铬钼钢焊接管理及质量控制.pdf

第39卷第2期
石程设
铬钼耐热钢管道焊接质量控制
嬪海寯,张海涛2
(1.中国石油炼化工程建设项目部,北京100028;2.中国石油大连石化工程质量监督站,辽了大连16031)
摘要:文章针对近年来炼油化エ工程铬钼耐热钢管道焊接中频繁出现因延迟裂纹造成管道焊鏠开裂
的事故,重点分析了施工过程中有可能导致焊鏠延迟裂纹产生的多方面因素,并相应提出了加强铬钼
耐热钢管道焊接质量控制的措施及建议。
关键词:铬钼钢管;道焊接;延迟裂纹;热处理;焊接质量控制
doi:10.3969/,iIsn.1001-2206.2013.02.020
0引言
1.2扩散氩的来源及控制方法
由于铬钼耐热钢具有良好的耐高温、抗硫及
在焊接时,焊接材料中的水分,焊件坡口处的
抗氢腐蚀的特性,在石油化工建设工程设备和工铁锈、油污,以及环境湿度等都是焊缝中产生富氢
艺管道设计中被广泛采用。近年来,炼油化工建的原因。
设工程多次出现铬钼耐热钢管道焊缝因延迟裂纹
可通过控制冷却速度,增加嫆池金属在高温中
开裂的事故,这往往是因为焊接过程控制得不好停留的时间来控制氢的来源,使得氢有足够的时间
造成的。而在炼化生产过程中,一旦铬钼耐热钢逸出,进而减少焊缝中的扩散氯含量
管道焊鏠出现开裂等质量问题,后果将非常严重,13焊接接头拘東应力的产生及控制方法
甚至是灾难性的。本文对焊缝产生延迟裂纹的条
焊接接头的拘東应力主要是由3种应力的合力
件及焊接质量过程控制中存在的主要问题进行了形成的,即:焊接前的不适当预热和焊接过程中未
剖析,提出了加强铬钼耐热钢管道焊接质量控制均匀加热及冷却过程中所产生的热应力,焊接热循
的措施和建议
环过程中因相变而产生的组织应力以及焊接结构自
铬钼耐热钢管道焊缝裂纹产生条件
身拘東条件所造成的应力。
延迟裂纹属于冷裂纹中最常见的一种,它是
拘東应力是焊接过程中不可避免的,只能通过
在焊接后冷却至较低温度,经过一段时间(几小控制其产生过程,尽可能地降低拘東应力。可通过
时、几天、甚至更长时间)的孕育期后,オ开始焊前预热降低热应力,通过焊后热处理来减少组织
少量出现,并随时间延长而逐渐增多和扩展。
应力,通过控制焊接顺序来降低结构自身拘束条件
延迟裂纹产生的3个充分必要条件是钢种的所造成的应力。
淬硬倾向、焊接接头扩散氢的含量以及接头所承2导致铬钼耐热钢管道焊缝裂纹产生的因素
受的拘束应力状态。这3个条件在一定的条件下
铬钼耐热钢管道焊鏠延迟裂纹的产生,主要问
相互影响并相互促进,从而造成了延迟裂纹的出题出在焊接过程控制上,特别是焊后热处理工艺控
现
制上。
1,1淬硬倾向产生的条件及控制方法
2.1人员资质
钢种的淬硬倾向主要取决于化学成分、壁厚
人员资质主要包括焊工资质和热处理人员资
焊接工艺和冷却条件。而在焊接过程中,钢种的质。目前在建的炼油化工工程在开始焊接施工前
化学成分和壁厚是不能改变的,因而可通过控制均对焊工的资质进行了严格的审核。同样,据相关
爆接工艺和冷却条件来防止淬硬倾向的发生
标准要求,焊接热处理人员也应经过专业培训,并
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及ゆ程设
2013年4月
应严格执行热处理工艺卡的要求。但许多焊工和热响区的组织,降低接头的硬度,提高接头的韧性、
处理人员来自劳务分包单位,有的并未参加过专业变形能力和高温持久强度,消除焊接残余应力。但
培训或考试,且经验不足,容易造成焊接质量和热焊后热处理过程中极易存在较严重的问题,主要体
处理达不到要求,产生裂纹。
现在以下几个方面
2,2焊接材料管理
2.6.1恒温时间及硬度检测
目前,在工程施工中普遍存在焊条烘干及发放
新版施工及质量验收标准中,对铬钼耐热合金
?收记录不真实、走过场的问题。焊接材料中的水钢管焊后热处理的恒温时及焊缝热处理后的硬度
分是扩散氢的主要来源之一,一且焊缝中扩散氢的值均提高了要求,但许多施工单位在施工中却没有
含量超标,就可能造成焊缝閃延迟裂纹的出现而开对热处理工艺重新进行评定,仍采用老标准进行焊
裂。所以要严格按照相关标准的要求,存放、烘后热处理,造成热处理的焊難硬度值严重超标。
干、使用焊接材料
2.6.2焊后热处理曲线
2.3焊接坡口组对
焊后热处理时,由于热电偶数量低于相关标准
有些生产厂家没有严格按照标准尺寸要求生产的要求,个别施工单位的热处理曲线采用导线跨接
直管和弯头、三通等管件,致使同一规格的直管及即多道热处理的焊缝采用同一个测温热电偶进行测
管件实际尺寸相差较大。在焊口组对时,错边量较温,尽管打印出了多道热处理曲线,但实际上这些
大,往往超过标准规定的内壁平齐且小于壁厚的热处理曲线所代表的仅是其中一道焊缝的热处理情
10%且不大于2mm的要求。而铬钼耐热钢管道的况,其他焊缝的热处理情况仍不能确定
母材硬度较大,坡口打磨时较费力,施工人员对错2.6.3补偿导线极性
边量超标的管道坡口没有进行过渡段斜坡加工就进
在焊后热处理中如果不能正确使用补偿导线,
行组对,从而使错边量超标的焊缝在经过焊接热循就会使测温和控温产生很大的偏离,严重时会使实
环后,错边量较大部位的拘束应力较大,从而容易际的热处理恒温温度远低于或高于热处理工艺所要
使焊缝产生延迟裂纹。
求的恒温温度,造成热处理效果达不到要求或产生
2.4预热
过热。
预热是低中合金耐热钢焊接过程中不可缺少的
补偿导线是有极性的,补偿导线的极性很容易
工序,是防止裂纹、降低接头各区硬度和应力峰值接错,因为连接后,被控制对象的混度变化趋势与
以及提高韧性的有效措施。但施工过程中经常出现显示仪表是一致的,所以不易察觉,但显示记录的
不按规定进行预热的现象。不仅焊前应按要求对管数值与实际温度将有很大偏差。在热处理时,如果
道坡口两侧进行预热,而且对定位焊以及不能一次正负极接反,不仅起不到补偿作用,误差甚至比不
性连续完成焊接的焊缝,中断焊接后需要重新焊接接补偿导线还增加一倍.
时,也应重新进行预热。为了保证预热的质量,最2.6.4焊后热处理硬度检验
好采用电加热法进行预热。
对经过热处理的焊缝硬度进行检测,其目的是
2.5焊后脱氢处理
为了验证热处理的效果。但在实际硬度检测中发
焊后脱氢处理(也称为后热处理),是指焊现,个别检测单位未对已进行了焊后热处理的铬钼
后立即加热到300~350℃,且保温时间不应少耐热钢管道焊缝进行100%的硬度检测,甚至未对
于半小时,使得焊接接头中的氢能够进行充分的现场的焊缝进行硬度检测就出检测报告。
扩散,从而减少接头中的扩散氢含量。后热处2.6.5焊后热处理介入时机的选择
理,还可以起到降低冷却速度,减少淬硬组织出
焊后热处理应尽可能在焊后立即进行,如不能
现的效果。若焊接后热处理进行得不及时,或者立即进行,也应立即进行后热处理。但在实际工程
根本不进行后热处理,则易导致氢致裂纹的产建设中,有些施工单位仅从经济角度出发,为了避
生
免对返修后焊缝再次进行焊后热处理,往往采用先
2.6焊后热处理
进行无损检测,后进行焊后热处理的施工工序,这
焊后热处理的目的在于改善焊缝金属及其热影种做法不利于延迟裂纹的发现