难度超大的厚壁弯头与三通长裂纹的返修

来源：站高高App 日期：2019-12-26 14:08:40 浏览次数：

难度超大的厚壁弯头与三通长裂纹的返修

★产品：300MW电站锅炉的后屏过热器出口集箱

★材质：三通和弯头的材质为12Cr1MoV，焊缝厚度77mm，焊缝外径为508mm

★结构：

★裂纹情况：裂纹位于焊缝的下侧，环向3处，长度各约150mm，处于焊缝与三通的熔合线位置，两侧母材硬度为140-145HB，焊缝硬度215-225HB，没有明显的异常。
在本文作者到达现场之前，现场已经返修了两次，每次返修后，裂纹更加严重。

★裂纹出现原因分析：
1. 12Cr1MoVG中包含Cr、Mo、V等在热裂纹敏感的元素，特别是V元素；
2. 不对称的焊接结构导致加热困难，该环缝上侧为弯头，厚度约77mm，下侧是三通，虽然焊缝处厚度77mm，但大部分厚度为112mm，金属体积较大，如果加热措施不到位，易出现热应力。
3.现场条件差、技术人员和操作工重视不足等因素也导致了反复返修不合格。
4. 焊接过程中预热、层温及消氢处理温度控制不好，出现了较大的焊接应力
6. 消应力热处理过程中，保温措施不到位，出现了有害的温度梯度；

★裂纹的去除：
1. 用表面PT检查，确定裂纹位置，检查母材有无裂纹；
2. 用坡口机将靠近弯头侧有缺陷的部位、原焊缝热影响区完全去除。
最终形成了宽28mm、深50mm的环向坡口
3.采用100%PT检测，确保裂纹完全除去

★ 预热温度200~300℃，采用专门定制的履带式加热器，包裹住焊缝周围区域

★ 焊接工艺

整个焊缝从深度方向上分两段焊接，焊接前1/2之后，进行消氢、中间热处理、探伤；然后再进行预热、焊接、消氢、最终热处理、探伤。

层数	焊接方法	填充金属（mm）	电流极性	焊接电压（V）	焊接电流（A）
前2层焊缝	SMAW	GB E5515-1CMV φ3.2	DCEP	21-26	90-130
填充及盖面	SMAW	GB E5515-1CMV φ4.0	DCEP	23-27	150-180

★消氢工艺
焊接完成前1/2后和全部焊满后分别立即进行消氢处理。消氢处理：300-400℃/2.5h，
为了保证焊后立即消氢，防止出现冷裂纹，要求焊接结束后，在上下加热绳不拆卸的情况下，立即在焊缝处增加一条加热绳，并包裹严实，
前1/2焊后、中间热处理之前的消氢原因是，中间热处理准备过程繁琐，无法保证在最低预热温度之上进行中间热处理。

★ 焊后热处理
1. 中间热处理曲线要求：温度大于300℃升温时，升温速度不得大于50℃/h，保温温度为680-710℃，保温2h，温度大于300℃降温时，降温速度不得大于60℃/h。
2. 最终热处理曲线要求：温度大于300℃升温时，升温速度不得大于50℃/h，保温温度为710-740℃，保温4h，温度大于300℃降温时，降温速度不得大于60℃/h。