潮湿环境下大型厚壁容器焊接裂纹防控措施探讨

赵承先，陈兆坤，任海涛，张博利，李杰先，张祖禄

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛266300

近年来，随着石油化工设备的不断升级换代，设备结构越来越复杂，超大型设备也越来越多，设备壁厚也越来越厚。某公司大型厚壁设备直径为8 000～12 000 mm，设计厚度为60～145 mm，材质为Q345R 正火，属于厚壁超限容器。为方便运输，需在沿海码头进行施工，故涉及到在潮湿环境下进行厚壁钢板的焊接工作。由于在此种环境下环缝易出现焊接裂纹，因此开展了模拟试验并进行分析。

1 Q345R钢及其焊材的力学性能和化学成分分析

首先对Q345R 钢的化学成分和力学性能[1]进行了复验，结果表明其各项性能满足标准要求，如表1、表2 所示。然后对焊材E5015 化学成分和力学性能[2]进行复验，其各项性能满足标准要求，如表3、表4 所示。

表1 Q345R 钢化学成分

表2 Q345R 钢力学性能

表3 焊材E5015 化学成分

表4 焊材E5015 力学性能

2 现场焊接裂纹产生的特点、原因分析及防控措施

2.1 现场焊接裂纹产生的特点

现场厚壁板纵向焊缝焊接完成后，通过进行TOFD 检测发现，单节纵向缝的焊接质量相对稳定，很少出现规律性缺陷；而横向环缝上出现了较多的质量问题，多以裂纹和气孔为主，从现场焊缝的TOFD 检测情况看，环缝上热影响区出现长度约10 ～50 mm 不等的微裂纹，裂纹特性明显。

2.2 裂纹产生的原因分析

一般情况下，产生裂纹的条件与以下三方面密切相关：一是氢的侵入，焊件周围焊接区域中的水汽、铁锈、油污和焊材中的水分及潮湿空气等是氢的主要来源，这些水汽、铁锈或油污等在焊接时在焊接电弧的高温作用下分解生成氢原子，被带入熔池中；……