大口径、厚壁A335Gr.P22管道焊接裂纹防治措施

古永安 姜庆新 静卫民 牛纬涛

中国石油天然气第七建设公司 山东青岛 266300

A335 Gr.P22 相当于国内的牌号12Cr2Mo (公称成分2.25Cr1Mo)钢管，按金相组织划分属于珠光体耐热钢的一种。该材料有良好的高温热强性（持久强度和蠕变强度），广泛应用于石油、化工和锅炉等行业，输送高温高压流体介质。

1 施工材料及焊接性分析

1.1 施工材料

施工中使用的管材由JFE Steel Corporation 提供，管材化学成分和力学性能实例（见表1、表2）：

表1 化学成分

表2 力学性能（室温）

1.2 焊接性分析

A335 Gr.P22 由于加入了1.90%～2.60%Cr 和0.87%～1.13%Mo，导致材料焊接性较差。焊接性差主要表现为焊接时对冷裂纹和消除应力裂纹的敏感程度较高。有效地控制该两种裂纹的产生，是保证焊接质量的重点。

1.2.1 冷裂纹

对于钢材焊接冷裂纹敏感程度可从碳当量CE 和冷裂纹敏感系数Pcm 等方面进行间接分析。仅从化学成分上分析，依据国际焊接协会（IIW)推荐的碳当量计算公式：

结果显示A335 Gr.P22 的碳当量CE＞0.5%，表明该材料有较强的淬硬性，焊接性较差。

A335 Gr.P22 焊接冷裂纹敏感系数(Pcm)计算如下：

结果显示，A335 Gr.P22 焊接冷裂纹敏感系数为20# 钢的2 倍还多，表明该材料对焊接冷裂纹敏感，在实际焊接过程中由于受拘束力的影响，将进一步加剧材料对焊接冷裂纹的敏感。

1.2.2 消除应力裂纹

对于碳含量＞0.1%的低合金钢，根据合金元素对消除应力裂纹敏感性的影响，可采用消除应力裂纹敏感性指数（ΔG）法进行评定。依据A335 Gr.P22 的化学成分，ΔG 计算如下：

ΔG+Cr+3.3Mo+8.1V- 2+10C(其中元素符号表示该元素的质量分数）

结果显示ΔG＞2，表示该材料对消除应力裂纹敏感。……