锅炉水冷壁鳍片焊接裂纹的控制
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表１ 水冷壁组合 管排焊缝裂纹 出现部位 及裂纹类型统计 表 （ 焊缝 总数 １ ０ ５ 条 ）
裂纹产生部位 嵌块密封焊缝 鳍 片割缝焊缝 管排拼接焊缁
裂 纹 类 型 纵 向裂 纹 纵 向 裂 纹 纵 向裂 纹
定于钢种的淬硬倾 向、焊接接头 的应力状态 和
熔敷金属 中的扩散氢含量这三个主要因素 。
使焊趾、焊根等部位的应力集中效应相对减小 ， 改善了热影响区的冷裂倾 向。使用前经３ ５ ０ ￣ Ｃ 烘 焙１ ｈ ，放 人 通电的焊条保温桶内随用随取。
事故 。针对这种情况 ，业主 、监理和施工单位
计 ，得到统计数据见表 １（ 焊缝 总数 １ ０ ５ 条 ）。 水冷壁鳍片密封焊接 时出现 的裂纹符合冷裂纹
中延迟裂纹 的典 型特征 。这种裂纹焊后不立 即 出现 ，其形成有明显的时间延迟 的特征 ，它决
都高度重视 ，经过各方讨论 ，进行了原因分析 ，
散 、聚集 ，使焊接接头中局部区域的含氢量达到
一
定数值而产生裂纹时 ，此含氢量即为产生冷裂
纹的临界含氢量。临界含氢量与钢的化学成分 、
可 以计算 出Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 的碳 当量数值约
刚度 、预热温度以及接头的冷却条件等有关。
根据上述原因分析可知 ，Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 材 质水冷壁鳍片焊接裂纹的产生原因是 由于该焊
措 施进 行研 究 ，以达到 控 制裂 纹产 生 的 目的。 关 键 词 ：锅 炉 ；水 冷 壁 ；鳍 片 ；裂 纹 ；控 制 国电 泰 州 电 厂二 期 工 程 是 在施工 中认真落 实 、及时总结改进 ，使该缺 陷得到控制。
项目 抗拉强度 屈服强度 断后伸长率 断面收缩率
光体结构钢 ，其化学成分组成见表２ ，力 学性能
见表 ３
数值
４ １ ５ ～ ５ ８ ５ Ｍ Ｐ ａ
≥２ ０ ５ Ｍ Ｐ ａ
≥１ ８ ％
＞４ ／ ０ ％ （ 圆试样
作者简 介：寇亮 （ １ ９ ８ ２ 一 ），男 ，电力工程工程师 ，一直从事火力发 电厂安装 工程的焊接技术管理工作。
的焊接 内应力 ，常常导致热影响区发生裂纹。
２ ． ２ 焊 接接 头 的 应 力状 态
３ 防 止措 施
根据该类型焊接裂纹的成因，结合现场施工
焊接接头 的应力状态是 由热应力 、组织应 力和拘束应力叠加的结果。
热 应 力是 焊接 过 程 中温 度 场 的 不均 匀 加 热
条件 ，拟定水冷壁鳍片焊接裂纹防止措施如下 ：
裂纹产生数量
９
１ ０
２
裂 纹 产 生 时 间 焊 后 数 小 时后 焊后 数 小 时 后 焊 后 数 小 时
２ 裂纹产生原 因分析
２ ． １ 钢材 的淬硬 倾 向
Ｓ Ａ ３ ｇ ／ － Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 是符合美国Ａ Ｓ Ｍ Ｅ Ｓ Ａ ３ ８ ７ ／ Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｍ 标 准的一种铬 一 钼合 金钢板材 ，属于低合 金珠
Ｊ 一３４ 现代焊接 ２ ０ １ ５ 年第７ 期 总第１ ５ １ 期
根据 国际焊接学会 （ Ｉ Ｉ Ｗ） 推荐的碳当量计 算公式 ：
Ｃ Ｅ Ｉ Ｉ Ｗ＝ ｗ（ Ｃ） ＋ ｗ（ Ｍｎ ） ／ ６ ＋ ｗ（ Ｃ ｒ ＋ Ｍ ｏ ） ， ５
＋ ｗ（ Ｎ ｉ ＋ Ｃ ｕ）／ １ ５
含氢量越 多 ，则裂纹倾 向越严重 。由于氢的扩
３ ． １ 合 理选 择 和使 用 焊接 材 料
选用规格为￣３ ２ ｍ ｍ 的低氢型碱性焊条Ｒ ３ １ ７ 进行焊接，其扩散氢含量≤４ ． 】 】 ／ １ ０ Ｄ ｇ（ 甘油法测 定 ）。该焊条强度等级比母材略低 ，冷裂纹倾向 较小 ，较易塑 ｆ 生 变形 ，降低了接头的拘束应力 ，
界二次再热百万千瓦燃煤发 电机组 ，其锅 炉水 冷壁密封鳍片的焊接与常规百万千瓦机组不 同，
锅炉水冷壁鳍 片采用Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 板材 ，有厚 度为６ ． ５ ｍ ｍ、９ ． ５ ａ ｒ ｍ、１ ０ ｍ ｍ 三种规格。在刚开始
进行水冷壁组合焊接时，发现垂直段水冷壁Ｔ 形 三通和Ｙ 形三通处的鳍片对接焊缝出现多处裂纹。
这 种 裂 纹 对 锅 炉 的安 全 运 行 有 着 严 重 影 响 ，鳍
１ 焊接裂纹 的类型
锅炉水冷壁组合 的密封焊接工作包括瑚 三
通和Ｙ 形三通处的密封嵌块焊接 、对 口时鳍 片割 缝焊 接 、管屏之 间的拼缝焊接 。经过对第一片 水冷壁组合管屏密封焊接时产生 的裂纹进行统
片裂纹扩展 到水冷壁管子可能会造成爆管停炉
用广 角
ｃ
￣ｐｐｌ ｌ ｅ ， ａ ｔ ｉ ｏ
锅炉 水 冷 壁鳍 片焊 接 裂 纹 的控 制
◎ 坷 衄◎ ｌ Ⅱ ｏ Ｚ Ｗｅ ］ ｌ ￣ ｇ ◎ ◎ 丑 ＠ Ｉ ｆ ） Ｖ Ｚ ｓ ｔ ｅ ￣ Ⅱ
文／ 中国能源建设集 团江苏省 电力建设第一工程公司泰州分公司 寇 亮
为０ ． ９ １ ％，大于不需要预热的０ ． ４ ５ ％的Ｃ Ｅ 临界值。 该钢种具有 良好的加工工艺性能和较好的
焊接性 ，能在大截面上得到较均匀的性 能 ，持
接结构拘束应力较大 ，而该钢种本身具有较大 的冷裂纹倾 向，焊接接头中的扩散氢 又未能及 时消除 ，造成了焊接裂纹 。
久塑形好 ，淬透性和淬硬性都很大 ，在焊缝和 热影 响区很容 易产生硬而脆 的马 氏体组织 ，这 不仅影 响焊接接头 的力学性能 ，而且产生很大
摘
要 ：Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 是符合 美￣Ａ Ｓ ＭＥ Ｓ Ａ ３ ８ ７ ／ Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｍ标； 隹的一种耐热钢板材 ，在 国电泰州二
期工程二次再热百万千瓦燃煤发电机组中用于锅炉水冷壁鳍片。本文主要对该钢种应用在水冷壁鳍 片时 ，由于母材性能、焊接结构、热处理工艺等因素造成鳍片对接焊缝出现裂纹的形成原因及防止
裂纹产生部位 嵌块密封焊缝 鳍 片割缝焊缝 管排拼接焊缁
裂 纹 类 型 纵 向裂 纹 纵 向 裂 纹 纵 向裂 纹
定于钢种的淬硬倾 向、焊接接头 的应力状态 和
熔敷金属 中的扩散氢含量这三个主要因素 。
使焊趾、焊根等部位的应力集中效应相对减小 ， 改善了热影响区的冷裂倾 向。使用前经３ ５ ０ ￣ Ｃ 烘 焙１ ｈ ，放 人 通电的焊条保温桶内随用随取。
事故 。针对这种情况 ，业主 、监理和施工单位
计 ，得到统计数据见表 １（ 焊缝 总数 １ ０ ５ 条 ）。 水冷壁鳍片密封焊接 时出现 的裂纹符合冷裂纹
中延迟裂纹 的典 型特征 。这种裂纹焊后不立 即 出现 ，其形成有明显的时间延迟 的特征 ，它决
都高度重视 ，经过各方讨论 ，进行了原因分析 ，
散 、聚集 ，使焊接接头中局部区域的含氢量达到
一
定数值而产生裂纹时 ，此含氢量即为产生冷裂
纹的临界含氢量。临界含氢量与钢的化学成分 、
可 以计算 出Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 的碳 当量数值约
刚度 、预热温度以及接头的冷却条件等有关。
根据上述原因分析可知 ，Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 材 质水冷壁鳍片焊接裂纹的产生原因是 由于该焊
措 施进 行研 究 ，以达到 控 制裂 纹产 生 的 目的。 关 键 词 ：锅 炉 ；水 冷 壁 ；鳍 片 ；裂 纹 ；控 制 国电 泰 州 电 厂二 期 工 程 是 在施工 中认真落 实 、及时总结改进 ，使该缺 陷得到控制。
项目 抗拉强度 屈服强度 断后伸长率 断面收缩率
光体结构钢 ，其化学成分组成见表２ ，力 学性能
见表 ３
数值
４ １ ５ ～ ５ ８ ５ Ｍ Ｐ ａ
≥２ ０ ５ Ｍ Ｐ ａ
≥１ ８ ％
＞４ ／ ０ ％ （ 圆试样
作者简 介：寇亮 （ １ ９ ８ ２ 一 ），男 ，电力工程工程师 ，一直从事火力发 电厂安装 工程的焊接技术管理工作。
的焊接 内应力 ，常常导致热影响区发生裂纹。
２ ． ２ 焊 接接 头 的 应 力状 态
３ 防 止措 施
根据该类型焊接裂纹的成因，结合现场施工
焊接接头 的应力状态是 由热应力 、组织应 力和拘束应力叠加的结果。
热 应 力是 焊接 过 程 中温 度 场 的 不均 匀 加 热
条件 ，拟定水冷壁鳍片焊接裂纹防止措施如下 ：
裂纹产生数量
９
１ ０
２
裂 纹 产 生 时 间 焊 后 数 小 时后 焊后 数 小 时 后 焊 后 数 小 时
２ 裂纹产生原 因分析
２ ． １ 钢材 的淬硬 倾 向
Ｓ Ａ ３ ｇ ／ － Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 是符合美国Ａ Ｓ Ｍ Ｅ Ｓ Ａ ３ ８ ７ ／ Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｍ 标 准的一种铬 一 钼合 金钢板材 ，属于低合 金珠
Ｊ 一３４ 现代焊接 ２ ０ １ ５ 年第７ 期 总第１ ５ １ 期
根据 国际焊接学会 （ Ｉ Ｉ Ｗ） 推荐的碳当量计 算公式 ：
Ｃ Ｅ Ｉ Ｉ Ｗ＝ ｗ（ Ｃ） ＋ ｗ（ Ｍｎ ） ／ ６ ＋ ｗ（ Ｃ ｒ ＋ Ｍ ｏ ） ， ５
＋ ｗ（ Ｎ ｉ ＋ Ｃ ｕ）／ １ ５
含氢量越 多 ，则裂纹倾 向越严重 。由于氢的扩
３ ． １ 合 理选 择 和使 用 焊接 材 料
选用规格为￣３ ２ ｍ ｍ 的低氢型碱性焊条Ｒ ３ １ ７ 进行焊接，其扩散氢含量≤４ ． 】 】 ／ １ ０ Ｄ ｇ（ 甘油法测 定 ）。该焊条强度等级比母材略低 ，冷裂纹倾向 较小 ，较易塑 ｆ 生 变形 ，降低了接头的拘束应力 ，
界二次再热百万千瓦燃煤发 电机组 ，其锅 炉水 冷壁密封鳍片的焊接与常规百万千瓦机组不 同，
锅炉水冷壁鳍 片采用Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 板材 ，有厚 度为６ ． ５ ｍ ｍ、９ ． ５ ａ ｒ ｍ、１ ０ ｍ ｍ 三种规格。在刚开始
进行水冷壁组合焊接时，发现垂直段水冷壁Ｔ 形 三通和Ｙ 形三通处的鳍片对接焊缝出现多处裂纹。
这 种 裂 纹 对 锅 炉 的安 全 运 行 有 着 严 重 影 响 ，鳍
１ 焊接裂纹 的类型
锅炉水冷壁组合 的密封焊接工作包括瑚 三
通和Ｙ 形三通处的密封嵌块焊接 、对 口时鳍 片割 缝焊 接 、管屏之 间的拼缝焊接 。经过对第一片 水冷壁组合管屏密封焊接时产生 的裂纹进行统
片裂纹扩展 到水冷壁管子可能会造成爆管停炉
用广 角
ｃ
￣ｐｐｌ ｌ ｅ ， ａ ｔ ｉ ｏ
锅炉 水 冷 壁鳍 片焊 接 裂 纹 的控 制
◎ 坷 衄◎ ｌ Ⅱ ｏ Ｚ Ｗｅ ］ ｌ ￣ ｇ ◎ ◎ 丑 ＠ Ｉ ｆ ） Ｖ Ｚ ｓ ｔ ｅ ￣ Ⅱ
文／ 中国能源建设集 团江苏省 电力建设第一工程公司泰州分公司 寇 亮
为０ ． ９ １ ％，大于不需要预热的０ ． ４ ５ ％的Ｃ Ｅ 临界值。 该钢种具有 良好的加工工艺性能和较好的
焊接性 ，能在大截面上得到较均匀的性 能 ，持
接结构拘束应力较大 ，而该钢种本身具有较大 的冷裂纹倾 向，焊接接头中的扩散氢 又未能及 时消除 ，造成了焊接裂纹 。
久塑形好 ，淬透性和淬硬性都很大 ，在焊缝和 热影 响区很容 易产生硬而脆 的马 氏体组织 ，这 不仅影 响焊接接头 的力学性能 ，而且产生很大
摘
要 ：Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｇ ｒ ２ ２ Ｃ Ｌ １ 是符合 美￣Ａ Ｓ ＭＥ Ｓ Ａ ３ ８ ７ ／ Ｓ Ａ ３ ８ ７ Ｍ标； 隹的一种耐热钢板材 ，在 国电泰州二
期工程二次再热百万千瓦燃煤发电机组中用于锅炉水冷壁鳍片。本文主要对该钢种应用在水冷壁鳍 片时 ，由于母材性能、焊接结构、热处理工艺等因素造成鳍片对接焊缝出现裂纹的形成原因及防止