文档介绍：球罐焊接部位裂纹产生的原因以及防止措施
球罐焊接部位裂纹产生的原因以及防止措施
摘要:本文对球罐焊接过程中裂纹产生的原因及防止措施做了介绍
关键词: 球罐裂纹修复缺陷返修
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
裂纹是一种常见的球罐焊接缺陷,也是球罐焊接缺陷中最危险的一种工艺缺陷。简单的描述下裂纹的分类以及产生原因。按裂纹形成的条件,裂纹基本可以分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹和层状撕裂纹。而这四种裂纹中,在球形储罐安装过程中涉及到的基本是冷裂纹与热裂纹,以下对冷裂纹和热裂纹做了详细的介绍和防止措施:

1. 冷裂纹产生
焊接冷裂纹是指金属焊接后冷却到较低温度时产生的裂纹。其产生的原因主要为钢材的淬硬倾向大、焊接接头的含氢量高和结构的焊接应力大。这类裂纹是中碳钢、高碳钢、低合金高强钢、工具钢、钛合金等材料形成加工或使用过程中极易出现的一种工艺缺陷。
球形储罐冷裂纹按裂纹的形成原因,可以分为二类。
(1)延迟裂纹(氢至裂纹):在氢、钢材脆硬组织和拘束应力共同作用下产生,形成温度在Ms(马氏体转变开始温度)以下200℃至室温范围,此种裂纹具有明显的延迟特性,并且产生的时间不能预测。引起延迟裂纹的主要原因分为两点,一是焊道内氢的析出,氢在析出点的不断析出会产生一定的应力,且残留在焊道内的氢脆组织也会对裂纹的产生起到一定的影响;二是球形储罐在组装与焊接过程中会在罐体产生一定的应力,当焊道出出现应力过于集中的部分,也会在焊道处对裂纹的产生起到一定的影响。
(2)淬硬脆化裂纹:某些淬硬倾向大的钢种,当焊接后焊道冷却到Ms(马氏体转变开始温度)至室温时,因发生马氏体相变而脆化,在拘束应力作用下即可产生开裂。这种裂纹又称作淬火裂纹,此种裂纹的产生与氢关系不大,基本无延迟现象。此种裂纹在球形储罐会在焊道处产生,如果在焊接时焊道处与球板温差较大,则会产生一定的局部应力,对裂纹的产生起到影响。所以在球形储罐焊接时,尽量在焊前预热,且焊接时采用薄层焊肉多焊层的施焊方式。
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(1)控制焊缝金属的含氢量。采用碱性低氢型焊条和焊剂;严格按照规定烘干焊条和焊剂;仔细清除焊接区的污物、锈、油、水,避免焊道内残存过多的杂质以及电解氢的产生。
(2)预热。减缓接头的冷却速度以及焊道与球壳板之间的温度差,避免温差大产生的局部拉应力,降低淬硬倾向与局部拉应力造成裂纹的倾向。
(3)后热(消氢处理)。后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后,将球形储罐焊接区立即加热到150℃~250℃,并保温一段时间,促进氢逸出以及使焊接时产生的局部应力得以缓慢释放一部分。
(4)采用相应的球形储罐焊接工艺规定的焊接线能量。减慢接头的冷却速度。在球形储罐焊接工艺规定允许的焊接线能量范围内,适当采用高一些的线能量,且要保证不会促使热影响区形成过热组织。

焊接热裂纹是指焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。其产生原因为焊缝结晶时,杂质和低熔点共晶物在晶界处偏析。由于它们的熔点比焊缝金属低,所以在结晶过程中以液态间层存在。当受到一定大小的拉伸内应力时,液体间层被拉开而形成热裂纹。由此可见,拉应力是产生热裂纹的外因,晶界