延迟裂纹的危害及原因分析

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1、!!!!!!!管理与控制!"#"$%&%#’()*#’+*,延迟裂纹的危害及原因分析陕西省质量技术监督局特种设备安全质量监督检测中心!（西安!"#$$%&）!王!建!!【摘要】!延迟裂纹的产生和发展是缓慢的、间歇式的。延迟时间的不确定性给设备的安全运行带来了很大的危害。通过对延迟裂纹的原因进行分析探讨，提出了有效的预防控制措施。!!在焊接生产过程中，由于钢种和焊接结构类型不同由于延迟裂纹在生产过程中无法检测，而且延迟时会出现各种裂纹。裂纹的形态和分布特征是很复杂的，间具有不确定性，给设备的安全运行带来了很大的危害。有焊缝

2、的表面裂纹、内部裂纹，有热影响区的横向裂一、延迟裂纹的形成机理纹、纵向裂纹，有焊缝和焊道下的深埋裂纹，也有在弧延迟裂纹的形成与钢的淬硬倾向、焊接接头的含氢坑处出现的弧坑裂纹。值得关注的是，裂纹有时出现在量及其分布、焊接接头的应力状态有关。延迟裂纹有的焊接过程中，有时会出现在焊接完成后放置过程的几小沿晶界扩展，有的穿晶前进，这与焊接接头的金相组时或几天后，也有的在运行过程中几年，甚至十几年后织、应力状态以及氢的含量有关。一般延迟裂纹多为穿才出现。裂纹开始少量出现，随着时间增长逐渐增多和晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因

3、是由于焊道扩展，这类裂纹就是延迟裂纹。延迟裂纹在制造过程中热影响区的低塑性组织承受不了冷却时的体积变化及组没被发现，在使用过程中就可能造成极其严重的后果，织转变产生的应力而开裂，或是由于焊缝中的氢原子相所以比一般裂纹的危害性更大。互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时形成巨大延迟裂纹的产生和发展是缓慢的、间歇式的，它不的内应力与焊接拘束应力的共同作用下致使焊缝开裂仅给生产带来许多困难，而且可能带来灾难性的事故。（称为氢致裂纹）。据统计，世界范围内焊接结构所出现的各种事故中，除$&延迟裂纹的分类少数是由于设计不当、选材不

4、合理的问题外，绝大多数延迟裂纹分为焊趾裂纹、焊道下裂纹和根部裂纹。是由延迟裂纹引起的脆性破坏。据#$%&年英国的统计，（#）焊趾裂纹产生于母材与焊缝交界处，有明显的在英国发生破坏的#’(台压力容!中，由于延迟裂纹引应力集中倾向，裂纹走向一般与焊道平行。起的破坏就有##)台，占破坏总数的)$"’*。日本某公（(）焊道下裂纹发生在淬硬倾向较大，含氢量较高司生产球罐#++台，在使用过程中从+&台球罐中检测的焊接热影响区，裂纹走向一般与熔合线平行。出裂纹#+,#条，其中属于延迟裂纹的就有#(+)条。（’）根部裂纹可能出现在热影响

5、区的粗晶区域，也#$,$年#(月#)日我国吉林煤气公司液化站发生液化石可能出现在焊缝金属中，取决于母材和焊缝的力学性能’’油气罐群爆炸事故，炸毁+--.球罐%台、&-.卧罐+及焊缝根部的形状。台、#&/0液化石油气钢瓶’---多个，死亡’(人，重伤!&产生延迟裂纹的原因&+人，直接损失%--多万元。事故的直接原因是(号球钢的淬硬倾向、焊接接头的含氢量及其分布、焊接罐上的温带环向焊缝在制造过程中存在延迟裂纹，在低接头的应力状态是中高强度低合金钢产生延迟裂纹的三温和高应力的长期作用下，焊缝最终被撕裂，液化石油个要素。它们相互

6、作用、相互影响，必然有一种或两种气喷出引起了燃烧和爆炸事故。起主导作用，其中关键性的因素是含氢量。焊缝中的氢#!"!""#年第$!期%焊接与切割热加工!!!""#$%&’&()"$*""$’!!"#"$%&%#’()*#’+*,管理与控制!!!!!!!是在潮湿气氛中、在焊接的高温下以原子的状态溶入焊坡口表面上的水、铁锈及油污等杂质。缝金属的，冷却后钢对氢的溶解度变小，氢原子聚集分焊接时焊缝和热影响区吸收了氢，而焊接接头又存布广，已无法逸出焊缝，便形成巨大的内应力，致使裂在复杂的应力，特别是当焊缝存在微小裂纹和夹渣时，纹开

7、裂。断口上常有白色斑点，称为氢白点。因此，延会造成三向应力区，在三向应力区存在的应力梯度，促迟裂纹也称为氢致裂纹。使氢的扩散，使氢逐渐向三向应力区集中。当三向应力（#）金属的淬硬程度!焊接过程中，在焊接热循环区的含氢量达到临界浓度后，金属原子键破裂，裂纹扩作用下，金属热影响区和半熔化区易形成马氏体等淬硬展。随着裂纹扩展，该区应力释放，多余的氢由新的裂组织，在近缝区由于加热温度高，晶粒粗大，使这里的纹面向外扩散，在新的裂纹端再重复上述过程，直至裂纹焊缝组织塑性大大降低，焊接接头性能脆化。在焊接拘开裂。氢的扩散、聚集和诱发需

8、要时间，因此产生延迟。束应力作用下，产生巨大的内应力，使晶粒内部破裂，从微观裂纹的形成到发展成宏观裂纹需要一定的时形成开裂。间，称为潜伏期。根据含氢量的多少和应力水平的高（$）焊缝接头的应力状态!焊接接头的应力来自三低，延迟裂纹的潜伏期长短不一。$%%&年’月我们在检方面：!焊缝和热影响区在不均匀加热和冷却过程中产验