压力容器中厚板筒体焊接结晶裂纹分析与工艺改进
浅析厚板压力容器焊接工艺
浅析厚板压力容器焊接工艺18MnMoNb钢热加工性能和中温性能较好,生产工艺相对简单,焊接性能较好,耐热性较高。
目前18MnMoNb耐热钢主要用于制造高压、中压锅炉汽包及大型高压化工容器;也用作水轮机和水轮发电机大主轴以及交直流电机轴等。
一、18MnMoNb钢化学成分分析18MnMoNbR是制造压力容器的一种专用钢板。
“18”是碳的含量,成分0.18%;“Mn”是成分含有一定的化学元素锰;“Mo”是成分含有一定的化学元素钼;“Nb”是成分含有一定化学元素铌。
18MnMoNb钢即通常所属的高强度钢,它包括的范围很广泛,凡是屈服点在295MPa以上,屈服强度在390MPa以上的钢均为高强度钢。
高强度钢大量应用于常温条件下工作的一些受力结构,如压力容器、动力设备、工程机械、铁路运输、桥梁建筑等。
18MnMoNb钢属于高强度钢中热轧及正火钢的范畴。
二、18MnMoNb钢的焊接性分析18MnMoNb钢的焊接性主要取决于它自身的化学成分,其中对焊接性影响最大的是碳,18MnMoNb钢中碳及合金元素的含量都比较低,总体看来焊接性较好,但是若焊接材料选择不慎,将会使合金元素增加,导致材料强度迅速提高,焊接性变差。
对于焊接性的分析,焊接的问题主要有以下两点:一是焊接裂纹;二是焊接热影响区性能下降。
首先,焊接裂纹主要包括四种类型。
第一,焊缝中的结晶裂纹。
18MnMoNb 钢的含碳量较低,并含有一定的Mn元素,一般不会产生结晶裂纹。
但是,若母材成分出现误差,比如碳与硫含量同时偏高或相差很大时,便会产生结晶裂纹,这边要求在焊接材料上选择低碳焊丝和含二氧化硅较低的焊剂。
第二,由于18MnMoNb刚中加入了合金元素,淬硬倾向增大,在焊接过程中,若冷却速度加快,则容易发生马氏体转变,马氏体的形成则会产生冷裂纹。
第三,消除应力裂纹。
18MnMoNb钢对消除应力裂纹比较敏感,通过增加预热的温度,将预热温度由180℃增加到230℃,可以有效的防止消除应力裂纹。
压力容器焊接缺陷分析与防治措施
压力容器焊接缺陷分析与防治措施1.焊接接头裂纹:焊接接头裂纹是最常见的焊接缺陷之一、裂纹通常会在焊接后出现,局部会有明显的变形。
裂纹的形成原因可能是焊接材料的质量不好,焊接接头的几何形状不合适,焊接过程中的应力集中或温度变化等。
2.焊缝气孔:焊缝气孔是由于焊接过程中产生的气体未能完全排出而形成的。
气孔的存在会导致焊缝的强度降低,容易造成渗漏,进而导致压力容器的失效。
3.焊接结构变形:在压力容器的焊接过程中,由于焊接过程中产生的热量,容易导致焊接结构的变形。
焊接结构的变形会导致内部应力集中,从而引发裂纹和其他缺陷。
针对压力容器焊接缺陷,可以采取以下防治措施:1.选择合适的焊接材料和焊接工艺:选择合适的焊接材料和焊接工艺非常重要。
应根据压力容器的使用环境和材料特性选择合适的焊接材料,确保其具有良好的焊接性能。
同时,采用适当的焊接工艺和参数,控制焊接过程中的温度和应力分布,降低焊接缺陷的产生风险。
2.严格控制焊接质量:在焊接过程中,要严格按照相关的焊接规范和标准进行操作。
采用合适的检测方法和设备,对焊接接头进行检测和评估,及时发现和修复缺陷,确保焊接质量。
3.合理设计焊接结构:在压力容器的设计中,应合理考虑焊接结构的几何形状和焊接方式。
避免焊接接头的集中应力和变形,尽量减少焊接缺陷的发生。
4.加强人员培训和质量管理:培训焊接操作人员的技能和意识,提高其对焊接质量的认识和重视程度。
加强质量管理,建立完善的质量控制体系,确保焊接质量的可靠性。
总之,压力容器焊接缺陷的分析和防治是确保压力容器安全性的重要环节。
通过合适的焊接材料和工艺选择、严格控制焊接质量、合理设计焊接结构以及加强人员培训和质量管理等措施,可以有效减少焊接缺陷的发生风险,提高压力容器的耐压能力和安全性。
压力容器中厚板筒体焊接结晶裂纹分析与工艺改进
压力容器中厚板筒体焊接结晶裂纹分析与工艺改进摘要分析了压力容器中厚板筒体在焊接中出现的结晶裂纹,并具体分析了筒体纵环缝产生结晶裂纹的原因。
针对上述问题,提出了以焊条电弧焊打底,结合埋弧焊的焊接方法,并从坡口的选择、焊材的选择、焊接操作等方面出发,制定了可行的焊接工艺,保证了压力容器中厚板筒体焊接接头的质量。
关键词:中厚板;结晶裂纹;筒体纵缝;筒体环缝;焊接工艺AbstractAnalyze the crystal cracks appeared in the thicker plate of pressure vessel, and analyze specifically the reason of the crystal cracks that appeared in the longitudinal and circumferential joints in cylindrical shell. According with the above questions, to propose the welding of the first layer use SMAW, then use SAW, and from the choice of groove, welding material selection, welding of operation etc. Make a feasible welding process. Ensure the quality of welding joints in the thicker plate of pressure vessel.Key words:thicker plate; crystal cracks; longitudinal joints; circumferential joints; welding process目录0 前言 (4)1 结晶裂纹 (4)2 结晶裂纹形成机理 (4)3 结晶裂纹形成的影响因素 (5)3.1 合金元素对结晶裂纹的影响 (5)3.2 工艺因素对结晶裂纹的影响 (5)3.3 应力因素对结晶裂纹的影响 (6)4 筒体纵缝形成结晶裂纹的原因分析 (6)5 筒体环缝形成结晶裂纹的原因分析 (6)6 防止结晶裂纹产生的措施 (7)6.1 控制焊缝中有害杂质的含量 (7)6.2 控制焊缝的截面形状 (7)6.3 改变焊接接头的坡口形式 (7)6.4 改变根部焊道的焊接方法 (8)6.5 降低焊接拉应力 (8)7 焊接工艺改进及试验 (8)7.1 焊接方法 (8)7.2 坡口形式 (8)7.3 焊接材料 (9)7.4 焊接工艺评定 (9)8 产品焊接 (10)8.1 焊前准备 (10)8.2 焊前预热 (11)8.3 纵环缝焊接 (11)8.4 焊接过程中注意事项 (12)8.5 焊后热处理 (12)8.6 焊接检验及结果 (12)结论 (13)参考文献 (14)致谢.................................................. 错误!未定义书签。
压力容器焊接质量问题及控制措施分析
压力容器焊接质量问题及控制措施分析压力容器是工业生产中常见的设备,常用于储存和输送压力较大的气体或液体。
焊接是制造压力容器过程中非常关键的环节,焊接质量的好坏直接影响容器的安全可靠性。
本文将对压力容器焊接质量问题及控制措施进行分析。
压力容器焊接质量问题主要包括焊缺陷、焊接接头强度不足、材料性能损坏等。
焊缺陷是指焊接过程中出现的质量问题,主要包括气孔、夹渣、裂纹等。
气孔是由于焊缝区域内存在空气或其他气体造成的,会降低焊缝的强度。
夹渣是指在焊接过程中未清理干净的焊渣残留在焊缝中,影响了焊缝的质量。
裂纹是由于焊接过程中材料的热收缩冷却过程中产生的,严重影响焊缝的强度和密封性。
焊接接头强度不足是指焊接过程中接头处的焊缝强度不够,容易出现断裂的问题。
接头强度不足可能是由于焊接参数设置不合理、焊接工艺不当等原因造成的。
材料性能损坏是指焊接过程中材料的力学性能发生了变化,主要包括硬化、脆化、变形等。
焊接过程中,材料会受到热应力的作用,导致材料的硬化和脆化,从而影响了焊缝和母材的质量。
选择合适的焊接方法和焊接材料。
不同的焊接方法适用于不同的压力容器,需要根据具体情况选择。
焊接材料的选择也很重要,应选择与母材相兼容的焊接材料,以确保焊接质量。
严格控制焊接参数。
焊接参数的设置对焊接质量至关重要,需要根据焊接材料的性能和厚度等因素进行合理调整。
加强焊接工艺控制。
焊接工艺的控制包括焊接电流、电压、速度等参数的控制,以及焊接过程中的预热、后热处理等步骤,都会影响焊接质量。
加强对焊接操作人员的培训和管理。
焊接操作人员应具备必要的焊接技能和知识,能够正确操作焊接设备和材料,保证焊接质量。
进行严格的焊缺陷检测和评价。
对焊接过程中可能出现的气孔、夹渣、裂纹等缺陷进行检测,及时发现并修复,以保证焊接质量。
压力容器焊接质量问题是一个复杂的工程问题,需要采取多种控制措施进行解决。
只有在严格遵循焊接规程和工艺要求的情况下,才能确保压力容器的焊接质量。
压力容器角焊缝裂纹分析及其检测方案的硏究
技术创新 27压力容器是石油天然气工业中非常常见的一种设备,一旦出现泄漏问题,将会造 成非常严重的事故。
本文通过分析压力容器角焊缝裂纹的形式及成因,根据压力容器 实际的工作环境,结合目前常规的压力容器角焊缝裂纹检测方法制定了本文所设计的 检测方法,超声波相控阵技术。
1引言石油天然气工ik 是我国的经济支柱之一,对社会 的舰有着鼓的战略意义。
原油舰相关部门开采 后还需要进行后期姻里才能达到预期的作用,为人类 所使用。
原油的运输通常采用压力运输的方式,因此 在原油运输的图中需要设置增压站,增压站利用压缩 机使管道内产生指定的压力,才能保证原油的顺利运 输™。
由于压缩机产生的压力不稳定,不利于原油的 运输,因此通常将压缩机与压力容器一起进行使用,压力容器见图1。
压力容器是石油天然气工业中非常常见的一种设备,一旦出现泄漏问题,将会造成非常严重的事故。
压力容器出现泄漏问 题一般会在角焊缝等地方出现,因此对压力容器角焊缝的裂纹进行分析及检测就显得尤为 重要,一旦检渕出现异常,就应尽快解决,翻防患于未然r a 。
2压力容器角焊缝裂纹分析本文将针对石油天然,送中用到的压力容器赦一«角;分析及翻旗2.1压力容器角焊缝裂纹的形式特征压力雜角;通常可以分为压力#内部裂纹缺陷、压力容騰表面裂纹、 压力容器内表面嫩,具体成因贼i w 〇式成因压力客《璧内部裂玟主要是由于庄力客器权相•本身内部含有杂廣或由子銲接过程中在角烀缝部住内部产生过战力,使得该部位的姑构性麻变差.#崎压》机的振动 作用于该部往使其户生疲劳裂纹•庄力容g 外表》裂纹主要发生在•压力容8扇焊地攻力最为集中或终接缺格的部#_良面• ft 承 为#小裂缝,在肩期应力的不断作月下微小裂蚊会不•白内部^展,最终发 展成为裂缝导致*说事故的发生.压力客》内表面裂蚊与外表面裂蚊典银,逋常力料角焊财力:M r 集中或 雎的部往表面•在升部肩期应力的作霣下会不断故展,导致液鶸事故的发生.表1压力容器的裂纹形式及成因2.2角焊缝裂纹形成原因的分析压力容器角焊缝产生裂纹的原因主要有容器自身结构以及外部工作环境两方面的因 素,具体成因及分析见表2'扇评域H it結构因素由于;&力容s 的工作需要_的方式与;减接在一j *s ,奴通餅接的i A 将*力#定下来■达榉就会在压力容8表面形成角焊缝眺由于將 it 构角度的问®,使得角ff 缝部位其有根》的应力集中现象即在收到相M 的外力作角 下,角銲松力集中鄉牌产生*4应力秘大于其>6的正常部位.座被*M fe -定的糾下i 作,外部i 作絲对于压力容S 的獅J l i 要的•賞先, 由电动机明动的压續权产生的庄力并不是平德的,压•灼话纛的往复皇我运动以;a * 栊构仵之阆的接)e 摩擦会导致压《机的椽动;其次作为动力进«电动机在工作的过® 中间样会产生振动.其他因素影吻称«#能的因索还&松工作5»皮、工作庄力等,》皮的变^1^响金属材科 的金相,造成其力学性能的改It ;在庄力客》的工作过程中,容器内部的压力垅动会 导致作角于#8壁上的月期疰力的产生,对于A 力容》的蛣构性成一史影响.表2角焊缝裂纹形成原因的分析3裂纹检测方案的研究逝对压力容器角焊麵财成因分析,对压力容器角焊缝有了非常明确的认识,下 面将根据之前的分欄定出额的麵魏3.1检测方案的制定现有压力容器角焊缝裂纹检测主要有渗透检测法、磁粉检测法、X 射线检测法、超声 波检测法等检测方法,但各类检测方法都存在各自的缺点,要么操作受限,要么对人体危 害大。
压力容器压力管道检验中裂纹问题的解决措施
压力容器压力管道检验中裂纹问题的解决措施摘要:本文首先简要阐述了压力容器压力管道检验的主要内容,并提出包括疲劳裂纹、焊接裂纹、腐蚀裂纹、蠕变裂纹在内的四种常见裂纹问题,进而分别从优化原材料与生产管理过程控制、落实更加先进的检验技术、提升技术人员技能水平、定期对设备进行检验与维护分析如何有效处理裂纹问题,旨在强化压力容器压力管道应用质量,保障各种设备的长期稳定使用。
关键词:压力容器;压力管道检验;裂纹引言当前我国煤化工和石油化工行业飞速发展,压力容器和压力管道的使用有着十分重要的意义,如果在使用过程中出现了故障问题,特别是在运行过程中出现裂纹,那么就会对整个企业的安全和经济效益带来一定的影响。
在此情况下,则需要着力注重压力容器和压力管道检验检测和使用研究,作业人员规范进行技术操作,切实保证压力容器和压力管道的安全性和可靠性。
1.压力容器压力管道检验中常见的裂纹问题1.1疲劳裂纹裂纹问题是造成压力管道和压力容器安全风险的主要因素,多样化的容器裂纹将会直接影响到设备使用,甚至造成设备故障。
想要有效应对压力容器压力管道检验中裂纹问题,最为首要的便是进行裂纹判断,明确具体的裂纹产生原因和应对方式,切实保证裂纹处理效果。
其中,疲劳裂纹则是最为常见的一种压力容器压力管道检验出现的裂纹,之所以会出现疲劳裂纹,很多时候都是由于设备在长期使用下性能降低造成的。
疲劳裂纹看似简单,但是将会对设备设施造成严重的影响,后期裂纹修复也较为困难,往往需要投入较大的费用成本。
1.2焊接裂纹事实上,在容器管道运行过程中,维护压力容器压力管道、定期进行容器和管道质量检验十分重要。
无论是管道运输,还是日常养护,都需要谨慎处理,而在设备实际运气期间,裂纹产生是不可避免的,焊接裂纹则是在高温环境下产生的一种裂纹形态。
当对裂纹进行分析时,则需要首先分析压力容器压力管道自身性能材质,明确具体的材料材质,而大多数压力容器压力管道都是金属材质,这也就使得后续使用很容易受到高温影响,相应生成裂纹。
压力容器检验过程中的常见裂纹问题与处理方法探讨
压力容器检验过程中的常见裂纹问题与处理方法探讨摘要:压力容器是特种设备中的一大门类,广泛应用于化工行业。
压力容器长时间在高压、高温的环境下运行,很容易出现裂纹,而裂纹问题的出现会导致容器爆炸,威胁工作人员的生命安全和企业效益。
本文分析压力容器检验中的常见裂纹,介绍裂纹的成因,探讨了裂纹的处理方法,以供参考。
关键词:压力容器;检验工作;裂纹;处理方法0前言在工业生产、社会生活中,锅炉是一种常用的能量转换设备,而锅炉压力容器的工作环境差,容易出现裂纹问题,不仅会影响到压力容器的使用,还会带来严重的后果。
因此,对于压力容器的检验工作,除了要做好日常的内外部、工作状态的检验外,还要对存在问题的区域和部件进行处理,再次检验合格后方可投入使用,继而确保压力容器的安全运转。
现结合工作经验,对压力容器的常见裂纹和处理方法进行如下探讨。
1、压力容器检验过程中的常见裂纹1.1蠕变裂纹蠕变裂纹是指在压力容器运行期间,受应力、高温的双重作用,内部材料受损,表面出现裂纹。
蠕变裂纹的走向,垂直于最大应力的方向,主裂纹两侧分布小裂纹。
压力容器运行过程中,蠕变裂纹主要产生于应力高的区域,比如热影响、温度高的构件等。
而且,也会以孔洞(椭圆形)的形式呈现,沿着裂纹扩散至晶体。
在焊接部位,此类裂纹从外向内延伸,和焊接缝平行。
1.2应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹是在腐蚀介质、应力的作用下形成的,多集中于集箱管座、管道区域。
腐蚀裂纹产生期间,不锈钢(奥氏体)有较高的几率发生应力腐蚀,尤其在有汽水的环境下,极小的应力作用都会引发腐蚀裂纹[1]。
腐蚀裂纹大多有孕育期,时间有长有短,以树枝状的形式呈现,沿着拉应力的垂直方向发展。
1.3焊接裂纹压力容器制作过程中,容易出现焊接裂纹,这是因为锅炉、压力容器多由特定的金属板卷制作,焊接工艺会直接影响到压力容器的质量,一般来讲,焊接裂纹是无法避免的,因为焊接作业会产生高温,而高温又是导致裂纹出现的关键因素。
P355GH封头加强板焊接裂纹分析及工艺改进
层次 电源 焊接电流 电弧电
极性
(A)
(V )
1 直流 反 接 4511-480 26~2R
2 ̄n-1 直流反接 480 ̄520 28~3O
流 反 接 480~520 30~32
具有 了一定的淬硬倾 向。 (2)在实际生产过程 中,焊接完焊缝 1和
焊缝2后没有及 时进行后热处理 ,而是对封头加
在保证焊缝无缺陷的前提下 ,层问焊接电 流从 原 工 艺 的 5 10~550A调 整 为480~520A,通过 减小焊 接电流来减少焊接热输入 ,从 而降低焊
用 广 角
( t ̄.1ieatlo..
P355G H圭寸头 力口强 板 焊 接 裂 纹 分 析及 工艺 改进
文/南通万达锅炉有限公司 李新建 邹鹏 飞 施佳乐
摘 要 :较厚 的P355GH钢材具有一定 的淬硬倾向 ,焊接时容易产生裂纹。本 文对实际生产过程 中 P355GH板 材 的焊 后 裂纹 进行 分析 ,通过 工艺 优 化及 焊序调 整 ,有效抑 制 了其 焊接 裂 纹 的产 生 。 关键 词 :冷裂纹 ;预热 ;有效后热
一 止匕一
附图 结构示意图
C
Si
Mn
P
S
N
Cr
0.1O~0.22 ≤ O.60 l_10一1.70 ≤ 0.025 ≤ 0.0】5 ≤ O.012
≤ O.3O
Cu
N o
Nb
Ni
V
C件 CIJ+Mo+N
≤ O-30 ≤ O.08 ≤ O.o2
≤ O_3O ≤ O-3O ≤O.O2
压力容器焊接质量问题及控制措施分析
压力容器焊接质量问题及控制措施分析压力容器是指能够承受压力的容器,其结构和材料必须具备高强度、高韧性、耐腐蚀等性能。
而焊接是制造压力容器中最常用的连接方法之一,但焊接过程中存在着许多质量问题,如果不能得到有效控制,将会威胁到压力容器的安全性和使用寿命。
本文将从焊接过程中的质量问题及其控制措施进行分析。
一、焊接过程中的质量问题1. 焊缝内部缺陷焊接中最常见的缺陷是气孔、夹渣、氧化皮等。
这些缺陷不仅会降低焊接强度,而且会促使材料在应力作用下发生破裂。
2. 变形焊接产生的变形一方面会导致焊接强度降低,另一方面也会对整个压力容器的尺寸和结构造成影响。
3. 焊接温度过高的焊接温度会导致焊接材料的性能恶化,甚至会产生晶粒过长、沉淀物析出的缺陷。
4. 焊接应力焊接应力是由于接触面积不等、材料热膨胀系数不同等原因引起的内部应力,也是造成焊接变形及应力集中的主要原因。
二、控制措施为了保证焊接质量,需要在焊接过程中采取一系列的措施。
1. 选择合适的焊接工艺选择合适的焊接工艺是确保焊接质量的一个重要环节。
目前,常用的焊接工艺有电弧焊、气体保护焊、激光焊、等离子弧焊等。
控制好焊接温度是确保焊接质量的关键。
一般来说,需要根据焊接材料和焊接工艺选择合适的预热温度和焊接温度,并严格操作。
3. 采取预防措施在焊接之前,需要对焊接材料进行预处理,包括清洗、去油、除锈等,以确保焊接表面的质量。
此外,在焊接过程中需要采取一系列的预防措施,如使用保护气体、防止单边焊接、控制焊接速度等。
4. 质量检测质量检测是确保焊接质量的保障性措施,包括目视检查、尺寸检查、磁粉检测、X-射线检测等多种方法。
综上所述,焊接质量是影响压力容器安全的关键因素之一,要想保证焊接质量,需要在焊接前进行充分的准备工作,采用合适的焊接工艺,控制好焊接温度,采取预防措施,定期开展质量检测等。
这些措施的执行可以有效控制焊接过程中的质量问题,提高焊接强度,保障压力容器的安全使用。
厚壁容器接管焊接裂纹的原因分析及应对措施
厚壁容器接管焊接裂纹的原因分析及应对措施【摘要】通过对厚壁容器接管焊接裂纹产生的原因进行分析,制定了合理的修复工艺、采取相应的防范措施,成功的修复了接管焊接裂纹、优化了制造工艺。
【关键词】厚壁容器接管焊接裂纹原因分析修复优化工艺我公司中标某石化厂冷高压分离器,该设备壳体材质为16Mn锻件。
封头厚度150+4(堆焊TP316L)mm,筒体厚度250+4(堆焊TP316L)mm,总高度16.5米,管口数量为13个,最大的接管人孔接管的公称直径为DN600,最小的接管液位计口接管的公称直径为DN80,总重量280吨。
由于我公司以前有制造板焊式加氢反应器的经验(厚度在150mm左右),并且冷高压分离器虽然厚度比加氢反应器厚一些,但是材料并不特殊,所以从思想上没有引起足够的重视,在制造上就采用了板焊式加氢反应器的焊接工艺。
在制造过程中,接管外侧焊完后,在内侧清根过程中发现有局部裂纹,裂纹的总清除长度在200-400mm左右,宽度在50-80mm,深度70-130mm,局部裂纹沿焊缝切线方向延伸至筒体母材60mm。
1 原因分析裂纹的产生主要有下列原因:(1)焊前及焊接过程中的加热范围小,预热温度控制不好,焊接过程中对预热温度没有进行有效的监控。
焊前及焊接过程中的预热温度控制是避免产生冷裂纹的重要措施,预热温度失控,极易造成裂纹。
产生裂纹的几个接管,预热过程中的加热范围太小,容易造成预热温度不够且不均匀。
这台设备的接管与筒体24小时焊接,特别是在晚上焊接时,由于没有检验员对预热温度进行抽检,而热处理工对预热温度的监控又不够重视,造成焊接时预热温度不到位。
(2)焊接过程断断续续。
对于厚壁设备的接管与筒体的焊缝,拘束应力非常大,焊接时容易从根部产生冷裂纹。
理想的状态是焊缝一次焊完,但设备制造过程中由于人力资源方面的原因,部分接管没有一次焊完,增加了出现裂纹的可能性。
(3)一面焊接完成后没有及时对另一面进行清根。
产生裂纹的几个接管一面焊接完成后,另一面没有及时清根,这也增加了出现裂纹的可能性。
压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨
压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨压力容器是承受内部或外部压力而具有一定强度的容器,广泛应用于化工、石油、制药、航空、航天等领域。
在压力容器的生产和使用过程中,焊接是一项非常关键的工艺,但焊接的质量不仅关系到容器的安全性和使用寿命,还直接影响着整个生产过程的效率和成本。
因此,了解压力容器发生焊接缺陷的原因,并采取相应的防治措施,是完善压力容器制造的必要步骤。
1. 常见的焊接缺陷1.1 焊接裂纹焊接裂纹是指在焊接过程中或焊后出现的具有一定长度、宽度和深度的裂缝,常见于高强度钢、厚板焊接等关键部位。
产生焊接裂纹的主要原因有温度过高或过低、焊接应力过大、焊接材料杂质含量高等。
1.2 母材氧化焊接过程中,如果母材表面存在氧化物,会对焊接接头的组织和物理性能产生影响,造成焊接缺陷。
母材氧化的原因包括氧化皮、油脂、灰尘等,因此,在焊接前应该进行彻底地清洗和除油。
1.3 焊渣焊接过程中,如果不能完全融化并与母材形成均匀的金属结构,就会残留焊渣。
焊渣会影响焊接接头的质量和力学性能,导致裂纹、孔洞等缺陷产生。
焊瘤是指焊接过程中,由于焊料添加量过大或焊接时速度过快而形成的小结晶堆积。
焊瘤具有高度的脆性,会导致焊接接头疲劳寿命降低,严重时导致破裂。
2.常见的防治措施2.1 对母材进行彻底清洗和除油在焊接前,要对母材进行彻底的清洗和除油,尤其是对于表面存在氧化皮或油脂等的母材,更需要进行彻底的清洗处理,以避免产生焊接缺陷。
2.2 检查焊料质量焊料是保证焊接质量的关键性因素,要选择质量稳定、技术先进的焊接材料,并通过对焊接材料物理性能测试等手段,保证焊料符合规范要求。
2.3 采用适当的焊接工艺在焊接过程中,应该根据材料的种类、断面尺寸和异种焊接等要求,选择合适的焊接工艺,避免出现温度过高或过低、焊接速度过快等不良情况。
2.4 严格控制焊接参数控制焊接参数是提高焊接质量的关键措施。
在焊接前,要对焊接参数进行仔细的调整和计算,确保焊接参数的稳定性和适应性。
压力容器制造中常见问题及分析
压力容器制造中常见问题及分析压力容器是承受内外压力,用于贮存或输送液体、气体或气体逸出产物的设备。
由于其工作环境的特殊性,压力容器制造中常见一些问题,下面将对这些问题进行分析。
1. 裂纹问题:压力容器因为长期受力,容易在焊接或制造过程中出现裂纹。
造成裂纹的原因可能是材料质量不合格、焊接工艺不当或应力集中等。
解决这个问题的方法是经过严格的质量控制,选择合适的材料和焊接工艺,并对容器结构进行适当的优化设计。
2. 腐蚀问题:由于压力容器通常用于存储或输送腐蚀性介质,容器壁会受到腐蚀的影响。
这种腐蚀可能会导致容器壁变薄或出现孔洞,从而降低容器的强度和密封性。
解决这个问题的方法是选择抗腐蚀性能好的材料,并在容器壁表面进行防腐处理。
3. 渗漏问题:压力容器的密封性是其工作的关键。
渗漏问题可能是由于焊接不牢固、密封材料老化或安装不当等原因造成的。
解决这个问题的方法是加强焊接质量控制,定期检查密封材料的状态,并进行必要的维修和更换。
4. 事故暴露问题:压力容器在使用过程中,可能会受到外部冲击、高温、高压等因素的影响,从而导致事故。
这种事故暴露问题可能是由于设计不合理、材料或制造工艺问题造成的。
解决这个问题的方法是对容器进行严格的设计和制造标准要求,并在使用前进行必要的检测和试验。
5. 疲劳问题:压力容器在长期使用过程中,由于受到交变载荷的作用,容器结构容易产生疲劳损伤。
这种疲劳问题可能是由于容器结构设计不合理、材料强度不足或工作条件超过容器耐受能力造成的。
解决这个问题的方法是对容器结构进行合理的设计和优化,并选择高强度材料进行制造。
压力容器焊接质量问题及控制措施分析
压力容器焊接质量问题及控制措施分析【摘要】本文主要围绕压力容器焊接质量问题展开探讨,并提出了相应的控制措施。
通过对压力容器焊接质量问题进行分析,指出了焊接过程中可能出现的缺陷和不良现象。
然后,结合实际情况,提出了针对性的焊接质量问题控制措施,包括优化焊接工艺参数、选择合适的焊接材料以及进行严格的焊接工艺监控。
在对本文进行总结,强调了控制焊接质量问题的重要性,并展望了未来在该领域的研究方向和发展趋势。
通过本文的研究,可以为压力容器焊接质量问题的解决提供一定的参考和借鉴,有助于提高压力容器的焊接质量和安全性。
【关键词】压力容器、焊接质量、问题分析、控制措施、工艺参数、材料选择、工艺监控、结论总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景在实际生产过程中,压力容器焊接存在着诸多质量问题,例如焊缝开裂、气孔、杂质等,这些问题如果未能及时发现和解决,可能会对容器的使用造成严重影响,甚至带来安全隐患。
如何有效地控制和提高压力容器焊接质量,具有重要的现实意义和实用价值。
为此,本文将对压力容器焊接质量问题进行深入分析,探讨焊接质量问题的控制措施,并结合焊接工艺参数优化、焊接材料选择以及焊接工艺监控等方面,为压力容器焊接质量提升提供新的思路和方法。
通过研究压力容器焊接质量问题及控制措施,可以为相关行业的工程技术人员提供参考,促进压力容器制造技术的进步和发展。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨压力容器焊接质量问题及控制措施,以提高焊接质量,确保压力容器的安全性和可靠性。
通过分析现有压力容器焊接质量问题,找出影响焊接质量的关键因素,研究相应的控制措施,优化焊接工艺参数,选择适合的焊接材料,建立有效的焊接工艺监控系统,从而降低焊接缺陷率,提高焊接接头的强度和密封性,保障压力容器的使用安全。
本研究旨在为压力容器行业提供可靠的焊接质量控制方案,促进行业的健康发展,提升我国压力容器制造水平。
2. 正文2.1 压力容器焊接质量问题分析在压力容器的制造过程中,焊接是一个至关重要的环节,同时也是容易出现质量问题的环节。
压力容器检验中的裂纹问题解析
压力容器检验中的裂纹问题解析摘要:对于压力容器来看,它属于一种密闭性的设备,而且在使用的过程中,往往会承载液体或者是气体。
对于这些物质来看,往往会在压力的作用下产生变化,因此如果在操作的过程中,存有操作不当的现象,就会直接导致安全事故的发生。
对此,这就需要保证压力容器具备着较好的质量。
毕竟,一旦压力容器产生了裂纹,即使操作人员能够规范操作,也会导致安全事故的发生,甚至会导致爆炸问题。
基于此,本文总结了压力容器常见裂纹的特点,并对如何解决裂纹的产生进行了探讨。
关键词:压力容器;检验;裂缝;对策前言对于压力容器来看,一般会在高压力以及高温的环境下进行使用。
这种环境的特点导致了在操作的过程中,必须要保证操作人员的操作规范性,同时压力容器自身也必须要具备着高质量性,否则就极易产生危险事故。
由于压力容器具有密封性,因此如果其质量不足,进而产生了裂缝问题,就有可能会在使用的过程中产生爆炸风险。
对此,想要保证企业自身的长期稳定发展,并提升生产的效率,就必须要保证压力容器的安全性,更要实现做好检验工作,以此才能对裂缝问题进行及时发现并及时处理,从而才能降低安全事故问题的发生。
1.常见压力容器的裂纹特点首先,对于机械疲劳裂缝的产生来看,往往是在压力设备进行使用的过程中,容器的接头、小孔部位以及被焊缝等,受到热力影响而导致裂纹问题的发生。
一般情况下,这些裂缝会呈现直线的状态,而且在起初出现裂缝时,整体比较短小,之后会随着不断的老化进行扩大,逐渐变成长裂纹,更会不断增加其宽度。
与此同时,对于压力容器来看,自身的材料应用以及组织结构往往会受到力的影响,进而就生成了这样的裂缝。
对于机械疲劳裂缝来看,在末期发现时,可以发现裂缝的开口处往往较宽,并且裂缝的两侧比较光滑,同时整体裂缝的深度较浅。
其次,对于应力腐蚀裂缝的产生来看,往往是压力容器在长期使用的过程中,因腐蚀问题的出现与应力的共同作用而生成的一种裂缝。
一般情况下,压力容器在进行制造与生产的过程中,在材质的选择上,如果是以奥氏体不锈钢进行加工的,那么在现实进行使用的过程中,压力容器就会很容易受到应力腐蚀,进而产生裂缝问题。
压力容器焊接质量问题及控制措施分析
压力容器焊接质量问题及控制措施分析
压力容器可以用于储存液体或气体,其不可或缺的组件是底部和侧部焊接。
焊接质量是确保压力容器安全稳定运行的关键。
本文将探讨压力容器焊接质量问题及其控制措施。
1.裂纹:焊接材料热膨胀和收缩的影响而形成的开裂。
2.夹渣:熔融金属表面附着的固体杂质,可能会导致焊接处出现洞口或孔隙。
3.未融合:焊缝的一部分未完全熔化或未与物质完全结合。
4.热影响区/晶间腐蚀:焊接过程中的高温可导致晶粒的生长,这可能会减少物质的韧性,导致晶间腐蚀。
1. 操作规范:采取适当措施来确保焊接质量并避免潜在的问题。
例如,减少操作时间和使用合适的焊接工具。
2.焊接材料的预热:在焊接过程中,采用预热的方法,可以减少由于温度梯度引起的应力和变形,提高焊接强度,减少焊接中的裂纹和 other 问题的发生。
3.热处理:通过在适当的温度下进行热处理,可以改善热影响区域的性质,减少侧向应力并提高焊接质量。
4.质量检查:在焊接过程的各个阶段进行质量检查,以确保所采用的焊接过程符合标准,并采用适当的检验方法,使焊接质量得到充分保证。
总之,控制焊接工艺并压力容器焊接质量是非常重要的,这对于保障人身财产安全都非常重要。
在这个过程中,除了掌握焊接技术外,我们还需要遵循操作规范,正确使用焊接材料,适当的预热和热处理,以及进行适当的质量检查。
压力容器焊缝检验中裂纹问题分析及预防
图1 黑细线条裂纹特征 图2 直线细纹裂纹特征
常见裂纹形成机理及特征
裂纹是在焊接应力及其他因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙。
按照裂纹发生的条件和时机,常见裂纹可以分为:热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等。
(1)热裂纹又称结晶裂纹,一般是沿晶界开裂,发生在杂质较多的低碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢中。
热裂纹往往形成于焊缝金属凝固末期,敏感温度区在固相线附近的高温区。
在焊缝金属凝固的过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成“液态薄膜”,在特定敏感温度区间,强度极小,由于焊缝收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。
锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施
锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施
一、问题描述
在锅炉压力容器和压力管道的检验中,裂纹是一个常见的问题。
裂纹的存在严重影响
了设备的安全性能和使用寿命。
裂纹对于设备的损害是不可逆转的,因此在检验时必须十
分重视,采取必要的预防措施。
二、裂纹产生的原因
1.应力集中:在焊接、热处理、装配等过程中,如果设计不合理或工序不正确,就会
造成应力集中,导致零件产生裂纹。
2.材料质量问题:如果使用的材料含有太多的杂质或是冷加工不充分,就可能造成裂
纹的产生。
3.设计问题:如果设计不合理,零件的受力极不均衡,也会导致裂纹的产生。
三、预防措施
1.选用合适的材料和加工工艺:在生产过程中,必须选用质量稳定的材料,并严格执
行加工工艺,确保零件的质量。
2.加强设计和制造监管:在设计和制造过程中,必须遵循国家标准和相关法律法规的
要求,同时要加强管理、监控和检验,确保设备的安全性能。
3.加强检查和维护:定期检查设备的安全性能,及时发现和排除潜在隐患,预防事故
的发生。
4.全员安全意识:企业要加强员工安全意识教育和培训,增强员工的安全意识,营造
良好的安全氛围。
四、结语
裂纹是锅炉压力容器和压力管道检验中不可避免的问题,但只要采取正确的预防措施,就能够有效降低裂纹的产生率,确保设备的安全性能,为生产安全保驾护航。
中厚板表面碎裂纹原因分析及改进措施
1 连 铸 机 主要 参 数
南 钢 一炼 钢 厂 3号板 坯 连 铸 机 主 要 设 备 参 数
见表 1 。
引锭 杆 系统
下 装
2 . 2 钢板 碎裂 纹微 观形 貌及 分析
2 钢板碎裂纹原 因分 析
2 . 1 钢板 碎 裂纹 宏观 形 貌
为 了分 析钢 板碎 裂纹 产生 的原 因 , 从 典 型裂 纹 处 切 取小 试 样 , 沿横 断 面分 别 进 行 研磨 , 找 到 裂 纹
出 珀 金
1 冬 1 3是 A 3 2{ { , 4 种 的 裂 纹 缺 陷 , 刺板 取 样 分 析
的 中 u组 纵 情 况 钢 } J 豆 卡 } }5 0 m m ×2 8 0 0  ̄ 1 1 l I
2 . 0 1 7 年 5 月 第 二 期
裂纹 附 近处 n 勺 纰织 ( 3 ( 1 1 ) 、 ( c ) ) - j I l i 常 的 体纰 纵( 3 ( d ) )  ̄ 1 t l - g , 可 裂纹 围 仃 比较 T , r l f g } l  ̄ 碳 铽化 点 说 明此 裂纹 是 轧 …过 氍 ‘ I 。 卜 的, 是任铸 产过 ( 热轧l j J f I 热 ) 产生
S i e me  ̄ 一VA I
的用量越来越大 , 但是微合金钢连铸过程 中存在 的
表 面质 量 问题一 直是 困扰 微 合 金钢 生 产 的难 题 , 各 类连 铸 坯产 品缺 陷 中 , 铸坯 裂 纹 缺 陷 占各 类缺 陷 的
5 0% 以 上 。
设计公 司 铸 机 类 型
铸 流 数 量 钢 包容 量
直 弧 型
单 机 单 流
1 55 t 4 0t 1 0m 3 2. 1 1 5 m 9 0 0mm 2. 1 9 5 m 2 2 0mm 、 2 6 0mm 、 3 2 0r am
压力容器检验中裂纹问题及预防处理方法
压力容器检验中裂纹问题及预防处理方法摘要:压力容器属于承压设备的一种,具有特殊性能,其承载物质包括气体和液体,依据压力容器应用途径的不同,其所承受的压力种类也存在一定差异性,在压力容器密封情况下,必须保障容器的安全性,以保障其承压能力的合理性,这就需要在进行制造和安装压力容器时,合理应用焊接工艺,确保压力容器密封性能的良好性,实现压力容器制造中焊接质量和焊接工艺的优化,保障压力容器应用的稳定性。
所以本文就压力容器制造过程中焊接质量的控制措施展开论述分析,确保压力容器的安全性,避免压力容器由于裂纹问题所发生的爆炸事故。
关键词:压力容器;检验;裂纹;处理引言对于压力容器来说,由于需要在高压以及高温的环境中长时间运行,因此具备一定危险性,同时压力容器拥有较高的密封性,对密封质量提出了较高的要求,而压力容器一旦出现裂纹,严重时甚至将引发爆炸,严重威胁工作人员的生命健康安全。
因此应提高安全管理工作的重视程度,使用科学合理的检验方式来开展容器的检验工作,从而提升压力容器的安全性,在检验压力容器的过程中,需要准确掌握常见的裂纹,从而才可及时地对裂纹情况进行发现,并使用科学合理的方式消除裂纹,提高运行安全性。
1检验的意义分析1.1有效保障企业安全运行在我国特种设备检验行业,每天都有成千上万的人从事着压力容器检验工作,而且每天都会有不同种类的安全隐患如裂纹、壁厚减薄、材料裂化等被及时发现并消除。
压力容器检验有效保障了企业的安全运行。
1.2有效提升化工工艺水平科研人员尤其是从事化工工艺设计的人员,会不定期回访化工企业,检查工艺运行情况提出改进措施,其中重要的一项是检查压力容器、压力管道是否能够满足化工工艺安全运行。
压力容器检验能够发现化工工艺的安全隐患,为科研人员改进容器选材、调整化工工艺提供有力的技术支持。
2压力容器检验的内容首先,压力容器在进行工作的过程中,如果产生的压力大于本身所能承受的压力限度,就会将报警的部件进行破坏,预警装置未能被有效地启动,再加上这种情况不能及时的被工作人员所发现,势必会造成安全事故的发生。
浅谈压力容器焊接裂纹
浅谈压力容器焊接裂纹内容摘要:浅谈压力容器焊接裂纹,摘要:随着经济的快速发展,液体燃料的使用量逐年加大,液体燃料的使用范围的较大同时也导致运输液体燃料的设备设施压力容器的使用量逐年较大。
通过压力容器液体物料可以在世界范围内随意运输。
可以较好的实现资源的优化配置。
文章通过分析压力容器在在焊接过程中存在问题,进而研究其出现的原因,为今后使用压力容器提供借鉴。
关键词:压力容器、焊接裂纹、原因前言:工业的发展对于液体燃料物料的使用需求不断较大,由于液体燃料的自身存在状态不同于固物料导致我们在进行运输的过程中需要将其装入压力容器。
由于液体物料在再装入压力容器时由于容器的内部会产生一定的压力这就导致容器在焊接的过程中需要进行仔细的检查,将压力容器在焊接中存在的裂纹清除掉,保证压力容器能够承受设计压力。
因此在压力容器的使用中控制焊接裂纹对于安全稳定的运输液体物料十分关键。
1、控制压力容器焊缝裂纹的必要性在我国的工业生产中,其中包括化学工业,军事工业,能源工业以及科研工业发展中都要使用压力容器进行液态燃料和气料的运输。
同时压力容器也担当着物料转换,包括反应容器,换热容器,分离容器等等。
压力容器由于自身能够承受一定压力因此能够为工业生产提设备支持。
在国民经济的发展中压力容器由于担当重要的作用因此保证压力容器的质量十分关键。
压力容器的制造通常需要进行焊接,焊接中可能出现的焊接裂纹对于压力容器的安全使用的威胁是十分严重。
由于压力容器内部盛装的材料多数都是化学的或是可燃的一旦暴露在空气中对于人身财产安全都是极大的威胁。
同时对于环境的污染也是较大。
因此国家设定专门的机构对我国的压力容器的使用、焊接、存储进行管理保证压力容器的安全使用。
压力容器内部存有一定的压力,加之其焊接过程中可能存在一定的质量问题导致在实际的生产使用出现较多的事故带来较大的经济损失。
研究发现事故出现的原因多数是由于压力容器生产使用存在的焊接裂纹导致。
因此严格控制压力容器的焊接裂纹保证压力容器的在使用中能够承受特定的压力显得十分关键。
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压力容器中厚板筒体焊接结晶裂纹分析与工艺改进摘要分析了压力容器中厚板筒体在焊接中出现的结晶裂纹,并具体分析了筒体纵环缝产生结晶裂纹的原因。
针对上述问题,提出了以焊条电弧焊打底,结合埋弧焊的焊接方法,并从坡口的选择、焊材的选择、焊接操作等方面出发,制定了可行的焊接工艺,保证了压力容器中厚板筒体焊接接头的质量。
关键词:中厚板;结晶裂纹;筒体纵缝;筒体环缝;焊接工艺AbstractAnalyze the crystal cracks appeared in the thicker plate of pressure vessel, and analyze specifically the reason of the crystal cracks that appeared in the longitudinal and circumferential joints in cylindrical shell. According with the above questions, to propose the welding of the first layer use SMAW, then use SAW, and from the choice of groove, welding material selection, welding of operation etc. Make a feasible welding process. Ensure the quality of welding joints in the thicker plate of pressure vessel.Key words:thicker plate; crystal cracks; longitudinal joints; circumferential joints; welding process目录0 前言 (4)1 结晶裂纹 (4)2 结晶裂纹形成机理 (4)3 结晶裂纹形成的影响因素 (5)3.1 合金元素对结晶裂纹的影响 (5)3.2 工艺因素对结晶裂纹的影响 (5)3.3 应力因素对结晶裂纹的影响 (6)4 筒体纵缝形成结晶裂纹的原因分析 (6)5 筒体环缝形成结晶裂纹的原因分析 (6)6 防止结晶裂纹产生的措施 (7)6.1 控制焊缝中有害杂质的含量 (7)6.2 控制焊缝的截面形状 (7)6.3 改变焊接接头的坡口形式 (7)6.4 改变根部焊道的焊接方法 (8)6.5 降低焊接拉应力 (8)7 焊接工艺改进及试验 (8)7.1 焊接方法 (8)7.2 坡口形式 (8)7.3 焊接材料 (9)7.4 焊接工艺评定 (9)8 产品焊接 (10)8.1 焊前准备 (10)8.2 焊前预热 (11)8.3 纵环缝焊接 (11)8.4 焊接过程中注意事项 (12)8.5 焊后热处理 (12)8.6 焊接检验及结果 (12)结论 (13)参考文献 (14)致谢.................................................. 错误!未定义书签。
压力容器中厚板筒体焊接结晶裂纹分析与工艺改进0 前言我厂制作的蓄热器,主体材料为Q345R,厚度从30mm~50mm不等,属于中厚板焊接,采用埋弧焊能提高劳动生产率,降低劳动强度和生产成本。
但我公司采用双面埋弧焊焊接时,在筒体纵缝的端部和环缝的焊缝根部发现了沿焊缝结晶面中心线形成的纵向裂纹,属于典型的结晶裂纹。
采用焊条电弧焊返修后,经无损检测没有发现裂纹,但返修影响了生产工期,提高了焊工的劳动强度和生产成本,因此,研究Q345R中厚板焊接中出现的结晶裂纹及防止措施,改进焊接工艺,具有重要意义。
1 结晶裂纹结晶裂纹是焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液态金属不足而不能及时填充,在应力作用下发生沿晶开裂。
结晶裂纹最常见的是沿焊缝中心的纵向裂纹。
结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中,有时也会在热影响区产生。
2 结晶裂纹形成机理焊缝金属的结晶裂纹与初生结晶过程密切相关,当焊接电弧建立后,焊接材料和母材同时熔化而形成焊接熔池,并在电弧热的作用下被加热到相当高的温度,熔池金属受热膨胀,作为熔池底部的母材不能自由伸缩,故高温液态熔池受到一定压应力的作用。
随着焊接热源向前移动,焊接熔池开始逐渐冷却,并以半熔化状态的母材为晶核开始初次结晶。
按金属学原理,最先结晶的是纯度较高的合金,最后凝固的是低熔点共晶体,其数量取决于焊缝金属中C、S、P和其他可能形成共晶体的合金元素的含量。
当母材或焊接材料中杂质含量较高,焊缝金属中低熔点共晶体的数量较多,初生结晶的偏析程度加大,并在初生晶体之间形成连续的低熔点液膜,焊接熔池随着冷却而受到收缩应力作用时,被液膜分隔的晶体边界就会被拉开而形成裂纹。
不是所有存在低熔共晶体的焊缝金属都会产生结晶裂纹,结晶裂纹的形成还与其他一些因素有关。
首先应考虑到正在结晶的焊缝金属所经受的应变速率与低熔点共晶体凝固速度之间的关系,如果在某种条件下,焊缝金属的应变速率高于低熔点共晶体的凝固速度,则就提高了裂纹形成机率,反之则明显减少裂纹的可能性;其次是焊接熔池金属初生晶体的长大方向与残留低熔共晶体的相对位置,当低熔共晶体被夹在正在长大的柱状晶体之间,或者处于从两面相对增长的晶面之间时,焊缝金属在结晶过程中容易被焊接收缩应力拉开而形成裂纹,当低熔共晶体被长大的晶体推向熔池表面,没有在柱状晶体之间时,不易产生结晶裂纹。
由此可见,焊缝结晶裂纹的形成必须同时具备下列三个条件(1)在焊接熔池金属中必须存在一定数量的低熔共晶体,这主要取决于母材和焊接材料中的杂质和易形成低熔共晶体的合金成分含量以及熔池的过热程度;(2)焊接熔池的形状和结晶方式可使低熔共晶体封闭在柱状晶体之间;(3)焊缝金属在结晶过程中经受相当速率的应变,而应变速率的大小由熔池的体积、焊件形状、接头形式和壁厚所决定。
3 结晶裂纹形成的影响因素3.1 合金元素对结晶裂纹的影响(1)硫、磷:在钢中是增大结晶裂纹倾向的元素。
它使合金的结晶温度区间增大,硫和磷是钢中极易偏析的元素,易在晶界形成多种低熔点共晶。
(2)碳:在钢中是影响结晶裂纹的主要元素,并能加剧其他元素(如硫、磷等)的有害作用。
(3)锰:具有脱硫作用,能置换FeS为MnS,同时也能改善硫化物的分布形态,使薄膜状FeS改变为球状分布,从而提高了焊缝金属的抗裂性。
(4)硅:少量的硅可消除结晶裂纹,因它是形成δ相的元素。
但当硅含量超过0.4%时,容易形成低熔点的硅酸盐夹杂,降低焊缝力学性能,并增加裂纹倾向。
3.2 工艺因素对结晶裂纹的影响(1)焊接线能量:焊接热影响区粗晶区的晶粒大小与线能量有着密切关系,晶内的偏析程度也与线能量存在一定关系,一般来讲,晶内的偏析程度与线能量成正比,即线能量越大,偏析程度越严重,在晶界处,易产生低熔点共晶体。
另外,随着线能量的增加,会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大,降低了材料的晶界强度和塑性,从而增大了材料对热裂纹的敏感性。
(2)工件的坡口形式:采用埋弧焊进行多层焊时,坡口加工角度过小或清根造成打底层焊道的坡口角度过小,导致熔合比增大,使焊道熔池金属高度稀释形成熔池金属C、S、P含量增加,而Mn含量减少。
另外,根部焊道的焊缝形状系数也将减小,当焊缝形状系数小于1时,加剧了熔池金属结晶过程中晶粒朝熔池中心的生长,使得焊缝中心线的杂质浓度增大,凝固后在焊缝中心线附近出现偏析,从而产生结晶裂纹。
3.3 应力因素对结晶裂纹的影响对于中厚板来说,由于三向应力的存在,钢板厚度越大,则刚度越大,焊后产生变形引起的焊接应力也越大。
压力容器筒体卷制和组装过程中造成的外应力,将在焊缝的焊接过程中产生较大的拘束应力。
这些应力增大了结晶裂纹产生的倾向。
4 筒体纵缝形成结晶裂纹的原因分析筒体纵缝形成的结晶裂纹主要在焊缝的终端,有时为距离终端附近150mm范围内。
由于埋弧焊所采用的焊接热输入量往往比其他焊接方法要大的多,加上引弧板和熄弧板尺寸较小,与筒体之间只靠定位焊连接,终端焊缝部位的传热条件较差,致使该部位局部温度升高,熔池形状发生变化,熔深变大,焊缝形状系数较小,容易产生结晶裂纹。
另外,对于开坡口的中厚板来说,焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小,使终端部分的横向拉伸应力比其他焊接方法要大,增加了结晶裂纹产生的倾向。
5 筒体环缝形成结晶裂纹的原因分析我公司厚度30mm-40mm板的筒体环缝主要开如图1所示单面V形坡口,厚度41mm-50mm板的环缝主要开如图2所示 U-V形坡口,采用双面埋弧焊。
形成的结晶裂纹主要在坡口侧根部焊道的第一道焊缝中心和背面清根后第一道焊缝中心。
从工艺因素对结晶裂纹的影响可知,筒体内侧坡口角度过小,钝边较大,以及背面碳弧气刨清根深度不均,坡口角度过小,导致熔合比过大,加上埋弧焊焊接的热输入过大,焊接熔池深而窄,焊缝成形系数小,容易产生结晶裂纹。
从合金元素对结晶裂纹的影响可知,由于背面碳弧气刨清根的结果,使焊缝根部碳元素增加,熔合比过大,焊缝金属稀释增加,使得S、P等元素的含量也增加,容易形成低熔点共晶,增加了结晶裂纹的产生机会。
从应力因素对结晶裂纹的影响可知,由于焊接时是先焊接V形坡口的坡口侧和U-V形坡口的U形坡口,导致焊接另一侧时,焊缝处于被拘束状态,不能自由收缩,增加了应变量,易促使裂纹的产生。
图1单边V形坡口图2 U-V形坡口6 防止结晶裂纹产生的措施6.1 控制焊缝中有害杂质的含量相关研究表明,在一般的接头拘束度下,焊缝金属的ω(C)大于0.15%,S、P总质量分数大于0.06%,就可能出现结晶裂纹。
所以在选择焊接材料时,应当选用低碳、低磷、硫的优质焊接材料,使之与母材混合后形成的焊缝金属,其C、S、P等含量低于上列临界值。
6.2 控制焊缝的截面形状焊缝的截面形状可以成形系数表征,成形系数ψ是焊缝宽度B与熔深H之比。
相关研究表明,ψ值主要影响到枝晶成长方向及其会合面呈对向生长状态,是杂质析集严重的部位,因而最易产生热裂纹,一般希望尽可能避免出现ψ<1的情况,即焊缝实际深度不要超过焊缝宽度。
焊缝成形系数可通过调节焊接参数来改变,提高电弧电压,降低焊接电流可明显地改善焊缝的成形,提高抗结晶裂纹的能力。
6.3 改变焊接接头的坡口形式改变坡口的形式和角度,减小钝边尺寸,可以有效减小熔合比,采用碳弧气刨背面清根时,应扩大根部焊道的宽度。
6.4 改变根部焊道的焊接方法由于埋弧焊线能量较大,焊缝根部容易出现结晶裂纹,所以可以采用焊接线能量较小,并且不影响生产效率的焊接方法,如焊条电弧焊,进行焊缝根部的打底焊。