关于球罐焊接冷裂纹的产生及预防措施的探讨.pdf

《关于球罐焊接冷裂纹的产生及预防措施的探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、设备管理关于球罐焊接冷裂纹的产生及预防措施的探讨刘国强(中国石化海上石油工程技术检验中心)摘要:本文分析了焊接冷裂纹产生的机理，并从材料选择、焊能会产生较大的不利影响。接过程、焊后热处理等方面提出了球罐建造过程中防止冷裂纹产氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、生的具体措施。这些措施用于现场施工后，焊缝经检测未发现裂水以及大气中的水汽等。这些水、铁锈或有机物经焊接电弧的高纹，保证了球罐的制造质量。温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。关键词:球罐；焊接冷裂纹；预防措施3.应力的作用一、引言由于球壳板制造尺寸的偏差以及组装工艺

2、的原因，在球罐的球罐作为大容量、承压的球形储存容器，与立式圆筒形储罐组装过程中总会存在或多或少的强力组对；在焊接过程中，焊接相比，具有独到的优势。在相同容积和相同压力下，球罐的表面参数相差较大、焊接顺序不合理等因素，也会产生应力。因此球积最小，故所需钢材面积少；在相同直径情况下，球罐壁内应力最罐安装完成后便存在着内应力，这种应力主要靠焊后整体热处理小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只进行消除，但无法彻底消除。此外，球罐焊接是一个局部加热过需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。因此，球罐在石油、化工、冶程，在焊接过程中产生不

3、断发生应力与应变的循环，因此球罐焊金等部门正得到越来越广泛的应用。接后必然存在残余应力。在石油化工行业，球罐主要用于储存液化石油气、液化天然三、防止球罐产生焊接冷裂纹的措施气、丙烯等易燃易爆甚至有毒的介质，一旦发生破坏将引起极其基于焊接冷裂纹的上述产生原因，可采取以下控制措施：严重的后果。因此，储存上述危险介质的球罐基本上都是石油化1.材料控制工企业中的重大危险源。（1）球壳板材料的控制。尽量选用选用碳当量低的优质钢材统计表明，球罐的失效泄漏多数发生在球罐的焊缝及其热影作为球壳板材料，这些材料碳当量低，焊接时热影响区的淬硬倾响区部位，主要

4、原因是这些部位存在裂纹。球罐焊接裂纹主要包向低，可焊性好，对冷裂纹不敏感。此外，在对制造球壳板用的钢括热裂纹和冷裂纹，其中冷裂纹的危害要比热裂纹的大，因为热板入场验收时，应认真检查钢板的质量证明书，严格核对碳及金裂纹焊接过程中出现，一旦出现人们可以返修，而绝大部分冷裂属元素的含量，保证碳含量不超标。同时，应逐张进行超声波检纹的发生具有延迟性，也就是焊后检查不出来，而是过一段时间测，避免母材存在夹渣、夹层缺陷，对存在缺陷超标的钢材不得使才发生，很多是在使用过程中出现，所以很容易造成事故，使设备用。损坏并威胁人的生命安全。因此，如何避免焊缝产

5、生冷裂纹是提（2）焊接材料的控制。高球罐制造质量，保证球罐安全运行的关键。选用低氢型焊条，必要时要采用超低氢型的焊条。二、焊接冷裂纹的产生机理及影响因素2.焊接过程控制经过人们大量的生产实践和理论研究发现，造成焊接接头产（1）焊条使用前一定要按产品使用说明进行烘干，并贮存在生冷裂纹主要有钢材的脆硬倾向、焊接接头的含氢量及其分布、100~150Ⅳ的恒温箱中，在使用时放入保温筒内并随用随取，在保焊接接头所承受的应力状态三大因素。温筒内存放时间不得超过4h，否则要按原烘干温度重新烘干，重1.钢种的淬硬倾向复烘干不得超过两次。球罐用的钢材一般为低

6、合金钢，其焊接的主要特征之一是热（2）球壳板组对的控制。影响区容易出现脆性马氏体组织，有比较大的淬硬倾向。淬硬倾（3）焊接前要彻底去除焊接坡口表面及坡口两侧20mm范围向越大越容易产生冷裂纹。主要是由于钢材的脆硬倾向越大，越内的油污、水分，铁锈及其他杂物。容易形成脆性马氏体组织，硬度明显增高，塑性及韧性降低，脆硬（4）焊接环境的控制。组织发生断裂时消耗的能量低，容易开裂。此外，钢种的淬硬倾（5）选用适当的焊前预热温度和预热范围进行预热处理。向越大，组织中形成的晶格缺陷（主要是空穴、位错等）越多，晶格（6）选用适当的后热温度和后热时间进行后

7、热处理。通过适缺陷越多，越容易形成裂纹。当的后热进一步使扩散氢溢出，同时消除内应力。影响热影响区淬硬程度的因素主要有三个方面。一是原材（7）在焊接过程中，应保持焊接的连续性，保持适当的层间温料及焊接结构因素，包括钢材的化学成分、钢板厚度、接头形式及度，使之不低于预热温度下限值。适当的层间温度也能延缓焊缝焊接尺寸等，其中钢材化学成分的影响最为显著，钢中含碳及其的冷却速度，有利于扩散氢的逸出和降低残余应力。他合金元素越多，强度越高，热影响区的淬硬倾向就越大。二是（8）焊接能量的控制。焊接工艺方法及选用的焊接规范，包括焊接电流、焊接速度以及（9

8、）焊接顺序的控制。焊条摆动的方式。三是焊接后的冷却速度，影响因素主要是焊前（10）焊后整体热处理的控制。钢材预热温度、焊后缓冷措施等。四、应用实例2.氢的作用在进行2000m3丙烯球罐的施工过