时有提高抗腐加快接头中扩散氢的溢出，避免产生冷裂纹。由于该返修焊缝没蚀作用，但是仅含Mo的钢长期处于高温下，有石墨化倾向，为消有进行焊后热处理，使得焊缝金属中存在着较高的应力和氢。除这种倾向，在钢中加入一

5、定程度的Cr元素，主要是提高钢的抗由于该焊缝没有按正确的焊接工艺进行返修，使焊缝及热影氧化能力及防止石墨化倾向，而加入一部分V元素主要是进一响区同时具备了产生冷裂纹的三个条件：步细化晶粒。这种钢在高温下具有化学稳定性和足够的抗蠕变（1）焊缝及热影响区的含氢量。性能及持久强度，并有抗气体侵蚀能力。在我国的锅炉制造中一（2）焊缝及热影响区有淬硬组织。般用在臆580益受热面管子和臆575益的集箱、管道上。（3）焊缝有较高焊接残余内应力。（2）由于该种钢除含有一定数量的Cr和Mo外，还有0.1耀再加上该锅炉

6、开停炉频繁所产生的交变载荷应力，使得该焊0.2%的V，这些合金元素都具有一定的淬硬倾向，在焊接热循环缝在返修后使用不久就产生裂纹，所产生的裂纹属于冷裂纹。的作用下，热影响区和焊缝均有可能产生淬硬组织，易产生冷裂纹。所以对焊前的预热、焊接工艺和焊后的热处理要求比较严4焊缝的返修格。4.1裂纹的清除3裂纹的成因分析（1）用角向磨光机仔细的打磨清除裂纹并开坡口及周围30mm范围内打磨露出金属光泽。3.1焊前未按要求进行预热（2）用渗透探伤检查坡口内是否还有残余的微小裂纹。根据要求12Cr1MoV钢焊接前要

7、进行200耀250益的预热，预热的目的是减慢冷却速度，避免产生硬脆的马氏体组织，也可以4.2焊前预热减少因马氏体转变而产生的组织应力，并减少焊缝金属周围金用陶瓷远红外加热器对返修的焊缝进行预热，预热温度为属的温差而减少热应力，特别是降低近缝区的应力峰值；另外，200耀300益。采用远红外加热器的优点是加热速度快，工件受热较在任何一种组织状态下预热，金属的塑性就得到提高，因而提高均匀。了金属的变性能力。所以预热是防止冷裂纹产生的一种重要和4.3焊条的选择有效的工艺措施。据使用单位反映，上次对裂纹进行焊

8、接返修根据母材的化学成分及机械性能，保证焊缝金属与母材化学时，未采用任何的预热措施，使得焊缝的冷却速度过快，导致焊成分相匹配，即同成分的原则选用E5515-B2-V（R317）低氢钠型缝及热影响区产生淬硬组织，塑性降低、脆性增大。焊条，规格为准4.2mm，使用前经300耀350益烘干1h后，放入焊条3.2错用焊接材料保温筒中，随用随取。对于珠光体耐热钢的焊接材料的选用原则是：要求焊缝的金4.4焊接操作·73·工艺与设备建材与装饰2013年12月我国机械工程研究进展与展