铬钼钢焊接延迟裂纹分析

铬钼钢焊接延迟裂纹产生原因分析

这次检修焊接合格率出现问题主要是在铬钼耐热钢Cr5Mo和15CrMo上,铬钼钢焊接在我公司并不是新材料的焊接,而是有20几年的历史了,是比较成熟的焊接工艺。但是这次焊接施工不论是预制和安装都出现了大量的裂纹,以往是没有这样的结果的。通过这次的教训的确要总结一些问题来进行分析。

一、从焊接工艺来分析:铬钼钢Cr5Mo和15CrMo在退火状态下是珠光体,而在淬火状态下是马氏体,在焊接时在没有预热和缓冷的情况下焊接熔池快速形成、快速冷却,焊缝组织二次相变就停留在马氏体区间内,大家知道马氏体属于淬硬组织,在冷却过程中受焊接应力作用和时效作用下很容易产生冷裂纹,所以焊前预热,保证焊间温度和焊后缓冷是非常必要的。我公司的铬钼钢的焊接工艺评定规范是没有问题的,15CrMo钢,焊前预热150~200℃,层间温度150~200℃,焊后加热200℃后用保温石棉包裹缓冷;Cr5Mo焊前预热350~400℃,层间温度350~400℃,焊后加热300~350℃后用保温石棉包裹缓冷,再等焊后热处理.这都是铬钼钢常规工艺要求。而我门出现裂纹这么多问题是为什么呢?是执行焊接工艺不严谨而造成的,预热温度焊工应该都是作到了,而层间就没有做到那样严谨,填充盖面时中途喝喝水抽抽烟或中午吃饭放到下午再焊,没有加热也就焊完了,焊后也没有加热缓冷,包裹石棉布也不是很严实等,还有就是流水性作业抢进度,几道焊缝氩弧焊全打完底后再填充盖面焊接,层间温度肯定是不能保证的。这都是造成裂纹的直接原因;要说前期预制对工艺的疏忽,出现焊接裂纹质量问题后,后期现场安装按说已经严格了工艺措施,但还是出现裂纹,我是认为现在安装时还是在加热温度上有偏差,毕竟火焰加热是没有控制温度定量的,也不是每个队伍有测温仪可以用上的,室外的管道加热后,冷却速度也是比较快的,检修期间天气也不好下几天雨,湿度也比较高,造成氢致裂纹。还有些焊接位置比较复杂如水坑下焊接对于连续焊接造成时间延长影响层间温度下降的因素。这都是原因。

二、从焊接材料来分析:焊接材料对于焊接质量影响是非常大的,这次检修铬钼钢前期用热系列焊材,由于返工问题后工期使用奥氏体A307焊条,这在工艺上都是可行的,只是执行工艺到不到位而已。但不同的厂家的产品优劣却相差很

大,除操作不当外,焊材造成缺陷程度也不同.记得前年在长炼焊铬钼钢在使用天津金桥焊条,几个公司的焊接合格率都96%以上,不料市场断货后改用珠州的焊条全部合格率都下降在40%左右,缺陷也是很多的裂纹,我们紧急求援自己公司,寄来库存金桥焊条才又使焊接质量提上去,没有改焊条厂家的其他公司质量就是起不来。这说明不同厂家焊材是有区别的,所使用焊接钢材和药皮的制作工艺有差别。这次在催化检修尾期进的A307焊条就有问题,焊接时成型差,还大块大块掉药皮,严重影响焊接质量。建议公司以后对于焊材在进料前作焊接材料鉴定,来选定焊材厂家。

三、从焊前焊件装配分析:前年焦化检修四道15CrMo,直径377mm焊缝,由于焊接盲目进行,没有进行现场焊前分析,焊缝强力组对,焊接工艺也执行也不严谨,结果造成焊缝产生裂纹,以至于泄露。今年检修特别是现场,为了抢进度忽视了组对质量,有些焊缝组对间隙大得撑进手指小又没有缝隙和错边是非常严重的,这给焊工施焊带来极大困难,缝过大容易焊瘤焊穿,产生的冷缩应力也是很大的,在打底较薄时冷却过快很容易产生裂纹;缝隙过小对于铬钼耐热钢用奥氏体焊材作填充钎料是是不利的,增加了母钢在焊缝中的融合比,使焊缝中奥氏体金属和母材之间的熔合区形成一个比较厚而高硬度的含碳化铬的夹层,在冷却过快时就很容易产生应力裂纹,就算是当时合格,在以后长时间在温变作用下,碳化铬晶粒组织和奥氏体晶粒组织膨胀系数不一样,这样两种组织间会产生间隙,也就是裂纹,在交变温差中裂纹会延长,从而减少焊缝服役寿命。错边是焊接应力集中位置,和焊接咬边同时作用下会产生叠加应力,应力峰值可能达到最高,极易使焊缝产生融合区断裂。焊缝在处于临界温度时更加出现无法料到的裂纹。所以对于铬钼钢焊接,无论什么钢材的焊接,焊缝的组对的质量是影响焊接质量的一个重要因素。焊工要对自己的焊缝质量负责,也一定对焊缝有一定的要求,不要再不计后果的焊接,也不要为了抢进度方便了别人可能苦了了自己,让自己的劳动成果白白流失。

四、从焊接环境分析:今年的检修连连降雨,对于铬钼钢焊接很不利的,湿度比较大,加上有风,使焊缝的温度下降较快,焊条吸潮加快,在激烈的焊接冶炼过程中混入的水分子分解成氢、氧离子,而氢离子以游离状态溶入液态金属中,在熔池结晶冷却过程中,氢离子析出聚集在晶界间或缺陷内(如气孔、夹渣空隙内)

在冷缩应力下形成高内压,从而造成晶界开裂也就是氢致裂纹,是产生裂纹的一个重点因素。

五、从焊接管理来分析:目前工作中焊接技术管理,焊接质量放在了靠无损检测来保证。当焊接质量出现问题时,焊接人员不会致力于找焊接缺陷的形成原因,如何改进焊接工艺过程等问题,而关心的是检验人员的一句“合格”,探伤人员发现缺陷后,下达缺陷返修通知单,焊工返修后,然后再探伤,如再不合格再返修,直到检验人员认为“合格”为止。至于焊接工艺过程,也不严格执行,外观检验、焊接质量评定等工作有时也无专人负责,实际上已不复存在。监督部门一直要求的无损检测制度虽一直严格执行,但起到的“保证焊接质量”的作用却不尽人意。

传统的焊接质量评定是以无损检验一次合格率作为唯一的标准。然而对于目前正在大量应用的耐热钢而言,由于其焊接裂纹倾向大,焊缝和热影响区性能对工艺敏感性大,因此对焊接接头合格率除包含无损检验一次合格率外,还应包含“使用性能合格”,也就是说,即使该焊缝当时合格了,并不能说明焊缝的内部力学性能达到要求,而使用性能的合格是以焊接工艺作为技术支持的。因此在实际焊接过程中焊接人员要严格执行焊接工艺规定。综上所述仅靠无损检测来保证焊接质量根本行不通,加强焊接技术管理工作势在必行。

这次石化老催化检修,发生了焊接工艺进行操作的不严谨,铬钼钢的焊接大量出现裂纹。

而催化塔201的焊接,复合板焊接,焊接不当也是很容易在覆层马氏体不锈钢侧出现焊接裂纹的,尽管是第一次接触复合板焊接,但由于管理者和焊工都从思想上予以了高度重视,并严格按照工艺要求进行操作,一次合格率达到100%。 由此可以看出同是一项工作,焊接技术管理工作加强了,在同等无损检测的条件下,焊接质量有天地之别。诸如此类的问题在同一个工程中也体现得很明显。如某个部件焊接过程中管理到位,一次合格率随之提高,反之一塌糊涂。因此加强焊接技术管理工作,对焊接质量的提高有着重要的意义。

六、从焊接人员来分析:改制的波动和人事体制及待遇问题造成了我公司人才的流失与不足。前几年低谷期人才的流失以及后备力量补充不足致使在近期工程安装和检修工作进行时,焊接技术人员和焊接特殊金属焊工的短缺。,说起来有

60~70名焊工,其中有气焊三分之一,合同工三分之一,和不在岗位上的工作的焊工和学徒,但真正能够独当一面的只有上十个。由于人手的不够,加上工程繁忙,焊前培训很难做到,往往以干代训或外聘焊工。加上焊工的待遇一直没有体现特殊工种价值,对于工作都有一种消极的态度,有事就做,不积极认真对待工作中出现的问题。

七、 针对这些实际工作当中存在的问题,我认为焊接工作应从如下几方面入手:

1、 焊工的培训:

1) 意识方面:加强焊接人员的技术培训同时,也要增强其责任心,提高其自身素质,把所加工产品质量与个人的荣誉结合起来。焊接人员还应多参加焊接分析会,查找焊接缺陷的产生原因,改进焊接工作,促进焊接的技术革新和技术攻关。还有关键的是提高焊接人员的待遇。

2) 操作方面:要使每个焊接人员认真学习焊接操作技能,并要在以后任何环境要对自己所掌握的操作方法并按焊接工艺要求严格进行。

焊接人员并不是焊完了事,必须对自己每道焊缝认真对待,焊前对焊缝的组对间隙要求要严格,影响焊缝质量的组对,焊工要及时提出返工,直到可保证质量要求为止、焊道焊前必须严格清理除锈除污、焊条的严格选用型号和控制干燥度;焊接过程中严格使用焊接参数,严格操作方法,焊渣的清理,如有缺陷马上处理;焊后对焊缝外观进行自检,并进行表面清理。

3) 近期特别要针对耐热钢的焊接培训中,既要培训提高焊工的操作工艺,又要给焊工灌输并理解执行焊接工艺的必要性和重要性。查找焊接过程中存在的缺陷,改进焊接工艺,使受训焊工在焊接理论、焊接技术上有一大的飞跃。

2、 焊接技术人员:发挥其的作用,在过程管理中发挥更大的指导和监督作用,不断加强焊接工艺和焊接过程的工作。

3、 焊接过程管理:

从过去“焊后”的无损检验唯一标准,转变为“前、中、后”,也就是说: “焊前”准备工作的监督如:焊接材料的选用和控制,焊接环境的控制,焊件的组对控制,焊接前工艺的宣传等; “焊中”过程如:执行焊接工艺的过程是否执行或脱节,是否严格按照焊接操作方法,无达到施焊要求就施焊等;“焊后”对外

观的检验,无损检验等

4、各级领导应高度重视焊接的工作的重要性,为我们工作的开展创造便利的条件。是保证焊接质量的关键。


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