焊接裂纹的种类和基本特征的分析

焊接裂纹的种类和基本特征的分析

1.1目前的焊接工艺评定标准问题

在石油化工建设中，目前的焊接工艺评定标准较多，如JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》GB151《管壳式换热器》及锅规中也有关于焊接工艺评定的要求，由于有上述标准的存在，且有关标准在不断的修订，因此，随着标准的修订，部分原先做的工艺评定作废，施工（制造）单位花费大量的人力、物力去做工艺评定，如我单位原有工艺评定约900个，某新标准发布后进行清理一次作废300个，甚至20钢的焊接也需要重新进行工艺评定，给企业增加了负担。

1.2关于工艺评定的建议

1）对原有的工艺评定标准进行整合，成为一个工艺评定标准。国家有关部门正在把受监察的压力容器、压力管道、锅炉等焊接工艺评定的标准统一编制JB4708《承压设备工艺评定》，这对施工（制造）单位来说是一个好消息，建议新标准在广泛的调研基础上，参照ASME 等国际标准进行编制，尤其要做好标准改版后的新旧标准的衔接问题，达到新旧标准的平稳过渡。

2）像工艺评定这样的标准要具有相对稳定性，而且要尽量和ASME 这样的国际标准接轨，以适应国内企业承包国际工程的需要。

3）目前对于工艺评定的规定过死，各家均单独进行工艺评定，这样浪费了大量的人力、物力，对于国内的大型企业（如同为石化工程承包一级企业）可考虑对工艺不太特殊的工艺评定进行资源共享。

2.1焊工技术水平

焊工对于保证工程的焊接质量起着至关重要的作用，因此，焊工的技术水平高低可以反映一个企业的焊接水平的高低，但目前普遍存在的问题是焊工执行工艺卡不严格，甚至有些焊工见不到焊接工艺卡，焊工只凭自己的经验施焊，尤其是对一些要求严格控制焊接能量的钢种，焊接质量得不到保证。

2.2关于焊工执行焊接工艺的建议

各单位要求焊工执行工艺卡的方法，从最初像焊接球罐这样的压力容器在焊工调好焊接工艺参数后，把焊机棚锁死不允许焊工整电流的方法，到目前日本及国内的一些企业规定出每根一定直径的焊条的焊接长度，应该说这种方法比最初的方法有了很大的提高，同时，质量检查人员也容易进行检查，能够较好的保证焊接质量。

3.1关于焊接材料的选用和使用

焊接材料的正确选用应该说是保证质量的决定性因素，焊接材料的选择要注意的问题：一是认识上的问题，有些设计单位的图纸上标注“通过焊接工艺评定来选择焊接材料”这种认识是错误的，按JB4708的原理，工艺评定只保证焊接接头的力学性能，其他的一些性能如：

接头的抗腐蚀性，高温性能等是通过钢材的研发单位，焊接材料的生产单位来保证；二是选择的焊材料在所施的焊件上正确应用，即不用错焊接材料。

3.2关于焊接材料使用的建议

近年来，随着国家有关的标准出台和各单位质量意识，水平的提高，各单位根据国家的有关要求和单位的实际情况制订了相应的措施，但用错焊条的事故发生，对于单一的容器类设备组焊因涉及到的焊材的种类不是太多，焊接材料的领用较容易控制；如对于装置材质种类比较多的情况，可考虑采用以下的措施：（1）制订焊接材料领用卡领取焊材（2）对于重要的设备管线（如高压临氢，易燃、易爆介质的合金管线）可考虑可按一定的比例，必要时100%进行光谱检验；（3）目前我国的焊接材料的色标及包装情况不是很好，国家在制订有关的焊接材料标准时可考虑借鉴日本焊条生产的经验，如日本神钢的焊条除顶端有色标外，侧面也有色标（二次色），这样焊工在焊接时就不容易用错。

3.3关于焊接接头

在焊接施工中，对接接头的质量比较容易得到保证，而对于一些角接接头，尤其是一些和主管连接的管嘴及小管的插焊接头的焊接质量不容易得到保证，对于前者首先应尽可能多的进行的预制，即这样的接头尽可能在地面等条件比较好的情况下焊接完毕，对于后者则应加强对操作人员执行工艺纪委的检查：即插焊接头组对时应留2~3mm的间隙，同时，接头至少焊接两遍，每遍的焊接起弧点应错开。

3.4关于热处理

现场对于管道的热处理比较容易出现的问题是接头的硬度不合格,出现接头硬度不合格的因素可能有多种,归纳起来可能有以下的原因：

（1）热电偶热处理前未经过校检，或热电偶连接的方法不正确，以致测出的温度不正确；

（2）被处理件内部不干净，如某项目在Cr5MO管道热处理过程中因前一天下雨内部有积水，因而热处理硬度不合格；

（3）被热处理件应在热处理过程中有能够膨胀的余地，如集箱连接管焊口在热处理最好能同时进行热处理；

（4）对于某些热处理过程，如管道的一些管件焊接后检查硬度不合格也有可能是管件本身的质量不合格，尤其是未经认证的一些小厂生产的管件，有时其力学性能和化学成分达不到标准规定的要求。

另外，目前国家、行业、专业标准关于硬度检验的合格标准不统一，笔者认为上述问题按以下原则处理：首先执行设计要求，如对一些特殊钢种P91/T91等设计会在设计文件中给出具体热处理后的硬

度合格标准，其次是行业标准的要求不能低于国家标准的要求，再次是对于行业标准中不同要求采取“执行较严格”和“执行专业”的要求，如对于Cr5MO钢炉管的焊接后热处理硬度检查，中石化集团的铬钢焊接规程和炉管焊接技术条件对硬度检查的合格标准规定，这时应执行“专业”的规定。即上述规定的后者，还有即是目前的有关标准规范对合金钢的热处理后硬度检查的合格标准规定比较“松”，有时，

虽然按规范的要求硬度合格，但实际硬度值如接近规范规定的上限，这时也应仔细检查，考虑在热处理过程中可能存在某些问题。

对焊接裂纹的种类和基本特征的分析

随着钢铁、石油化工、舰船和电力等工业的发展，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、超强钢，以及各种合金材料的应用日益广泛。但是随着这些钢种和合金的应用，在焊接生产上带来许多新的问题，其中较为普遍而又十份严重的就是焊接裂纹。

裂纹有时出现在焊接过程中，也有时出现在放置或运行过程中，及所谓延迟裂纹。因为这种裂纹在制造中无法检测，所以这种裂纹的危害性更为严重。焊接过程中所产生的裂纹有多种多样，就目前的研究，按产生裂纹的本质来分，大体上可分为以下五大类：

一、热裂纹

热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹。根据所焊金属的材料不同，所产生热裂纹的形态、温度区和主要原因也各不同，因此又把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。

1、结晶裂纹在结晶后期，由于低容共晶形成的液态薄膜消弱了晶粒间的联结，在拉伸应力作用下发生开裂。

主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含硫、磷、铁、碳、硅偏高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。个别情况下，结晶裂纹也能在热影响区产生。