对Q370R球罐焊接冷裂纹的分析及采取的预防措施
焊接冷裂纹产生原因及防止措施
焊接冷裂纹产生原因及防止措施1.原因：1.1材料的选择不当：焊接材料的化学成分不合适，或者材料含有较高的残留应力，容易导致冷裂纹的生成。
1.2焊接过程中的热输入不合适：焊接过程中产生的热量和焊接速度不合理，容易造成焊缝和母材之间的温度差异，从而导致冷裂纹的生成。
1.3焊接残余应力：焊接后，热量的收缩导致焊缝和母材之间的残余应力，这些应力容易导致冷裂纹的生成。
1.4接缝设计不合理：接缝的形状和尺寸设计不合理，例如锯齿形的接头，容易导致应力集中，增加冷裂纹的风险。
1.5焊接过程中的不合理操作：焊接过程中出现的不合理操作，例如焊接速度太快或太慢，焊接温度不稳定，都会增加冷裂纹的发生风险。
2.防止措施：2.1合理选择焊接材料：选择合适的焊接材料，确保化学成分符合要求，并且没有过高的残余应力。
2.2控制热输入：控制焊接过程中的热输入，一方面要保证足够的热能输入，使焊缝和母材温度均匀，另一方面要避免过高的热输入，以免造成过大的残余应力。
2.3使用预热和后热处理：对于容易产生冷裂纹的材料和结构，可以采用预热和后热处理的方法来减少焊接过程中的残余应力。
2.4设计合理的焊缝：在设计焊缝时，应尽量避免锯齿形的接头，可以采用圆弧形或其他形状，以减少应力集中。
2.5严格控制焊接过程参数：焊接过程中应严格控制焊接速度、焊接压力和焊接温度等参数，确保稳定和合理的焊接条件。
2.6检测和治理裂纹：焊接后应对焊缝进行严格的裂纹检测，如超声波检测、磁粉检测等，一旦发现裂纹，应及时采取治理措施，包括打磨、退火或重新焊接等。
2.7人员培训和操作规范：通过人员培训，提高焊接人员的技术水平和操作规范，减少不合理操作的发生，从而减少冷裂纹的产生。
总结起来，焊接冷裂纹的产生主要是由材料的选择不当、焊接过程中的热输入不合适、焊接残余应力、接缝设计不合理和焊接过程中的不合理操作等原因造成的。
为了防止焊接冷裂纹的产生，应选择合适的焊接材料、控制热输入、使用预热和后热处理、设计合理的焊缝、严格控制焊接过程参数、检测和治理裂纹，并加强人员培训和操作规范。
焊接裂纹的产生原因及防止措施
车载式颠簸累积仪等，各种测定平整度的方法均有不同的特点，并适用
于不同的场合。 1、影响农村公路路面平整度的主要因素 导致农村公路路面平整度差的原因是多方面的，主要由以下几个
原因造成。 1.1 基层顶面平整度较差 基层顶面平整度不好，将直接影响到沥青路面的平整度。由于沥青
（2）碾压方法 在碾压过程中可遵循以下规则：由低度向高处（横坡）碾压，先静止
后振动碾压；碾压时驱动轮在前，从动轮在后；后退时沿前进碾压的轮
迹行驶；压路机折返的平面位置不在同一断面上，而是呈阶梯形等。 （3）碾压控制压实度 沥青面层压实度越高，使用过程中平整度变化越小，因此切不可为
用制动而增加摊铺机的阻力。 （5）合理选择自动找平方式。一般底面层利用基准钢丝绳来确保高
程控制，中、上面层利用浮动基准梁（平衡梁）来达到较好的平整度。 2.5 碾压控制 （1）碾压温度 沥青混合料在限定的范围内温度越高，其可塑性越大，越容易在外
力作用下缩小其空隙率和增加其密实度，越容易获得平整效果。因此， 复压和终压温度必须严格地控制。
塑性不足以适应应力松弛所产生的附加变形时，则沿晶界就会产生再 热裂纹。
3.2.2 防止产生再热裂纹的措施 ①控制母材及焊缝金属的化学成分，适当调整对再热裂纹影响最 大因素的含量。 ②选择抵抗再热裂纹能力高的焊接材料，提高焊缝金属在消除应 力处理方面的塑性。 ③减少接头刚性和应力集中的可能，将焊缝及其与母材交界处打 磨光滑。 ④选用大规范、高线能量进行焊接。 ⑤消除应力回火处理时应避开产生再热裂纹的敏感温度区。 3.3 冷裂纹 冷裂纹是在焊后较低的温度下产生的，焊接中碳钢、高碳钢、低合 金高强度钢、某些超高强度钢、工具钢、钛合金等材料时容易出现这种 缺陷。冷裂纹经常产生在热影响区，有时也产生在焊缝金属中。 冷裂纹的特征是穿过晶粒内部开裂，裂纹断面上没有明显的氧化 色彩，断口发亮。 防止冷裂纹产生的措施： ①选用优质低氢的焊接材料和低氢的焊接工艺方法。 ②严格控制氢的来源，除采用低氢焊接材料或焊接方法外，还必须 仔细烘干焊条和焊剂。 ③加入某些合金元素以提高焊缝金属的塑性。 ④选择合理的焊接规范，减慢焊接接头的冷却速度，改善焊缝及热 影响区的淬硬组织状态。 ⑤选择合理的焊接顺序，减小焊接内应力。 ⑥焊前预热，控制层间温度及焊后保温缓冷或后热，能降低冷却过 度，改善组织，加速氢的扩散逸出。 ⑦焊后焊件应及时进行热处理，以消除焊接内应力，改善接头杂质 性能，并能降低接头中的含氢量。 3.4 应力腐蚀裂纹 应力腐蚀裂纹是指金属材料在某些特定介质和拉应力作用下所发 生的延迟破裂现象。 无明显的均匀腐蚀痕迹，所观察到的应力腐蚀裂纹呈龟裂状，断断 续续。若在焊缝表面上，多以横向裂纹出现。 如果深入金属内部观察应力腐蚀裂纹，它的形态如同树根一样，从 断口的形态来看，是典型的脆性断口。 一般情况下，低碳钢、低合金钢、铝合金、α 黄铜以及镍基合金等， 其应力腐蚀裂纹大都属于晶间断裂性质。裂纹大致沿垂直于拉应力的 晶界向纵深发展，超高强钢似乎是沿原奥氏体晶界开裂。β 黄铜和在氯 化物介质中的奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹多属穿晶开裂。 对于奥氏体不锈钢来讲，当腐蚀介质不同时，则开裂的性质也有不 同，既可能出现沿晶开裂，或者出现穿晶与沿晶的混合开裂。 3.5 层状撕裂 在大型焊接结构中，往往采用 30～100mm 甚至更厚的轧制钢材，轧 制钢材中的硫化物、氧化物和硅酸盐等非金属夹杂物，平行于钢板表面， 片状分布在钢板中。在沿焊件厚度方向的应力（包括焊接应力）作用下，夹 杂物界面就会开裂，从而在焊接热影响区及其附近的母材上，或远离热 影响区的母材上，就会出现具有阶梯状的裂纹，这种裂纹就是层状裂 纹。层状撕裂经常产生在 T 形接头、十字接头和角接接头的热影响区中。 层状撕裂的类型、产生原因及防止措施见表 1。 （下转第 770 页）
焊接中冷裂纹的成因及防止措施
焊接中冷裂纹的成因及防止措施焊接中冷裂纹的成因及防止措施近来，内业平曲中心在做角焊缝气密试验时，发现焊缝有裂纹。
为此焊接试验室对此问题进行了跟踪，分析裂纹产生原因，并提出以下解决方案。
一、现场问题角焊缝在做气密试验时，发现焊缝有漏气，经仔细检查（可用渗透探伤），发现焊缝上有微裂纹，有横向和纵向；有的地方第一次没有裂纹，过了一夜再做，又有了裂纹。
二、裂纹产生的机理1、角焊缝xx裂纹的特征焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹统称为冷裂纹。
角焊缝上的冷裂纹一般为垂直于焊缝方向上的横向裂纹，大多具有2-3天的潜伏期，在板厚大于10mm的高强钢板角焊缝上较为多见。
2、冷裂纹的影响因素生产实践与理论研究证明：钢材的淬硬倾向、焊接接头中的氢含量及其分布、焊接接头的拘束应力状态是角焊缝出现冷裂纹的三大影响因素。
●焊缝金属的淬硬倾向焊缝金属的淬硬倾向主要取决于化学成分、焊接工艺和冷却条件等。
金属中的C、Mn元素含量高低与材料的淬硬倾向相关；在同一成分母材条件下，角接头焊缝成分受母材成分影响明显高于对接接头，角接头冷却速度相对较大也是具有较明显冷裂倾向原因。
2、焊缝金属中扩散氢含量焊缝中的扩散氢含量越高，冷裂倾向越大。
影响药芯焊丝焊缝扩散氢含量的因素主要有：焊丝种类、焊接电流、干伸长度、保护气体纯度、表面状态等加大焊接电流或减小干伸长度，都能使材料中的扩散氢含量增加；而保护气体中水分含量也会影响焊缝中扩散氢的含量；除此之外，试样的表面状态也能对氢元素的含量造成影响，如带底漆板所测得的氢值明显高出不带底漆板。
三、现场操作1、电流有的达300以上，电流太大。
2、9mm焊缝现场一般焊两道，且焊接情况如图1、图2。
3、焊前清理工作不好：●焊缝有水，现场说是用空压气吹，而不是用火烘；●焊缝氧化渣清理不好4、焊缝边缘熔合不好。
根据以上裂纹产生的机理，以上操作存在问题。
四、角焊缝冷裂纹防止措施采用药芯焊丝焊接碳当量较高的高强船板时，角焊缝具有明显的冷裂纹倾向，冬季施工时应采取严格的工艺措施，防止焊缝冷裂纹。
焊接冷裂纹产生原因及防止措施
＝． 焊 接冷 裂 纹 形成 机 理与 影响 因素 或低 氢焊接手 法还不能保证获 得低氢焊 缝， 还要 仔细烘干 焊条、 焊 剂， （ 一） 焊接冷裂纹的形成机 理 注 意环 境温 度 ， 普 通低氢 焊 条应在 ３ ５ ０ 摄氏度 ， 超 低氢 焊条应 在４ Ｏ ０ — 大量实 践和理论 研究证明， 钢种 的淬 硬倾向， 焊接 接头含氢 量及其 ４ ５ ０ 摄 氏度保温 ２ ｈ ， 并应 妥善 保存， 最好在保温 箱 （ 筒） 内存放 ， 随 用随 分布 ， 以及接头所 承受的拘束应 力状态 是高强钢焊接 时产生冷 裂纹的三 取 ， 以防吸潮 。 此外 还对 焊丝 、 钢板坡 口附近 的铁锈 、 油污 等应仔 细清 大主要 因素 。 理。 对 于熔炼 焊剂 ， 由于经过高 温熔炼 ， 所以含水分极 少， 焊前一般２ ５ ０ 高强钢在 淬硬时 ， 特 别是在焊 接条件下， 近缝 区的加 热温 度很高 ， 摄 氏度烘 干并保温２ ｈ 且 口 可。 使 奥氏体 晶粒 发生 严重长大 ， 当快速 冷却时， 粗大 的奥 氏体 将转变为 粗 ３ 、 适 当加 入某 些合金 元素 ， 提 高焊 缝金 属的韧 性 ， 也可防止冷 裂 大 的马 氏体 ， 从金 属强度理 论可以知道 ， 马 氏体是一种 脆硬的 组织 ， 发 纹产 生， 例如 钛硼 、 钒、 硒、 碲、 稀土 等韧化 焊缝 的元素 ， 因为在 拘束 生 断裂时 将消耗 较低 的能 量， 因此 ， 焊接 接头 有马 氏体存在 时， 裂纹 易 于 形成 和扩 展 。 另外 ， 在 焊接 过程 中， 由于 热源 的高温作用 ， 焊 缝金 属 中溶解 了 很 多的氢 ， 当焊 缝 由奥氏体 转变为铁素 体、 珠光体等 组织时 ， 氢 的溶解 度突然下 降 ， 而 氢在铁 素体 、 珠光 体中的扩 散速 度很快 ， 因此 氢 就很快地 从焊 缝越 过熔 合线向未发生 分解的奥 氏体热影 响区扩散 。
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：一．冷裂纹的产生及防止措施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。
2.冷裂纹防止措施：(1)控制焊缝金属的含氢量。
压力容器焊接冷裂纹产生的机理和防止措施
压力容器焊接冷裂纹产生的机理和防止措施焊接在金属压力容器制造过程中是一道主要的工序，随着压力容器的大型化和重型化，焊接在压力容器制造过程中处于关键和重要的工序。
大多数压力容器属于特种设备，其安全运行关系人民的生命及财产安全，因此避免压力容器在制造过程中产生焊接缺陷，是保证压力容器制造质量在运行后安全工作的关键步骤。
1 焊接冷裂纹的分类及产生的基本过程焊接冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂纹，常见钢材产生的温度为在Ms温度以下或200-300 ℃。
冷裂纹包括:延迟裂纹、淬硬裂纹、低塑性脆化裂纹等，在压力容器制造行业所说的冷裂纹指的是延迟裂纹。
压力容器焊接冷裂纹主要发生在高硬度及高强度的钢材中，如抗拉强度大于等于540MPa以上的材料或者中碳钢、低合金和中合金的高强度钢中。
这些材料在焊接过程中金属熔池溶解了大气或者焊接材料中的氢，加上焊接接头在焊接过程中产生了材料加热时产生的拘束应力，焊缝本身组织淬硬，无法通过塑性变形等方式释放应力，在三种因素的作用下，发生开裂，形成裂纹。
延迟裂纹具有显著的延迟性，分为潜伏期、缓慢扩散期、突然断裂期三个连续的过程，潜伏期有可能几小时、几天、几个月甚至几年，有可能压力容器已投入使用期间，因此更具危险性。
2 冷裂纹的产生原因分析形成冷裂纹的原因主要有以下4 个:(1)焊接接头形成淬硬组织，减小了金属的塑性储备;(2)扩散氢的存在和浓集;(3)焊件钢性大而产生较大的焊接拉伸应力;(4)焊肉存在某种缺陷致使应力集中。
以上这4 个因素，其中含氢量和拉应力是冷裂纹产生的2 个重要因素，但4 个原因的存在相互影响、促进。
它们中可能某一个原因成为冷裂纹的主要因素，然而决不可能是唯一因素。
一般来说，金属内部原子的排列并非完全有序的，而是有许多微观缺陷，在拉应力的作用下，原子氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。
当氢聚集到一定浓度时，就会破坏金属中原子的结合键，金属内就出现一些微观裂纹，应力不断作用，氢不断地聚集，微观裂纹不断地扩散，直至发展为宏观裂纹，最后断裂。
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》
目 录
• 球罐焊接部位裂纹产生的原因 • 防止球罐焊接部位裂纹的措施 • 球罐焊接部位裂纹的检测方法 • 球罐焊接部位裂纹的修复方法
01
球罐焊接部位裂纹产生的 原因
钢材பைடு நூலகம்质问题
钢材成分不达标，例如含有过多的杂质和有害元素，导致钢材的韧性和抗裂性能 下降。
焊接应力，提高接头韧性。
加强焊工技能培训
提高焊工技能水平
通过培训和实践，提高焊 工的操作技能和理论知识 ，使其能够熟练掌握各种 焊接方法和技巧。
实施焊工资格认证
实行焊工资格认证制度， 确保只有具备相应资格的 焊工才能从事焊接作业。
加强焊工意识教育
强调焊接作业的重要性， 使焊工充分认识到裂纹的 危害性，从而自觉遵守操 作规程。
04
球罐焊接部位裂纹的修复 方法
填充焊缝法
焊缝填补
使用焊条、焊丝等填充材料对焊缝进行填补，消 除裂纹。
预热
修复前对球罐进行预热，以降低应力集中，提高 修复质量。
焊接工艺控制
严格控制焊接电流、电压、焊接速度等参数，减 少热影响区，防止裂纹再次产生。
表面处理法
表面强化
通过喷丸、碾压等表面强化技术提高球罐表面的抗裂性能。
定的影响。
磁粉检测
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检测原理
磁粉检测是通过利用磁场对球罐焊接部位进行 磁化，当遇到裂纹时，磁力线会发生畸变，从 而检测到裂纹的存在。
检测过程
将球罐焊接部位进行磁粉探伤，通过观察探伤 过程中磁粉吸附的情况来确定裂纹的位置和大 小。
优缺点
磁粉检测具有简单、快捷、成本低等优点，但 只适用于表面裂纹的检测，对于深部裂纹可能 无法准确判断。
工业设备球形罐体环形焊缝裂纹分析及防止措施
工业设备球形罐体环形焊缝裂纹分析及防止措旋◇文／罗凌【摘要】本文对焊接裂纹，尤其是设备安装过程中，球形罐体的环形焊接裂纹的产生作了详细的研究，并提出了防止方法。
【关键词】球形罐体焊接裂纹一、球罐环焊缝裂存在的形式球罐环焊缝裂纹大多存在焊缝金属中及近缝区，大多数是以微观裂纹的形式，存在于焊缝及近缝区的内部，有时，宏观也可以看到。
实践表明，存在宏观裂纹必有微观裂纹，裂纹具有尖锐端头，且开口位移长．是阔比率极高的断裂型非连续性裂纹。
裂纹是一个复杂的问题，即使形态相同，产生的机理往往不尽相同，若按环焊缝裂纹产生机理来说。
主要是热裂纹和冷裂纹。
二、环焊缝中热裂纹产生的原因分析热裂纹是在焊接过程中．合金元素的成分偏析或低溶共晶体化合物的存在所产生。
裂纹的断口表面有氧化色，无光泽，这可作为判断是否在高温下形成热裂纹的依据。
1．焊缝金属成分的影响钢材中存在的C、S、D 形成低溶共晶体化合物，易产生结晶偏析，不均匀分布在焊缝中，在焊缝金属结晶过程中往往集中到焊缝的中心和最后凝固部位．形成液相薄膜残留下来，在焊接收缩应力作用下，液相薄膜被拉开，随之产生裂纹。
2．工艺因素的影响(1)装配间隙由于球罐的组装方法选择的不同．造成球罐环焊缝的对接间隙大小不均匀．在焊接过程中．环焊缝坡口上侧的温度高于下侧．减少焊缝中心的吸热作用，延迟熔池中心部位焊缝金属的凝固。
装配时．因卡具部位的附加拘束应力．焊缝会在最薄和最热的断面处产生应力集中。
结晶时．从焊根间隙某处开裂，沿着焊缝的表面逐渐向内部扩展。
(2)焊缝形状系数的影响球罐环焊缝对接采用X形不对称坡口．大坡口在外侧．小坡口在内侧，先焊大坡口后，在小坡口上清根着色、焊接。
由于清根打磨制备的焊道从断面形状看，形成窄而深的指状焊道，底面圆滑角小。
施焊过程中．影响焊缝形状系数，增大焊缝深度与宽度比，使柱状晶成长方向转向内侧，焊缝中心线成分偏析，而且在同一部位更集中地发生收缩变形，故热必导致液化裂纹。
球罐焊接冷裂纹的预防
４ Ｏ
油 气 田 地 面 工程 第 ２ 卷 第 ４期 ｆ０ ６ ４ ５ ２０ ． Ｊ
球罐焊接 冷裂纹的预 防
陈新明 （ 河南油田 油建公司金属结构厂）
球 罐一 般 是 用 来 储 存 易燃 易 爆 甚 至 有 毒 的介 质 ，一 旦发生破 坏其 后果是极 其严 重 的 。据 我国 国 内统计 ，近年 发生破 坏 的 ｌ ７台球 罐 中 ，有 ｌ 台 与 １ 探 明缺 陷进 行统计 分析 ，得 出如下 结论 ：环 向焊缝 和螺旋 焊缝 都可 产 生 应 力 腐 蚀 裂 纹 （ Ｃ Ｓ Ｃ）缺 陷，
而纵 向裂纹 ，特 别是应 力腐蚀 裂纹 ，当其 发生在最
焊接有关 英国工程保险公司的两项压力容器事故
调查统 计表 明 ，由于球罐 裂纹造 成破 损 和导致破 损 的 占 ８． ～ ８． 。在 这 些 破 坏 裂 纹 中 ，由 焊 ４２ ９３ 接组 装引起 的裂纹 占 ８４，～４ 。如 日本 干叶 地 ． ９ ６ １ 区的 ｌ０ ｍ。 Ｏ ０ 球罐 的破 坏 ，其原 因之 一 就是 焊后 错 边 和角变形 过大 ，形成 较强 的应力 集 中 ，产 生微 裂 纹 。我 国吉林 省球 罐破 坏事故 发生 的原 因也是 由于 焊接 冷裂纹所 致 。根据 大量 的统计表 明 ，球罐 的破 裂 多数源 于 焊 接 区 （ 缝 及 其 热 影 响 区） 焊 ，因 此 ， 焊接 质量 是球 罐 建造质 量 的关 键 。本文 对球 罐焊接 冷 裂纹产 生的 因 素进 行 分 析 ，并 提 出 了预 防措 施 。
经现场 施 工验 证 ，这 些 预 防 措 施 较 好 地 解 决 了 问
大张性环向应力部位时被视为是最危险的，且会导
致 大部分球 罐 和管道 破裂 。球罐之 所 以产生应 力腐
球罐裂纹的成因分析及预防措施
球罐裂纹的成因分析及预防措施发布时间：2023-02-27T01:47:27.622Z 来源：《工程管理前沿》2022年第19期作者：孙培源[导读] 裂纹是球罐中常见的一种焊接缺陷，也是最危险的一种。
孙培源中石化南京工程有限公司江苏省南京市 210000摘要：裂纹是球罐中常见的一种焊接缺陷，也是最危险的一种。
对裂缝的类型和成因进行了简要的介绍。
本文重点对球罐的裂缝问题进行了深入的研究与分析，并对其成因进行了讨论，并针对一系列的错误，给出了相应的防范措施，以确保整体高效的球形容器的质量与安全。
关键词：预防；球罐；成因；裂纹；措施一、裂纹的主要特征球罐主要缺陷是表面开裂。
该裂缝的特点是：1.支柱和球壳板的角焊缝和上温带的大环缝部位是裂缝的主要部位。
并且，主要发生在焊接中的烫含线位置。
2.立柱和球壳板的连接处普遍存在裂纹（6个支柱中都有），而立柱和球壳的连接处是最大的受力区域。
3.上温带大环缝的角形、错边量、棱角度、成型等方面均优于其它地区，且残留应力较大。
4.球形容器的内部表面出现了一种典型的应力腐蚀裂纹，这是一种典型的 HbS环境下的裂纹。
错边量、棱角情况不佳导致应力集中，大环缝的装配应力、钢板表面冶金缺陷、加工工艺不当等都会导致剩余应力增大，而贮存介质液化气中的H2S含量高。
这两种因素是H2S在潮湿环境中发生应力腐蚀开裂的两个主要因素，并在此基础上形成了裂缝。
5.支撑和球壳极的连接处出现裂缝是因为这个位置是典型的应力集中点，长期受到较大的应力影响，从而导致了角焊缝的开裂。
二、缺陷类型球罐的各种缺陷类型有：裂纹、机械损伤、凹坑、未焊透等。
根据相关数据，裂纹是球罐的主要安全隐患。
裂缝的类型多种多样，根据裂缝的大小分为：宏观裂缝、微观裂缝和超微观裂缝；根据裂缝的发生位置分为：焊缝，熔合区，热影响区，弧坑和焊趾裂缝，根据裂缝的蔓延方向分为横向、纵向和辐射型，根据环境和介质的不同，可以分为：应力腐蚀和疲劳开裂。
焊接冷裂纹与热裂纹的形成及防治措施
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焊接裂纹产生原因及防治措施
焊接裂纹产生原因及防治措施焊接裂纹是焊接过程中常见的缺陷之一，它会降低焊接接头的强度和密封性，严重影响焊接质量。
本文将从焊接裂纹产生的原因和防治措施两个方面进行探讨。
一、焊接裂纹产生的原因1. 焊接应力过大：焊接过程中，由于材料的热膨胀和收缩，会产生焊接应力。
如果应力过大，就容易引起焊接裂纹的产生。
2. 材料的选择不当：焊接材料的选择不当，例如选择了冷脆性较大的材料，容易在焊接过程中产生裂纹。
3. 焊接参数设置不合理：焊接参数的设置是影响焊接质量的关键因素之一。
如果焊接电流过大或过小，焊接速度过快或过慢，都会导致焊接裂纹的产生。
4. 焊接时的工艺操作不当：焊接操作不规范也是焊接裂纹产生的原因之一。
例如焊接时没有进行预热、焊接过程中没有使用适当的焊接顺序等。
5. 焊接材料的质量问题：如果焊接材料本身存在缺陷，例如含有太多的杂质或气孔，也容易导致焊接裂纹的产生。
二、焊接裂纹的防治措施1. 合理控制焊接应力：通过合理的焊接参数设置和焊接顺序安排，可以减小焊接应力的产生。
此外，还可以采用局部预热、焊后热处理等方法来降低焊接应力。
2. 选择合适的焊接材料：在进行焊接工艺设计时，应根据具体情况选择合适的焊接材料，避免选择冷脆性较大的材料。
此外，还要确保焊接材料的质量，避免使用存在缺陷的材料。
3. 合理设置焊接参数：在进行焊接操作时，要根据具体情况合理设置焊接参数，如焊接电流、焊接速度等。
可以通过试验和经验总结来确定最佳的焊接参数。
4. 规范焊接操作：进行焊接操作时，要严格按照焊接工艺要求进行操作，如预热、焊接顺序等。
同时，要保证焊接设备的正常运行和维护，避免因设备故障导致焊接裂纹的产生。
5. 加强焊后检测和质量控制：焊接完成后，要进行全面的焊后检测，发现裂纹及时进行修复。
同时，要加强质量控制，确保焊接质量符合要求。
焊接裂纹的产生原因较为复杂，涉及材料、焊接参数、工艺操作等多个方面。
为了防止焊接裂纹的产生，需要从多个方面进行控制和改进，提高焊接质量。
焊接冷裂纹产生机理影响因素及防治措施
焊接冷裂纹产生机理影响因素及防治措施一、冷裂纹的一般特征1、产生温度Ms点附近或200～300℃以下温度区间2、产生的钢种和部位发生在高碳钢、中碳钢、低合金、中合金高强钢，热影响区合金元素多的超高强钢、Ti合金发生在焊缝3、裂纹的走向：沿晶、穿晶4、产生时间可焊后立即出现，也有的几小时，几天、更长时间延迟裂纹：不是在焊后马上出现的要经过一定时间才出现的裂纹—延迟裂纹延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它不是焊后出现，因此危害性更大延迟裂纹三种形态1）、焊趾裂纹—缝边裂纹起源于焊缝和母材的交界处，并有明显应力集中的地方，裂纹的取向经常与焊缝纵向平行，由焊趾的表面开始，向母材的深处延伸2）、焊道下裂纹发生在淬硬倾向较大，含氢较多钢种的焊接热影响区，裂纹取向与熔合线平行，但也有时垂直于熔合线3）、根部裂纹起源于应力集中的焊缝根部，可能发生在焊接热影响区，也可能发生在焊缝（含氢量高，预热不足）二、延迟裂纹的机理高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是：钢种的淬硬倾向；焊接接头的含氢量及其分布，焊接接头的拘束应力。
延迟裂纹的开裂过程存在这两个不同的过程，即裂纹的起源和裂纹的扩展，扩展到一定情况下，发生断裂，我们只从宏观的角度阐述一下产生延迟裂纹的三要素。
1、钢种的淬硬倾向焊接接头的淬硬倾向主要决定于钢种的化学成分，其次是焊接工艺，结构板厚及冷却条件。
钢种淬硬倾向越大，越容易产生裂纹，其原因为1）、形成脆硬的马氏体i)、马氏体的形状条状马氏体：低碳马氏体，含碳量小于0.3%C，呈条状Ms点较高，在转变后起到自行回火作用，因此有一定韧性如低碳钢、低碳合金钢片状马氏体：含碳量高时，形成片状马氏体，片内存着平行状的孪晶，亦称孪晶马氏体，硬度高，组织脆对裂纹敏感ii)、组织对冷裂纹的敏感倾向F 、P →→F B 条状M 上贝氏体→粒状B →M+A →孪晶马氏体，可知孪晶马氏体对裂纹最敏感iii)、利用SH —CCT 图评定钢种对冷裂纹的敏感性，有试验结果看出，如果熔合区焊后800～500℃冷却时小于'f C 就会出现裂纹，也就是说可以利用出现铁素体的临界冷却时间'f C 来作为焊接接头裂纹倾向的判据 t 800～500℃<'f C 开裂 t 800～500℃>'f C 不裂 2)、淬硬产生晶格的缺陷材料在淬硬后，会产生较多的晶格缺陷，淬火后出现的晶格缺陷主要是空位位错，相变应力的作用下产生较多的位错，在焊接应力作用下，空位与位错发生移动聚集，当达到一定浓度时，产生裂纹源，硬度扩展成为裂纹。
焊缝冷裂纹出现原因分析及预防措施
焊缝冷裂纹出现原因分析及预防措施
焊接时间：11月21日下午，焊缝裂纹发现原因11月22日上午。
部位：焊接后模式壁及中膜II下方集箱与膨胀节之间密封焊缝。
原因分析：
1、未打坡口且没有组对间隙；
2、焊条未烘干；
3、焊前预热、焊后缓冷未做；
4、利用J427焊条，焊前没有清除焊件的铁锈、油污、水分等杂质；J427为碱性焊条，J422为酸性焊条，碱性焊条J427焊接性能及抗裂性能优于J422焊条，但对水、锈产生气孔的敏感性较大，焊条使用前需经350℃~400℃烘焙1~2h。
焊接要求：
1、现场普通碳钢焊接全部采用J427焊条，焊条烘干后再发放，焊工凭焊条筒领用，焊材发放人员控制一下。
2、焊前将锈、污垢、氧化铁等清除一下；
3、焊后及时检查，发生裂纹后及时改变焊接工艺；
4、焊前采用预热及采取焊后缓冷措施。
对Q370R球罐焊接冷裂纹的分析及采取的预防措施
对Q370R球罐焊接冷裂纹的分析及采取的预防措施摘要：我单位承建的昆钢新区氧、氮气球罐工程共六台，其材质均为Q370R（又称15MnNbR）正火板，该种板是适用于中常温压力容器受压元件的低合金结构钢钢板，专用于制造石油、化工、气体分离、气体贮运的容器或其他类似设备，如各种塔器、换热器、贮罐、罐车等。
通过对该材质焊接冷裂纹的产生机理进行分析，提出了该种球罐焊接过程中防止冷裂纹产生的措施，该措施在施工过程中有效的防止了冷裂纹的产生，提高了焊缝射线探伤的合格率，保证了球罐的焊接质量。
关键词：Q370R 球罐焊接冷裂纹预防措施1.引言Q370R钢板主要用于制造承压的中低压容器，具有强韧性匹配好、板厚效应低、焊接性能好等优点。
但该材质与传统的Q345R相比在焊接过程中有易产生冷裂纹的倾向，因此对该材质球罐在焊接过程中冷裂纹形成机理的分析及如何在施工中采取有效的预防措施是保证球罐焊接质量的关键。
2.工程概况昆钢新区氧、氮气球罐工程共六台球罐，结构形式均为三带混合式，具体参数如下：序号球罐容积（m3）台数介质设计压力（mPa）壁厚（mm）单台射线片数（张）1 6502 O2 3.15 46 8202 400 2 N2 2.8 36 7043 200 2 N2 2.8 28 4243.冷裂纹形成的原因焊接冷裂纹在焊后较低的温度下形成。
一般在马氏体开始转变温度下，由于这种裂纹形成与氢有关，且有延迟开裂的特点，因此又称之为焊接氢致裂纹或延迟裂纹。
产生焊接冷裂纹的三个必要条件：（1）氢，氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、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温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。
在焊接过程中氢除向大气中扩散外，余下的在焊缝中呈过饱和状态，即在焊缝中存在着扩散氢。
根据氢脆理论，这种扩散氢将向应变集中区（如微裂纹或缺口尖端附近）扩散，当该区的氢浓度达到某一临界值时，裂纹便继续扩展。
简述冷裂纹的防止措施
简述冷裂纹的防止措施冷裂纹是一种在金属结构中出现的裂纹类型，通常在低温和高应力工况下形成。
为了预防冷裂纹的产生和发展，以下是10条相关的防止措施：1. 控制金属材料的温度和应力，在低温环境下尤为重要。
确保工作环境的温度在材料的可承受范围内，并缓慢升降温度，避免温度差变化过大。
2. 减小应力集中区域。
通过优化设计和加工工艺，减少或消除结构中的应力集中点。
使用合适的连接方式和强化措施可以有效分散应力。
3. 增加材料的韧性。
选择具有良好韧性的金属材料，韧性可以减少应力集中的程度，从而减少冷裂纹的发生。
4. 适当降低焊接温度。
合理控制焊接温度，避免温度过高或过低，以减少应力累积和热影响区域的发生。
5. 注意设计缺陷。
合理设计结构的几何形状和尺寸，并确保避免缺陷，如锐角、毛刺和裂痕等。
优化结构设计可以减少应力集中。
6. 选择合适的焊接材料。
根据实际使用条件选择合适的焊接材料，以减少应力差异，选择符合要求的焊接电流和焊接材料。
7. 控制预热和后续热处理过程。
合理控制预热和后续热处理过程，使金属材料在温度变化时得到合适的应力释放，避免冷裂纹的形成。
8. 进行非破坏性检测。
定期进行非破坏性检测，如超声波检测和磁粉检测，以发现裂纹的存在和扩展趋势，及时采取相应的修复措施。
9. 严格控制焊接工艺。
采用合适的焊接工艺，如控制焊接速度、电流和电弧长度等，以减少应力集中和热应力的发生。
10. 定期进行设备维护。
定期检查和维护金属结构和设备，及时修复缺陷和裂纹，防止冷裂纹的进一步发展。
浅谈焊接裂纹的产生原因和防止措施施
浅谈焊接裂纹的产生原因和防止措施摘要：对焊接裂纹产生原因分析的基础上，采用可行的焊接工艺和有效的防止措施。
关键词：焊接裂纹分析焊接工艺防止措施前言焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，它已广泛应用于制造和修理各种结构和设备。
焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效手段，用它不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创制出原则上完全新颖的产品。
大如航空航天和核动力装置，小至微电子以及超精器件，如果没有焊接技术，很难想像将会遇到多少困难，甚至无法制造出来。
因此完全可以说，没有焊接就没有今天这样的现代工业，焊接为今天这样的现代文明起到了它应有的作用。
随着现代工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化，大容量和高参数的方向发展。
有的还在低温、深冷、腐蚀介质等环境下工作，因此各种低合金高强钢，中、高合金钢，超高强钢，以及各种合金材料应用的日益广泛。
但是随着这些钢种和合金材料的应用，在焊接生产上带来了许多新的问题，其中较为普遍而又十分严重的就是焊接裂纹。
常见的焊接裂纹根据生成时的温度，可分成热裂纹、冷裂纹和再热裂纹等几类。
焊接结构中，焊接裂纹以冷裂纹最为常见，其次为热裂纹，本次论文主要阐述冷裂纹的产生机理和防止措施。
一、焊接冷裂纹冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂纹。
冷裂纹包括：延迟裂纹、淬硬裂纹、低塑性脆化裂纹等，正常所说的冷裂纹指的是延迟裂纹。
延迟裂纹生成温度约在100~－100℃之间，存在潜伏期，缓慢扩散期和突然断裂期三个连续的开始过程。
潜伏期几小时、几天甚至更长。
裂纹一般有焊道下裂纹、焊根下裂纹、焊根裂纹、横向裂纹、凝固过渡层裂纹。
一般情况下，焊接低中合金高强钢，高中碳钢等易淬火钢时容易产生冷裂纹。
二、冷裂纹产生的机理大量的生产实践和理论研究证明，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及焊接接头所承受的应力状态是产生焊接冷裂纹的三大主要因素。
这三个因素在一定条件下是相互联系和相互促进的。
（1）含氢量的影响导致接头产生冷裂纹的氢主要是扩散氢。
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对Q370R球罐焊接冷裂纹的分析及采取的预防措施
摘要：我单位承建的昆钢新区氧、氮气球罐工程共六台，其材质均为Q370R（又称15MnNbR）正火板，该种板是适用于中常温压力容器受压元件的低合金结构钢钢板，专用于制造石油、化工、气体分离、气体贮运的容器或其他类似设备，如各种塔器、换热器、贮罐、罐车等。
通过对该材质焊接冷裂纹的产生机理进行分析，提出了该种球罐焊接过程中防止冷裂纹产生的措施，该措施在施工过程中有效的防止了冷裂纹的产生，提高了焊缝射线探伤的合格率，保证了球罐的焊接质量。
关键词：Q370R 球罐焊接冷裂纹预防措施
1.引言
Q370R钢板主要用于制造承压的中低压容器，具有强韧性匹配好、板厚效应低、焊接性能好等优点。
但该材质与传统的Q345R相比在焊接过程中有易产生冷裂纹的倾向，因此对该材质球罐在焊接过程中冷裂纹形成机理的分析及如何在施工中采取有效的预防措施是保证球罐焊接质量的关键。
2.工程概况
昆钢新区氧、氮气球罐工程共六台球罐，结构形式均为三带混合式，具体参数如下：
序号球罐容积（m3）台数介质设计压力（mPa）壁厚（mm）单台射线片数（张）
1 650
2 O2 3.15 46 820
2 400 2 N2 2.8 36 704
3 200 2 N2 2.8 28 424
3.冷裂纹形成的原因
焊接冷裂纹在焊后较低的温度下形成。
一般在马氏体开始转变温度下，由于这种裂纹形成与氢有关，且有延迟开裂的特点，因此又称之为焊接氢致裂纹或延迟裂纹。
产生焊接冷裂纹的三个必要条件：
（1）氢，氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、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温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。
在焊接过程中氢除向大气中扩散外，余下的在焊缝中呈过饱和状态，即在焊缝中存在着扩散氢。
根据氢脆理论，这种扩散氢将向应变集中区（如微裂纹或缺口尖端附近）扩散，当该区的氢浓度达到某一临界值时，裂纹便继续扩展。
（2）应力，依据目前国内及国际的施工水平，在球罐的组装过程中总会存在或多或少的强力组对，所以在组装完成后便存在着内应力，这种应力在焊后整体热处理完成后也不可能完全消除。
再加上球罐焊接是一个局部加热过程，在焊接过程中产生应力与应变的循环，因此球罐焊接后必然存在残余应力。
（3）组织，焊接热影响区组织中过硬的马氏体含量越多越容易产生冷裂纹。
焊缝的表面、断面与根部裂纹率均随着冷却速度增大及马氏体数量增多而增大。
4.焊接冷裂纹的分布状态
冷裂纹在焊接接头中产生与分布的位置大概有四种典型状态：（1）焊道下裂纹：位于距熔合线0.1-0.2mm的近焊缝中，裂纹的走向与熔合线平行，一般不显露在焊缝表面。
（2）缺口裂纹：源于应力集中的大缺口部位，主要是焊趾和焊根。
（3）横裂纹：该裂纹起源于熔合线而向焊缝及热影响去扩展，其裂纹垂直于焊缝，这类裂纹常在球罐横缝中出现。
(4)凝固过渡层裂纹：该类裂纹在焊缝的未熔合区或在凝固过渡层中产生。
5.影响冷裂纹的因素
（1）焊接环境空气中的湿度对焊缝中扩散氢有很大影响。
（2）预热：预热温度越高，焊
缝中的氢含量越低，预热也可以使焊缝的冷却速度降低，减少过多马氏体的产生。
（3）焊接线能量：焊接线能量过大时，热影响区易产生马氏体组织，产生冷裂纹的倾向增大。
（4）焊接材料：焊接材料中氢含量越高或烘烤温度不高都将造成焊缝中氢含量的增高，产生冷裂纹的倾向增大。
6.防止产生冷裂纹的措施
（1）避免母材大型夹渣。
所以在球壳板制造前必须对板材进行严格的超声波检查，对有严重夹层等缺陷的钢材不得使用。
（2）尽量减少氢的来源。
第一，球罐的焊接选用低氢型焊条，必要时要采用超低氢型的焊条；第二，焊条使用前一定要按产品使用说明进行烘干，并贮存在100~150℃的恒温箱中，在使用时放入保温筒内并随用随取，在保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，重复烘干不得超过两次；第三，要彻底去除焊接坡口表面及坡口两侧20mm 范围内的油污、水分，、铁锈及其他杂物；第四，不在雨雪天及空气相对湿度大于90%时施焊；第五，采取有效的防风措施，以防止吹弧，使焊接熔池得到有效的隔离保护。
（3）选用适当的焊前预热温度和预热范围。
适当的预热温度降低了焊缝冷却速度，可使氢更易从焊缝熔池向大气中扩散，减少了焊缝中扩散氢含量，并且可以降低焊接区的温度梯度和焊缝的冷却速度，尽量减少马氏体的含量，减小温差应力。
预热温度应通过工艺评定来确定，预热范围一般为坡口两侧三倍球壳板厚度且不小于100mm。
当环境温度低时还应增大预热温度和预热范围。
对纵缝应整条焊缝同时预热，不能分段预热。
（4）选用适当的后热温度和后热时间。
随着焊接层数的增多，焊缝中扩散氢会逐渐积累。
因此焊后应立即进行后热，使扩散氢有充分的时间溢出，同时还可以降低焊缝中的残余应力，减少冷裂纹产生的机率。
（5）焊接过程中保持适当的层间温度，适当的层间温度也能延缓焊缝的冷却时间，起到一定的去氢和降低残余应力的作用，层间温度不得低于预热温度下限值。
（6）采用合适的线能量。
若焊接线能量过小，焊缝热影响区容易出现淬硬组织，再加上扩散氢的作用，焊缝容易产生冷裂纹；若线能量过大又会使焊缝热影响区的软化区宽度增加，使焊缝缺口的韧性降低，球罐整体的机械性能下降。
（7）防止强力组对。
在球罐组对过程中选用合适的工艺和组装机具，尽量避免强力组对。
强力组对将使球罐在焊接前就存在强大的附加内应力，这种内应力在焊后也不可能完全消除。
（8）减小错边和角变形。
在错边和角变形存在的部位，曲率发生了突变，所以焊后将会存在强大的残余内应力。
（9）采用合理的焊接顺序。
当采用合理的顺序焊接时，整台球罐将同时对称地收缩或膨胀，这样能控制焊接变形，减小焊接残余应力。
球罐焊接应遵循先纵缝后环缝，先大坡口后小坡口，先赤道后温带最后极带的原则，而且焊工应对称、均匀施焊。
球罐焊缝的打底焊要采用分段退焊法，分段长度为600~700mm。
（10）避免工艺缺陷的产生。
咬边、未焊透、长条状夹渣等工艺缺陷部位是应力集中区，这些部位容易产生冷裂纹。
(11) 确保封底焊缝的质量，封底焊缝要自上而下焊接，不能采用摆动、挑弧、灭弧的施焊方法。
（12）不能在球壳板上随意引弧，避免在球壳板上形成弧疤，因为引弧处的冷却速度远远高于正常焊接时正常的冷却速度。
（13）工卡具、点固焊的焊接工艺与球罐的焊接工艺相同，进行预热、后热避免冷却速度过快，产生冷裂纹倾向增大。
（14）工卡具拆除时应采用碳弧气刨、火焰切割、角磨机打磨。
严禁使用大锤敲击。
（15）球罐的返修工艺采用与球罐焊接相同的工艺，焊前预热、焊后后热，
7.结语
我单位承建的昆钢新区氧气、氮气球罐工程其材质为Q370R的六台球罐，经过按照上述的过程控制其结果为：总片数3896张，一级片数3623张，一次合格片3827张，一次合格率98.23%，未发现裂纹缺陷。
参考文献
[1] 李海方热处理工艺对Q370R压力容器板性能的影响宽厚板2010年12月
[2] 洪学文球罐的典型缺陷-冷裂纹的处理及疲劳扩展初探中国锅炉压力容器安全第7卷第1期
[3] 张军Q370R锅炉和压力容器用钢板的研制上海金属2011。
03
[4] GB50094-98 球形储罐施工及验收规范国家质量技术监督1998
[5] GB12337-1998 钢制球形储罐国家质量技术监督1998。