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0Cr18Ni10Ti換熱器熱處理后產生裂紋原因分析及改進措施

文檔作者：林罡明文檔來源：撫順石油機械有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2024年09月21日
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材料與焊接 石油化工設備技術，2012，33(4)·61· Petro～Chemical Equipment Technology
0Crl8Nil0Ti換熱器熱處理后產生裂紋
原因分析及改進措施
林罡明
(撫順石油機械有限責任公司，遼寧撫順113004)
摘 要：0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼一般情況下具有良好的焊接性能，但由于其組織和成分的特殊性使
其在某些操作條件下，會在焊接部位產生裂紋。文章分析了0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼換熱器在穩定化熱
處理后產生裂紋的原因，提出了有針對性的改進措施，為解決0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼在熱處理后出現裂
紋的問題提供了一定的參考依據。
關鍵詞：0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼 穩定化熱處理 裂紋 改進措施
0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼是在18 鉻鐵
素體型不銹鋼中加入鎳、錳、氮等奧氏體形成元素
而獲得的，其在焊態下具有較好的韌性和塑性，及
良好的力學性能、高溫強度和優良的耐腐蝕性能，
因而廣泛應用在石油化工等領域中。
0Crl8Nil0Ti奧氏體不銹鋼的性能雖好，但
是由于其自身的組織和成分存在特殊性，也就會
存在一定的不足，如會產生焊接熱裂紋、晶問及應
力腐蝕，此外因導熱性能差、線膨脹系數大，會導
致較大的焊接應力和焊接變形等。在制造過程中
尤其是焊接環節，若操作不當，就會在焊接部位產
生裂紋。如果處理不及時，就會給設備的安全運
行帶來隱患。
1 裂紋產生原因分析
2010年某公司為一煉油廠制造1臺公稱直
徑DN400、主要材質為0Crl8Nil0Ti的“U”形管
換熱器，簡體采用鍛制筒節然后環向組焊的結構
(具體設計參數見表1)。在制造過程中，按照
圖紙的要求對焊接接頭進行焊后穩定性處理，但
熱處理后在插入式接管焊縫根部、管箱隔板角焊
縫等部位發現多處縱向裂紋，而且在這些裂紋
中，插入式接管焊縫根部的裂紋尤其嚴重。雖然
對焊縫進行了仔細打磨精心返修，但對管箱再次
進行穩定性處理后，仍然在焊縫的一些部位有裂
紋產生。
針對此種情況，公司領導立即組織相關技術
人員對設備在制造過程中裂紋產生的原因展開了
詳細的分析調查研究。
表1 換熱器設計參數
1．1 材料化學成分及焊縫金相組織因素
(1)母材化學成分
0Crl8Nil0Ti板材和0Crl8Ni10Ti llI鍛件的
化學成分及力學性能經過檢驗，各項指標都滿足
相應標準及圖紙技術條件中所提出的各項要求。
(2)焊條化學成分
焊條化學成分檢測結果見表2。
從表2可知，硅、硫、磷含量雖然在焊條熔敷
金屬中沒有超出標準規定的范圍，但其含量已比
較接近標準上限。硅是 相形成元素，在焊接中
還起脫氧的作用，少量硅有利于提高抗裂性能，還
可提高焊縫強度，但其含量超過0．4 時，反而會
因為形成硅酸鹽雜質而降低焊縫金屬的抗裂性
收稿日期：2012 Ol 0G。
作者簡介：林罡明，男，遼寧省撫順人，1997年畢業于遼寧石
油化工大學化工機械專業，學士學位，從事壓力容器設計及
審核工作，容器室主任，工程師。
Email：xiaofeng7867@ 163．COI1]

第33卷第4期 林罡明．0Crl8Nil0Ti換熱器熱處理后產生裂紋原因分析及改進措施
的導熱率小(約為碳鋼的1／3)，而線膨脹系數大，
焊后的焊接接頭會產生較大的焊接殘余應力。由
于現場施工條件較差，造成焊縫表面成形不良，存
在一定的應力集中，再加上焊接電流偏大導致的
焊接線能量過大，晶問低熔點共晶物的熔化嚴重，
晶界處于液態的時間較長。焊縫金屬及近縫區在
高溫下承受較高的拉伸應力和拉伸應變，是產生
熱裂紋的基本條件 j。
2 改進措施
2．1 減小熔合比
減小熔合比有利于減少母材有害雜質對焊縫
的影響，有利于焊縫區化學成分的均勻化，從而保
證按照防止熱裂紋出現所必須的凝固模式順利
實施。
2．2 加入鐵素體形成元素
設備焊接時向焊縫熔入一定量的鐵素體形成
元素，盡量使焊縫金屬呈雙相組織。同時控制鐵
素體含量在3％ ～5 ]。鐵素體可以細化奧氏
體組織，能大量溶解有害的S、P雜質，并在一定
程度上打亂樹枝狀晶的方向性，使柱狀晶變細，晶
界增多，將易熔共晶物分割在不連續晶界上，從而
降低熱裂紋傾向。焊材改用E347—15型堿性焊
條，因E347—15堿性焊條的焊縫具有良好的抗裂
性能和力學性能，脫硫、脫磷能力強，焊接接頭含
氫量低，同時藥皮有去氫作用，故又稱為低氫型焊
條，其成分見表3。
表3 E347—15焊條熔敷金屬化學成分比較 W，
2．3 消除應力熱處理
經過與設計單位溝通協商，在征得設計方同
意后，將焊后熱處理的溫度改為450～500℃，同
時增加焊接接頭晶問腐蝕試驗。通過驗證，上述
做法在消除一定殘余應力的同時亦能滿足抗晶問
腐蝕要求。
2．4 規范焊接工藝
焊接坡口表面不得有裂紋、分層、夾渣等缺
陷，并進行100 PT檢測I級合格。SMAW 焊
接時采取小線能量、短弧焊接、保持弧壓穩定、不
擺動或輕微擺動(擺動不大于3倍焊條直徑)，多
層焊時各層焊道間接頭應錯開，每層焊后徹底清
除焊渣和表面缺陷，合格后施焊下一層。施焊過
程中確保收弧和引弧質量，發現缺陷應立即清除，
確認無缺陷后再繼續施焊，盡量避免應力集中的
發生；層間溫度控制在150℃ 以下。接管與殼體
及封頭的焊縫，焊完第一層后進行100 PT檢
測，焊接完成后對里外口焊縫進行修磨。焊接時
的焊接參數見表4。接管和筒體的焊接接頭形式
見 圖3。
表4 接管根部位置焊接參數
圖3 接頭形式示意
參考文獻： [33
[1] 胡大永．奧氏體不銹鋼壓力容器焊接裂紋的產生原
因及其預防EJ]．有色金屬，2008，(4)：19—21．
Ee] 陳祝年．焊接工程師手冊[M]．北京：機械工業出 F4]
版社，2002．
常克紅．18Cr-10Ni—Ti型奧氏體不銹鋼焊縫裂紋的
成因及防范措施[J]．石油化工應用，2010，29(6)：
104一l06．
李世玉．壓力容器設計工程師培訓教程[M]．北
京：新華出版社，2005．

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