某水电站压力钢管岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流某水电站压力钢管岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案.精品文档.某水电站压力钢管岔管月牙肋组合焊缝裂纹原因分析及处理方案 电站1#岔管月牙肋组合焊缝裂纹 原因分析及处理方案 一、 现场实际探伤1#岔管月牙肋与基本锥B1、基本锥C1组合焊缝内外检查情况以及专家到现场进行实际查看和了解焊缝施工工艺等，综合分析造成本次焊缝裂纹原因如下： 1.1 渗碳层没有清除干净 月牙肋和基本锥壳板相互间的组合焊缝，在焊缝清根时，受该处构造焊接接头的空间限制，只采用角向磨光机是不便清理焊缝的。由于碳弧气刨刨缝时产生的焊接坡口内的渗碳层，没有彻底清除干净。从而在

2、随后的焊接过程中，在焊缝熔合线上产生了淬硬的高碳马氏体组织。 1.2 焊接热输入偏大 从焊缝成型看出，焊接道层偏厚，焊道偏宽，由此说明焊接热输入偏大，T8/5高温停留时间偏长，从而导致焊缝及其热影响区（HAZ）的晶粒直径增大，使其焊接接头金相组织变脆，即韧性下降。 1.3 约束应力过大 1.3.1焊接顺序错误。由于先焊接了三个基本锥相交的环缝，再焊接月牙肋与基本锥的组合焊缝。从而使后者焊接收缩受到拘束，焊接收缩应力增大。 1.3.2 焊接时焊缝分段偏长。月牙肋与基本锥的组合焊缝采用4个焊工同时焊接时，错误的只分了4段焊缝段。每段一直连续施焊，而没有采用300mm400mm焊缝分段，即没有采用分

3、段倒退法（月牙肋X轴下段）或分段停顿法（月牙肋X轴上段）进行施焊，导则焊缝收缩拘束拉应力进一步增高。 1.4 环境湿度大与电网突然停电 1.4.1由于洞内围岩渗水，洞内空气湿度大，导致在焊接高温下吸潮速率高，使焊接接头内含扩散氢量大。 1.4.2在未成型的焊缝内存在有应力集中，当此时突遇电网停电使焊缝急速冷却，为此在这双重作用下，且未采取保温缓冷措施条件下，易于产生焊接接头裂纹。 根据产生氢致裂纹的三要素：淬硬组织、拘束应力、扩散氢。具备了这三要素的焊接接头将会出现裂纹。 二、 我部针对本次1#岔管月牙肋与基本锥B1、基本锥C1组合焊缝裂纹出现以上原因，提出相应的具体处理方案如下： 2.1 处

4、理原则 月牙肋两侧各自与相应基本锥壳板，先前焊接的组合焊缝，全部清除掉。 2.2处理准备工作 2.2.1 焊接用温控仪至少1台。 2.2.2 直磨机（或风动砂轮）至少1台。配易耗件直磨头50个。 2.2.3 其余要求按施工安装方案。 2.3 处理顺序 先处理1#岔管月牙肋与基本锥B1组合焊缝的缺陷：先管内壁用碳弧气刨刨除37mm板厚深的U型凹槽>采用角向磨光机（不好打磨处，用直磨机或风动砂轮）打磨掉渗碳层，打磨层厚不低于1mm>用PT检查焊接坡口>采用温控仪和远红外电加热片预热>分段、多道、多层、对称退步法或分段停顿法焊接如图2.3所示>焊后立即后热，保温1h&g

5、t;用碳弧气刨清理背缝，刨除到28mm32mm板厚深U型凹槽>重复前述过程。1#岔管月牙肋与基本锥C1组合焊缝缺陷的处理方式与前述相同。 图2.3 1#岔管组合焊缝焊接顺序示意 注：1#岔管月牙肋与B1（或C1）组合焊缝焊接顺序以1#月牙肋中心线即X水平轴分界为上部与下部，下部处理采用图中1、2、3?分段倒退顺序焊接，上部采用图中4、5、6?分段间断停顿10min15min顺序焊接，分段焊接长度为300mm400mm。 2.4 处理方法 2.4.1 通过温控仪对预热、道层间温度和焊后后热温度进行自动控温（磁性接触热电偶接触位置，距离焊缝中心线两侧：壳板50mm位置、月牙肋70mm位置）、

6、远红外点温枪对距离焊缝中线两侧（壳板50mm位置、月牙肋70mm位置）进行温度监控。预热温度达到100150时，才能使用碳弧气刨对其焊缝进行气刨铲缝，铲缝坡口为带单边角度（靠壳板侧）不低于5的U型坡口，然后使用角向磨光机和直磨机（或风动砂轮）修磨清除氧化熔渣、打磨渗碳层，层深不低于1mm，且形成单边（靠壳板侧）带不小于5坡度的U型坡口凹槽，采用PT检查坡口，是否还存在裂纹，若有裂纹再进行砂轮打磨，直到处理成再没发现裂纹时，才能再预热焊接。 2.4.2 焊接接头预热温度规定为100150。道层间的恒温温度不低于预热温度，不高于200。焊缝焊接完毕后，应立即后热，后热温度为150200，后热保温时

7、间不小于2h。 2.4.3 首先在管内壁焊接根焊时，采用焊条型号E5015-G（如牌号为CHE507）、焊条焊芯直径3.2mm4.0mm 进行多道2层3层焊接，直到焊到层厚10mm14mm厚后，再改用焊条型号E6015-G（如牌号CHE607）、焊条焊芯直径3.2mm4.0mm 焊余下的各道各层，直至焊满焊缝。背缝清根、PT检查后，开焊时，直接用焊条型号E6015-G（如牌号CHE607）、焊条焊芯直径3.2mm4.0mm 焊接，直至焊满焊缝。 2.4.4 焊接热输入控制在E=2.5kJ/mm3.5kJ/mm。焊接热输入具体监控在：各道（包括盖面焊接）最大宽度应不大于16mm（或20mm），焊

8、接道层厚度为3mm6mm（可用在一定时间内，每种直径焊条的焊接长度的长短来监控）。分段退步焊长度为300mm400mm。焊缝内相邻各道各层相互应错开启、落焊接头，接头错位应大于25mm。 2.4.5 盖面焊接亦采用多道焊盖面。靠壳板侧，盖过每边坡口宽度1mm2.5mm，且平缓过渡。靠月牙肋板侧，组合焊缝的角焊缝的焊脚高度不应大于9mm。 2.4.6 焊缝焊接工艺参数 由焊接热输入E=2.5kJ/mm3.5kJ/mm确定出下列焊接工艺参数： 1 立焊：焊接电流100A160A，电弧电压21V24V，焊接速度5cm/min12cm/min； 2 平焊：焊接电流120A180A，电弧电压22V26V

9、，焊接速度5cm/min15cm/min； 3 仰焊：焊接电流80A150A，电弧电压20V23V，焊接速度5cm/min10cm/min。 2.4.7 鉴于施工现场环境长期处于围岩渗水、流水状态，且施工焊接环境的水无法彻底抽干。要求土建单位将施工现场及焊接局部环境的水尽量抽干。同时为了保证焊缝的焊接质量以及施工正常连续进行，需在洞口布置一台柴油发电机，以保证在焊接施工过程中电网突然停电造成无法进行抽水以及导致中断焊接时，焊缝保温、恒温工作。若再遇柴油发电机有故障，不能发电保温、恒温时，用预先准备好的保温石棉布，立即对焊接接头进行覆盖保温，使其缓慢冷却。 2.4.8 注意事项及要求 1 焊前应

10、采用远红外测温仪（注意被测表面表面的光洁度，以免导致温度测量误差）检查多处（沿焊缝长度方向不大于1500mm弧长，距离焊缝中心线两侧：与壳板侧距离50mm、与月牙肋侧距离70mm，进行测点测温监控），温度达到要求后才允许开焊。 2 开焊后，应尽量保证连续施焊直至整条焊缝焊满成形才能结束，除遇特殊情况需暂停焊接，应采取措施保证焊缝能够缓慢降温。重新开焊需按首次开焊时的预热温度，再进行预热才可继续焊接。 3 焊条应设专人烘培发放。烘培温度和时间严格按焊条说明书进行。不能烘焙时间不足或超过2h时过烘培。烘焙到规定要求后，立即转入到焊条保温箱里恒温（100150）密闭存放。并做好烘焙和发放记录。便于一

11、旦出现质量问题可追溯。 4 焊条保温筒应时刻处于密封、带低压通电的恒温（不低于60）状态。手上不能握持未焊焊条，做到焊一根抽取一根的方式进行焊接。保温筒盖除了抽取焊条时 时刻保持盖子处于关闭密封位置。 5 在焊接的过程中，必须做到多层多道焊接。允许焊条（或焊丝）摆动但每条焊道宽度不得大于16mm（或20mm），同时每道层厚应处于3mm6mm范围内（可用在一定时间内，每种直径焊条或焊丝的焊接长度的长短来监控），焊接热输入控制在E=2.5kJ/mm3.5kJ/mm。焊缝内相邻各道焊接启、落焊接头位置应错开不低于25mm。 6 多层多道焊接过程中，应进行逐层逐道砂轮打磨，结合压缩干燥空气吹拂等，清除

12、焊渣和其他焊接缺陷。 7 所有焊缝均应采用分段退步焊，偶数焊工对称施焊，分段长度为300mm400mm。焊接顺序，必须按从拘束度大的位置向拘束度小的位置的方向进行施焊。每条需预热的焊缝焊接成形完后，应立即进行焊后后热，后热温度（150200），后热保温时间不低于2h。 8 若遇到电网突然停电，被迫中断焊接时，应立即启动柴油发电机对焊缝进行恒温 保温或保温2h后，断除柴油发电机电源缓慢降温到环境温度。或者立即采用石棉布对焊接接头进行覆盖保温使其缓慢冷却。 9 若在管壁上点焊支撑或压码，在点焊前应采用火焰进行预热，预热温度比正式的纵、环焊缝的焊接预热温度应高出3050，用远红外测温仪进行监控。达到

13、预热温度后才能点焊焊接。 10 压码点焊焊缝端，距离待焊焊缝坡口边缘不得小于30mm。 11 当用焊接螺纹钢做支撑时，必须采用与管壁同材质的板料做过渡节点板。严禁将螺纹钢直接焊接在管体上。支撑位置应距离钢管纵、环缝或组合焊缝边缘位置，不小于100mm，严禁将支撑直接焊接在钢管本体的焊缝上。 12 每个焊工应有焊工代号。每个焊工所焊部位，应做好所焊具体焊缝位置的档案记录，便于日后，一旦出现质量问题具有可追溯性。 13 在对1#岔管和2#岔管做振动时效消应后，应对所有焊缝及热影响区再进行一次，100%UT检查、100%肉眼外观检查，对疑问处做MT检查或PT检查。防止出现延迟裂纹。无损检测完毕后，应

14、对未覆油漆部位和锈蚀处除锈，补涂油漆。 14 其余要求按钢管施工方案进行。 三、质量、安全保证措施 3.1 质量管理制度和措施 3.1.1 按ISO9002族质量标准建立健全质量管理体系，确定质量方针，编制质量管理手册。 3.1.2 施工质量须符合技术条款规定和有关规程规范的技术规定。及时收集、整理施工原始记录、资料、说明、整编报表和竣工资料，分析施工质量和工作质量的动态信息，制定改进施工质量的措施，提高质量管理水平。 3.1.3 项目部配备专职的质检员对钢管制作安装质量进行跟踪检验。各班组配备兼职质检员对本班组施工质量进行控制。 3.1.4 钢管安装焊接过程中，严格实行“工序质量传递卡”制度

15、，不合格的产品决不允许转入下一道工序。每道工序的质量负责人必须在工序质量传递卡上签字确认本工序质量已符合规范要求。下一道工序可拒决接收不符合规范要求的产品进行施工。每一工序均按要求对产品质量进行自检并如实填写质量记录表。通过动态的“工序质量传递卡”和静态的质量记录表，对整个施工过程实行全面质量管理，确保钢管安装焊接质量达到 优良标准。 3.1.5 做好图纸会审和技术交底工作，在施工班组配备技术人员，随时了解、掌握和解决现场施工技术问题，施工技术人员必须熟练掌握国家标准、规范。 3.1.5 坚持合格电焊、探伤、起重等特殊工种持证上岗制度。 3.1.6 制订安全隐患危险源的定期检查制度，并严格遵照

16、执行。 3.2 施工过程中的质量和安全监控 3.2.1 施工准备的检查 1 焊接材料必须具有出厂合格证，其技术参数需符合技术要求，不合格的材料不允许使用。 2 钢管焊接前，制定焊接作业指导书，并报经监理工程师审批。施工中严格按焊接作业指导书、安装施工技术措施和安装安全保证措施执行，并在施工过程中加强监控。 3.2.2 施工过程中的质量控制和安全隐患检查 1 施工过程中严格按施工图纸及技术文件进行，如遇有与设计图纸不相符时，应报告设计单位和监理工程师进行修正，待取得文字依据后再继续施工。 2 施工过程中加强施工工序的衔接，每道工序按照“三检制”的程序进行检查。隐蔽工程和关键部位的检查，在监理工程师终检后方可进行覆盖或进入下一道工序。施工中坚持工序质量传递卡制度，不合格的产品决不允许传入下一道工序。 3 及时发现安全隐患。对安全重大隐患危险源，应制订相应的预防措施，并组织各类相关人员组成“安全预防检查祖”，进去定期检查，并做好安全检查记录。 4 严格把好质量关、安全关，在施工过程中发生质量缺陷或质量安全事故时，深入现场认真分析，严肃整顿处理。重大的质量、安全事故应立即报告项目经理和总工程师。