埋弧焊縱焊縫終端裂紋原因分析預(yù)防措施

2024-07-17 閱讀 9713

一、概述

在壓力容器制造中,當(dāng)采用埋弧焊焊接筒體縱焊縫時,經(jīng)常會在縱焊縫的端部或靠近端部處產(chǎn)生裂紋(以下簡稱終端裂紋)。對此問題已有不少人進(jìn)行了研究,認(rèn)為產(chǎn)生終端裂紋的主要原因是當(dāng)焊接電弧接近縱焊縫終端時,焊縫在沿軸向膨脹變形的同時,還伴隨有垂直軸向方向的橫向張開變形;而筒體在卷制及制作裝配過程中也存在著冷作硬化應(yīng)力和組裝應(yīng)力;在焊接過程中,因終端定位焊縫及引弧板的拘束作用,在焊縫終端產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)力;當(dāng)電弧移動到終端定位焊縫和引弧板上時,由于該部位受熱膨脹變形,使焊縫終端的橫向拉伸應(yīng)力得到松弛,拘束力減小,便使焊縫終端剛剛凝固的焊縫金屬受到較大的拉應(yīng)力而形成終端裂紋。?根據(jù)上述原因分析提出了兩項解決的對策:一是增加引弧板的寬度以增加其拘束力;二是采用開槽的彈性拘束引弧板。但是我們在實踐中采取上述對策后,問題還是沒有得到有效解決:如雖然采用了彈性拘束引弧板,但仍然會產(chǎn)生縱焊縫的終端裂紋,且在焊接厚度較小,鋼性較小而經(jīng)強(qiáng)制裝配的筒體時也常有終端裂紋發(fā)生等;然而,當(dāng)在筒體縱焊縫的延長部位帶有產(chǎn)品試板時,雖然定位焊等情況與未帶產(chǎn)品試板時相同,卻很少產(chǎn)生縱縫產(chǎn)生終端裂紋。經(jīng)過反復(fù)試驗和分析,我們認(rèn)為縱縫終端裂紋的產(chǎn)生,雖然與終端焊縫處不可避免地存在著較大的拉伸應(yīng)力有關(guān),同時還與其他幾個極為重要的原因有關(guān)。

二、終端級故產(chǎn)生的旅因分析

1.終端焊縫部位溫度場的變化

埋弧焊焊接時,當(dāng)焊接熱源靠近縱焊縫的終端部位時,焊縫端部正常的溫度場將發(fā)生變化,越靠近終端其變化越大。因為引弧板的尺寸遠(yuǎn)比筒體小,其熱容量也小得多,而引弧板與筒體之間只靠定位焊連接,故可視為大部分不連續(xù)。所以終端焊縫部位的傳熱條件是很差的,致使該部位局部溫度升高,熔池形狀發(fā)生變化,熔深也將隨之變大,同時熔池在高溫下停留的時間也變長,熔池凝固的速度變慢,尤其當(dāng)引弧板尺寸過小,引弧板與筒體之間的定位焊縫過短、過薄時更為顯著。

2.焊接熱輸入量的影晌

由于埋弧焊所采用的焊接熱輸人量往往比其他焊接方法要大得多,因而熔深大,熔敷金屬量大,且有焊劑層的覆蓋,所以熔池大,熔池凝固的速度和焊縫冷卻速度都比其他焊接方法要慢,致使晶粒較粗大,偏析較嚴(yán)重,這些都為熱裂紋的產(chǎn)生創(chuàng)造了極為有利的條件。另外,且焊縫的橫向收縮量遠(yuǎn)比間隙的張開量要小,使終端部位的橫向拉伸力比其他焊接方法要大。這對開坡口的中厚板和不開坡口的較薄板尤為顯著。

3.其他情況

?如存在強(qiáng)制裝配,裝配質(zhì)量不符合要求,母材中的S、P等雜質(zhì)的含量偏高及偏析,也都會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。

三、終端裂紋的性質(zhì)

終端裂紋按其性質(zhì)屬于熱裂紋,而熱裂紋按其形成的階段又可分為結(jié)晶裂紋和亞固相裂紋。雖然終端裂紋形成的部位有時為終端、有時為距終端附近地區(qū)105mm范圍內(nèi),有時為表面裂紋,有時為內(nèi)部裂紋,而大多數(shù)情況是發(fā)生在終端附近的內(nèi)部裂紋。由此可見,終端裂紋的性質(zhì)基本上屬于亞固相裂紋,也即在焊縫終端尚處于液態(tài)時,在靠近終端附近的熔池雖已凝固,但仍處于稍低于固相線以下的高溫零強(qiáng)度狀態(tài),在終端復(fù)雜的焊接應(yīng)力(主要為拉伸應(yīng)力)的作用下產(chǎn)生裂紋,而靠近表面的焊縫表層因易于散熱,溫度相對較低,并已具有一定強(qiáng)度且塑性極好,故終端裂紋往往存在于焊縫內(nèi)部而不能用肉眼發(fā)現(xiàn)。

四、預(yù)防措施

從上述終端裂紋產(chǎn)生原因分析可見,要克服埋弧焊縱縫終端裂紋最重要的措施是:

1.適當(dāng)?shù)丶哟笠“宓某叽?/p>

人們往往對引弧板的重要性認(rèn)識不足,認(rèn)為引弧板的作用只不過是將收弧時的弧坑引到焊件外而已,有時隨便找一段鋼板往筒體上一點焊就完事。也有的為了節(jié)約鋼材將引弧板做得很小,成為名副其實的“引弧板”,這些做法是非常錯誤的。引弧板有四大作用:

(l)將引弧時的焊縫斷部和收弧時的弧坑引到焊件外。

(2)加強(qiáng)縱縫終端部位的拘束度,承受終端部位產(chǎn)生的較大的拉伸應(yīng)力。

(3)改善終端部位的溫度場,有利于導(dǎo)熱,不使終端部位的溫度過高。

(4)改善終端部位的磁場分布,減小磁偏吹的程度。為達(dá)到上述四個目的,引弧板必須有足夠的尺寸,厚度宜與焊件相同,尺寸應(yīng)視焊件的大小及鋼板的厚度而定。對于一般的壓力容器,建議其長度和寬度最好不小于14omm。

2.重視引弧板的裝配及定位焊

引弧板與筒體之間的定位焊必須有足夠的長度和厚度,一般來說定位焊縫的長度和厚度以不小于引弧板寬度和厚度的80%為宜,且要求為連續(xù)焊,不能簡單地“點”焊,在縱縫兩側(cè),對中厚板,應(yīng)保證有足夠的焊縫厚度,必要時應(yīng)開一定的坡口。

3.重視筒體終端部位的定位焊

在筒體卷圓后定位焊時,為進(jìn)一步增加縱縫端部位的拘束度,在縱縫終端部位的定位焊縫長度應(yīng)不小于100mm,并應(yīng)有足夠的焊縫厚度,且不得有裂紋、未熔合等缺陷。

4.嚴(yán)格控制焊接熱輸入量

壓力容器焊接過程中必須嚴(yán)格控制焊接熱輸入量,這不僅是為了確保焊接接頭力學(xué)性能的需要,而且對防止裂紋的產(chǎn)生有著十分重要的作用。埋弧焊焊接電流的大小對終端裂紋的敏感性有很大的影響,因為焊接電流的大小直接與溫度場和焊接熱輸人量相關(guān)。

5.嚴(yán)格控制熔池形狀及焊縫成形系數(shù)

埋弧焊焊縫熔池形狀及成形系數(shù)與產(chǎn)生焊接裂紋的敏感性有著密切的關(guān)系,因此,還應(yīng)嚴(yán)格控制熔池的大小、形狀及焊縫的成形系數(shù)。

五、結(jié)語

埋弧焊焊接筒體縱縫時產(chǎn)生縱縫終端裂紋是極為常見的,多年來一直沒有得到很好的解決。通過試驗與分析,埋弧焊縱縫終端裂紋產(chǎn)生的主要原因是由于該部位存在著較大的拉伸應(yīng)力和特殊的溫度場,二者共同作用的結(jié)果。

實踐證明:采用適當(dāng)?shù)丶哟笠“宓某叽?加強(qiáng)定位焊的質(zhì)量控制,嚴(yán)格控制焊接熱輸入量及焊縫的形狀等措施,能有效地防止埋弧焊終端裂紋的產(chǎn)生。

篇2:EH油管道焊縫泄漏防范措施

截至目前,我廠未對EH油管道焊縫進(jìn)行探傷或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行過超壓試驗,在對EH油管道焊縫檢測前,為保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運行,制定該泄漏防范措施:

1、每天對EH油管道焊縫進(jìn)行檢查,確保管道焊縫無泄漏;

2、在發(fā)現(xiàn)有滲漏的地方,在不嚴(yán)重的情況下,采取臨時處理措施進(jìn)行堵漏(帶壓堵漏等);

3、盡量保持系統(tǒng)油壓穩(wěn)定,壓力保持在正常值范圍內(nèi)的低值;

4、泄漏點處若離高溫管道、設(shè)備等較近時,應(yīng)進(jìn)行臨時隔離,防止油管突然破裂時,發(fā)生火災(zāi),并在現(xiàn)場防止滅火器;

5、對滲漏的油,每天應(yīng)進(jìn)行擦拭,防止?jié)B漏的油滲入附近高溫管道的保溫內(nèi),發(fā)生火災(zāi);

6、配合運行確保EH油壓低保護(hù)、OPC、危機(jī)保安裝置等正常投入,保證EH油管突然斷裂油壓低時,汽機(jī)可以安全穩(wěn)定停機(jī),不發(fā)生超速燒瓦事故;

7、配合運行定期對交、直流潤滑油泵做定期試驗,確保在事故情況下,可以正常投入;

8、做好頂軸油泵的定期工作,確保頂軸油泵可以正常投入;

篇3:埋弧焊縱焊縫終端裂紋原因分析預(yù)防措施