某水电站压力钢管岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案

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1、某水电站压力钢管岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案××电站1#岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案一、现场实际探伤1#岔管月牙肋与基本锥B1、基本锥C1组合焊缝内外检查情况以及专家到现场进行实际查看和了解焊缝施工工艺等，综合分析造成本次焊缝裂纹原因如下：1.1渗碳层没有清除干净月牙肋和基本锥壳板相互间的组合焊缝，在焊缝清根时，受该处构造焊接接头的空间限制，只采用角向磨光机是不便清理焊缝的。由于碳弧气刨刨缝时产生的焊接坡口内的渗碳层，没有彻底清除干净。从而在随后的焊接过程中，在焊缝熔合线上产生了淬硬的高碳马

2、氏体组织。1.2焊接热输入偏大从焊缝成型看出，焊接道层偏厚，焊道偏宽，由此说明焊接热输入偏大，T8/5高温停留时间偏长，从而导致焊缝及其热影响区（HAZ）的晶粒直径增大，使其焊接接头金相组织变脆，即韧性下降。1.3约束应力过大1.3.1焊接顺序错误。由于先焊接了三个基本锥相交的环缝，再焊接月牙肋与基本锥的组合焊缝。从而使后者焊接收缩受到拘束，焊接收缩应力增大。1.3.2焊接时焊缝分段偏长。月牙肋与基本锥的组合焊缝采用4个焊工同时焊接时，错误的只分了4段焊缝段。每段一直连续施焊，而没有采用300mm~400mm焊缝分

3、段，即没有采用分段倒退法（月牙肋X轴下段）或分段停顿法（月牙肋X轴上段）进行施焊，导则焊缝收缩拘束拉应力进一步增高。1.4环境湿度大与电网突然停电1.4.1由于洞内围岩渗水，洞内空气湿度大，导致在焊接高温下吸潮速率高，使焊接接头内含扩散氢量大。1.4.2在未成型的焊缝内存在有应力集中，当此时突遇电网停电使焊缝急速冷却，为此在这双重作用下，且未采取保温缓冷措施条件下，易于产生焊接接头裂纹。根据产生氢致裂纹的三要素：淬硬组织、拘束应力、扩散氢。具备了这三要素的焊接接头将会出现裂纹。二、我部针对本次1#岔管月牙肋与基本锥

4、B1、基本锥C1组合焊缝裂纹出现以上原因，提出相应的具体处理方案如下：2.1处理原则月牙肋两侧各自与相应基本锥壳板，先前焊接的组合焊缝，全部清除掉。2.2处理准备工作2.2.1焊接用温控仪至少1台。2.2.2直磨机（或风动砂轮）至少1台。配易耗件直磨头50个。2.2.3其余要求按《施工安装方案》。2.3处理顺序先处理1#岔管月牙肋与基本锥B1组合焊缝的缺陷：先管内壁用碳弧气刨刨除37mm板厚深的U型凹槽——>采用角向磨光机（不好打磨处，用直磨机或风动砂轮）打磨掉渗碳层，打磨层厚不低于1mm——>用PT检

5、查焊接坡口——>采用温控仪和远红外电加热片预热——>分段、多道、多层、对称退步法或分段停顿法焊接如图2.3所示——>焊后立即后热，保温1h——>用碳弧气刨清理背缝，刨除到28mm~32mm板厚深U型凹槽——>重复前述过程。1#岔管月牙肋与基本锥C1组合焊缝缺陷的处理方式与前述相同。`图2.31#岔管组合焊缝焊接顺序示意注：1#岔管月牙肋与B1（或C1）组合焊缝焊接顺序以1#月牙肋中心线即X水平轴分界为上部与下部，下部处理采用图中1、2、3??分段倒退顺序焊接，上部采用图中4、5、6??

6、分段间断停顿10min～15min顺序焊接，分段焊接长度为300mm～400mm。2.4处理方法2.4.1通过温控仪对预热、道层间温度和焊后后热温度进行自动控温（磁性接触热电偶接触位置，距离焊缝中心线两侧：壳板50mm位置、月牙肋70mm位置）、远红外点温枪对距离焊缝中线两侧（壳板50mm位置、月牙肋70mm位置）进行温度监控。预热温度达到100℃～150℃时，才能使用碳弧气刨对其焊缝进行气刨铲缝，铲缝坡口为带单边角度（靠壳板侧）不低于5°的U型坡口，然后使用角向磨光机和直磨机（或风动砂轮）修磨清除氧化熔渣、打磨渗

7、碳层，层深不低于1mm，且形成单边（靠壳板侧）带不小于5°坡度的U型坡口凹槽，采用PT检查坡口，是否还存在裂纹，若有裂纹再进行砂轮打磨，直到处理成再没发现裂纹时，才能再预热焊接。2.4.2焊接接头预热温度规定为100℃~150℃。道层间的恒温温度不低于预热温度，不高于200℃。焊缝焊接完毕后，应立即后热，后热温度为150℃~200℃，后热保温时间不小于2h。2.4.3首先在管内壁焊接根焊时，采用焊条型号E5015-G（如牌号为CHE507）、焊条焊芯直径φ3.2mm~φ4.0mm进行多道2层~3层焊接，直到焊到层厚

8、10mm~14mm厚后，再改用焊条型号E6015-G（如牌号CHE607）、焊条焊芯直径φ3.2mm~φ4.0mm焊余下的各道各层，直至焊满焊缝。背缝清根、PT检查后，开焊时，直接用焊条型号E6015-G（如牌号CHE607）、焊条焊芯直径φ3.2mm~φ4.0mm焊接，直至焊满焊缝。2.4.4焊接热输入控制在E=2.5kJ/mm~3.5kJ/mm。焊接热输