TP347不锈钢厚壁焊缝表面裂纹研究

赵婷（浙江金氟隆化工装备有限公司，浙江 金华 321000）

石化容器及管道由于高温高压临氢工况，对材料的选择比较苛刻，0Cr18Ni11Nb由于抗晶间腐蚀能力强等特点，已经在容器及管道中得到应用，并逐步实现了国产化。国内某公司渣油加氢热高压分离器的外接管道就选用了这种材料。然而，该公司对该设备及管道的热态考核的表面检测发现，在热高分同心异径管与物料进口对应法兰之间的B12焊缝及靠向同心异径管侧的母材上发现裂纹等线性缺陷，本文对此进行研究。

1 焊缝表面裂纹情况

B12焊缝在第一次冷充压试车后检验未发现缺陷，但在第二次热冲压（220℃，设计温度390℃）试车结束后检测发现表面裂纹。缺陷位置见图1，缺陷（裂纹）主要分布在靠向同心异径管侧的三个区域:缺陷1在靠近焊缝的同心异径管母材上，缺陷2和缺陷3在焊缝上靠近同心异径管侧的熔合线上。

图1 缺陷位置示意图

2 缺陷分析及清除

2.1 同心异径管母材

同心异径管是通过热加工制造而成，表1和表2分别是同心异径管的化学成分及力学性能，各项都符合标准及技术条件的要求。

表1 同心异径管化学成分

表2 同心异径管力学性能

2.2 焊接及无损检验

B12焊缝选用的焊接材料为WELTIG347L φ1.2，WEL347Lφ 4 φ5，见表3所示。焊接规范都满足工艺评定的要求，不是缺陷产生的原因，并且该焊缝无损检测记录（PT、RT）也说明无缺陷产生。

表3 B12焊接规范

2.3 缺陷清除

结合现场其它类似多道焊缝及前期处理反馈经验，初步认定该缺陷为表面裂纹。缺陷1-3经过打磨后都全部清除，清除缺陷后满足最小壁厚要求。

3 表面裂纹原因分析及预防

打磨结果显示都为表层裂纹，结合现场多道此种材质的大直径厚壁管件都产生裂纹的情况和前期管件生产商对裂纹周边晶粒度及硬度等的检测结果，判断这种裂纹是一种热裂纹。产生的原因是材质本身的冶金效应和内外部拉应力共同作用的结果。为了有效地控制TP347大直径厚壁焊缝热裂纹的产生，可以从两个方面进行控制:首先控制化学成分，但由于国内TP347研究及生产的水平不及国外，建议直接从国外TP347大直径厚壁管件生产商采购；其次采用合理的焊接工艺措施，严格采用小电流、大焊速、多层焊、窄焊道、强制冷却等工艺措施，防止裂纹的产生。

4 结语

4.1 TP347不锈钢厚壁焊缝表面裂纹为热裂纹，产生的原因是材质本身的冶金效应和内外部拉应力共同作用的结果。

4.2 控制母材化学成分，采用合理的焊接工艺措施，严格采用小电流、大焊速、多层焊、窄焊道、强制冷却等工艺措施，防止裂纹的产生。