TP347不銹鋼厚壁焊縫表面裂紋研究

趙婷（浙江金氟隆化工裝備有限公司，浙江 金華 321000）

石化容器及管道由于高溫高壓臨氫工況，對材料的選擇比較苛刻，0Cr18Ni11Nb由于抗晶間腐蝕能力強等特點，已經在容器及管道中得到應用，并逐步實現了國產化。國內某公司渣油加氫熱高壓分離器的外接管道就選用了這種材料。然而，該公司對該設備及管道的熱態考核的表面檢測發現，在熱高分同心異徑管與物料進口對應法蘭之間的B12焊縫及靠向同心異徑管側的母材上發現裂紋等線性缺陷，本文對此進行研究。

1 焊縫表面裂紋情況

B12焊縫在第一次冷充壓試車后檢驗未發現缺陷，但在第二次熱沖壓（220℃，設計溫度390℃）試車結束后檢測發現表面裂紋。缺陷位置見圖1，缺陷（裂紋）主要分布在靠向同心異徑管側的三個區域:缺陷1在靠近焊縫的同心異徑管母材上，缺陷2和缺陷3在焊縫上靠近同心異徑管側的熔合線上。

圖1 缺陷位置示意圖

2 缺陷分析及清除

2.1 同心異徑管母材

同心異徑管是通過熱加工制造而成，表1和表2分別是同心異徑管的化學成分及力學性能，各項都符合標準及技術條件的要求。

表1 同心異徑管化學成分

表2 同心異徑管力學性能

2.2 焊接及無損檢驗

B12焊縫選用的焊接材料為WELTIG347L φ1.2，WEL347Lφ 4 φ5，見表3所示。焊接規范都滿足工藝評定的要求，不是缺陷產生的原因，并且該焊縫無損檢測記錄（PT、RT）也說明無缺陷產生。

表3 B12焊接規范

2.3 缺陷清除

結合現場其它類似多道焊縫及前期處理反饋經驗，初步認定該缺陷為表面裂紋。缺陷1-3經過打磨后都全部清除，清除缺陷后滿足最小壁厚要求。

3 表面裂紋原因分析及預防

打磨結果顯示都為表層裂紋，結合現場多道此種材質的大直徑厚壁管件都產生裂紋的情況和前期管件生產商對裂紋周邊晶粒度及硬度等的檢測結果，判斷這種裂紋是一種熱裂紋。產生的原因是材質本身的冶金效應和內外部拉應力共同作用的結果。為了有效地控制TP347大直徑厚壁焊縫熱裂紋的產生，可以從兩個方面進行控制:首先控制化學成分，但由于國內TP347研究及生產的水平不及國外，建議直接從國外TP347大直徑厚壁管件生產商采購；其次采用合理的焊接工藝措施，嚴格采用小電流、大焊速、多層焊、窄焊道、強制冷卻等工藝措施，防止裂紋的產生。

4 結語

4.1 TP347不銹鋼厚壁焊縫表面裂紋為熱裂紋，產生的原因是材質本身的冶金效應和內外部拉應力共同作用的結果。

4.2 控制母材化學成分，采用合理的焊接工藝措施，嚴格采用小電流、大焊速、多層焊、窄焊道、強制冷卻等工藝措施，防止裂紋的產生。