解析12cr1mov焊接再热裂纹分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第1期锅炉技术V01．44。NO．12013年1月BOILERTECHNoLoGYJan．，2013T23／12CrlMoV焊接再热裂纹分析朱志前，张建军，邹鹏举(河南第二火电建设公司，河南郑州450051)摘要：介绍了1000MW火电机组水冷壁T23／12CrlMoV焊接裂纹的产生状况，确定裂纹性质为再热裂纹。分析了再热裂纹的产生机理、影响因素。结合现场实际情况，从温度场均匀性、组装应力、焊缝成形、伸缩自由度等几个方面分析了再热裂纹产生的原因，并采取降低温度差、减小应力集中、提高焊缝的

2、外观工艺、采用较小的焊接线能量、增加预热和后热工艺等措施避免了再热裂纹的产生。最后指出首先，受热不均匀导致的热应力是再热裂纹产生的主要原因；其次，消除外观缺陷、采用小的线能量、降低应力，可以有效减少裂纹率；再次，降低拘束度有助于降低再热裂纹产生的概率。关键词：水冷壁；T23／12CrlMoV；再热裂纹中图分类号：TG441．1文献标识码：B文章编号：1672—4763(2013)01—0053—0412CrlMoV，下部材质为T23。采用全氩弧焊接、0前言焊丝采用TIG—R31，焊前预热、焊后热处理。热材料是阻碍火力发电机组参数提

3、高的最大处理结束，拆除加热器后发现焊缝有大量裂纹。的瓶颈。为了适应发电机组向超临界／超超临界如图2。的发展，提高材料的高温性能，近30年来，美、裂纹断面呈氧化色，如图3。日、欧等发达国家在开发电站新材料方面进行了大量的试验研究。其中，T23钢是日本住友公司在借鉴我国自行研制的多元低合金耐热钢102钢(即GB5310--2008中的12Cr2MoWVTiB钢)的基础上开发出来的一种新型耐热钢种，其600℃时的强度与102钢相当，但焊接性能优于102钢。12CrlMoV钢是目前国产高参数火力发电机组的主要用钢钢种之一，广泛用于锅炉的过

4、热器管和再热器管，焊接性能良好。12CrlMoV訇l水冷壁管排和T23同属于以Cr—Mo为基础的低、中合金珠光体耐热钢。虽有资料表明两者都有再热裂纹倾向，但由于人们对其重视，近年来火电施工罕有这两种钢材发生再热裂纹的现象。对于2种钢材焊接的研究资料并不多见，本文针对某1000MW火电机组塔式炉水冷壁施工中发生的T23／12CrlMoV焊接裂纹进行了分析。1现状调查膜式水冷壁施工如图1所示，上部材质为收稿日期：2011一10—29；修回日期：20ll一12—19作者简介：朱志前(1973一)，男，高级工程师，国家一级注册建造师，长期

5、从事火电机组安装焊接管理及金属监督工作。学兔兔www.xuetutu.com锅一胪技术第44卷焊丝化学成分符合规程要求，原因分析排除了焊接材料的因素。2原因分析生产实践证明，珠光体耐热钢焊后进行热处理是不可缺少的重要工序。多数珠光体耐热钢在焊后并未出现裂纹，而是在焊后热处理过程中产生了裂纹，即焊接再热裂纹。从20世纪60年代开始，国外相继报道了因再热裂纹而发生的多起事故，促使各国对再热裂纹开展了大量的试验研究。20世纪70年代初，国内也报道了因再热裂纹而导致产品失效的事故。随着珠光体耐热钢应用于压力容器和高温高压管道，关于再热裂纹

6、的报道也时有所闻。本文中所提及的T23／12CrlMoV裂纹具备再热裂纹的明显特征：(1)在珠光体耐热钢消除应力热处理过程中产生；(2)产生的部位均在焊接热影响区的过热粗晶区，裂纹沿熔合线方向訇2裂纹形状在奥氏体粗晶晶界发展；(3)出现在应力集中部位。要分析裂纹产生的原因，必须先要了解再热裂纹的影响因素。2。1再热裂纹影响因素2．1．1焊缝成形由于焊缝成形影响应力集中的大小，再热裂纹易产生于应力集中的热影响区粗晶区，因而也影响再热裂纹的产生。焊缝与母材过渡不圆滑，焊缝余高过高或存在咬肉、未熔合、未焊透等缺幽3裂纹断面陷，在焊后再热

7、过程中均能诱发再热裂纹。因此TIG—R31是常用焊接材料，多年来未发现焊接过程中应尽可能的控制焊缝成形，对成形不过裂纹。谨慎起见，施工单位委托郑州机械研究理想或存在缺陷的部位进行修补，以达到降低焊所做化学成份分析，结果见表1。接应力的作用，从而控制再热裂纹的产生。2．1．2组装应力表1焊丝TIG—R31焊丝化学成分检测结果组装时采用强力组对等，都会使得焊缝处存在大的组装应力。焊后再热过程中，容易引发再热裂纹，因此组装珠光体耐热钢时要避免强力组装，以减少组装应力。2．1．3预热为防止再热裂纹的产生，焊前预热是十分有效的。预热可以降低

8、焊接应力，珠光体耐热钢焊前按要求进行预热，在很大程度上可以防止再热裂纹的产生。2．1．4焊后后热实验证明，珠光体耐热钢焊后进行350℃的学兔兔www.xuetutu.com第1期朱志前，等：T23／12CrlMoV焊接再热裂纹分析后热处理，可以有效