对低碳钢锅炉组件焊接裂纹产生原因和预防

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1、学兔兔www.xuetutu.com6余热锅炉2016．1低碳钢锅炉组件焊接裂纹产生原因和预防杭州锅炉集团股份有限公司张方钱丹刘富家摘要本文对某蒸发器集箱组件焊接裂纹的产生原因进行了分析，提出了防止裂纹产生的一系列措施，对提高机械构件设计、制造、安装的质量有一定的参考价值。关键词锅炉焊接氢致裂纹预防措施1前言象，通过停机检查发现两处泄漏。两处裂纹在集箱沿焊趾开裂，一处裂纹弦长55mm，另我公司承接了某余热锅炉蒸发器的制一处裂纹弦长48mm。由于低碳钢的此类焊造安装项目，该蒸发器设计用途是用于干接裂纹极为少见，所以，我公司对裂纹产生熄焦等余热锅炉的换热模块，设计工作压原因

2、非常重视，对模块进行修补的同时，选力P=I．76MPa，工作温度206℃。蒸发器成取试样进行事故原因分析。品尺寸约为2900mm×2300mmX7300mm。其中有99支集箱管，2000多支管接头。集2材质分析箱管和管接头的材质均为20#，集箱规格为集箱管材质为20#，入厂验收标准为GB①108×6。由于焊接所涉及的集箱管和管3087．2008。对故障集箱管进行化学分析，其接头材质均为普通低碳钢，具有优良的可焊化学组成(wco／0)为：C=0．18；Mn=0．44；性，且项目工期紧，材料级别低，不需要相应Si=0．22；P=0．019；S=0．022；Cr=0．11；工

3、艺验证试验。Cu=0．13；Ni=0．05，满足标准要求。同一炉号焊接方法为手工焊条电弧焊，采用中5的国标牌号E5015的手工焊焊条，焊接层数的此类接管进行拉伸、弯曲、压扁试验，其机为一层，焊接坡口插入式，按照标准和技术械、工艺性能均满足标准要求。故障管的金相条件，焊前没有预热，焊后没有进行热处理。试验结果显示：集箱管组织为铁素体+珠一个模块焊接完成后，100％渗透检测合格，光体，晶粒度7～8级，晶粒细小，且分布均匀。在压力Ps=2．20MPa进行水压试验，未发生同时，低倍检验未发现严重缺陷，满足标准要渗水。求。所以，裂纹不是由管子质量问题引起的。该模块在运行5周后突然

4、发现渗漏现E5015焊条为低氢钠型焊条，药皮主要学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com8余热锅炉2016．1组织粗大。隙中，结合为氢分子，氢分子半径较大，不能自由扩散，称为残余氢。焊后随着放置时间延4结构分析长，由于一部分扩散氢从焊缝表面逸出，一部本文对蒸发器的内部结构进行了分析，分转变为残余氢，因此扩散氢显著减少、残余由于蒸发器内部管接头材质相同均为20，运氢增加，总氢量下降。根据查阅资料一般认为行时同一模块内部温度差异小，各组管接头扩散氢含量大，约占80-90％，是造成各种氢受热后的膨胀量相当，所以模块内部不存在损害、导致延迟裂纹的

5、重要要素。应力集中问题。目前，能比较完整地解释氢、应力交互蒸发器外部结构设计充分考虑了膨胀作用的延迟裂纹理论是三轴应力晶格脆化学吸收问题，且结构相同的模块已经使用了很说。该学说认为，如果在三个晶粒相交的空间多年，并未出现因膨胀产生的应力集中问题。或裂纹的前端处于三向应力状态，新的裂纹同时，车间在对该模块进行装配的时候并不尖端处就会聚集较多的氢，超过一定界限之存在强制装配现象。所以，该蒸发器的结构设后，发生晶格脆化，而产生裂纹。随时间增长，计和结构应力不是造成本次泄漏的原因。此处又重新聚集更多的氢，并使裂纹向前扩5裂纹产生机理及原因展，或产生新的裂纹。这种过程交替进行，裂

6、纹也就继续扩展。钢材含氢量越高，裂纹敏感通过分析，本文认为这次碳钢焊接裂纹性越强。产生的主要原因是焊缝和熔合线内溶解的过有缺口存在时，延迟裂纹倾向增大，这量氢，属于冷裂纹中的氢致延迟裂纹，同时，一方面是因为应力集中的作用，另一方面，由焊缝成型不良，咬边缺陷与氢致延迟裂纹共于氢的应力诱导扩散还会引起扩散氢的聚同作用导致断裂。集，开裂部位的氢浓度明显大于原始氢浓度。5．1氢致裂纹产生机理在焊接过程中，焊缝金属在高温时溶解焊接过程中液态金属所吸收的氢有一了大量氢，冷却时，由于焊缝含碳量低于母部分在熔池凝固过程中逸出，但是由于手工材，故焊缝先于母材发生相变，此时焊缝由奥焊熔池凝

7、固速度快，相当多的氢来不及逸出氏体转变为铁素体，氢的溶解度突然下降。于而保留在焊缝金属中。留在焊缝中的氢大部分以H或H+形式与焊缝金属形成间隙固溶是溶解于焊缝中的氢迅速向母材热影响区内体。由于氢的原子和离子的半径都很小，使这尚未发生相变的奥氏体扩散，由于扩散速度部分氢可在焊缝金属晶格中自由扩散，故称低，所以只在熔合线附近形成富氢地带。此区之为扩散氢。一部分扩散氢聚集到金属的晶域在氢和组织应力复合作用下脆化，极易产格缺陷、显微裂纹和非金属夹杂物边缘的空生裂纹。学兔兔www.xuetutu.com余热锅炉2016．195．2裂纹产生原因分析前