管道帶壓開孔焊縫中百分之五存在裂紋，3招教你怎么避免

帶壓開孔工程施工前的管件及管道焊接中，使用無損探傷可以發現管道及管件的焊縫內存在的缺陷，但不能說明焊縫熱影響區的金屬的機械性能如何，因此有時對管道及管件的焊接接頭要作拉力、沖擊、彎曲等試驗。這些試驗由試驗管件完成。所用試驗管件最好與管道的縱縫一起焊成，以保證施工條件一致。然后將試驗管件進行機械性能試驗。實際的帶壓開孔施工生產中，一般只對管道使用的新鋼種焊接接頭進行這方面的試驗。

使用無損探傷技術可以發現管道帶壓開孔焊縫中的缺陷，并且制定詳細的規范來有效地避免這些缺陷的產生。前面已經講過管道焊接的冷裂紋，下面重點對層狀撕裂、熱裂紋及再熱裂紋進行分別講述：

1.層狀撕裂：大型厚壁管道結構在焊接過程中會沿鋼板的厚度方向產生較大的Z向拉伸應力，如果鋼中的較多的夾層，就會沿鋼板軋制方向出現一種臺階狀的裂紋，稱為層狀撕裂。

1.1產生原因：管道的金屬材料中含有較多的非金屬夾雜物，Z向拘束應力大，熱影響區的脆化等。

1.2防止措施：在實施管道帶壓開孔前，要選用具有抗層狀撕裂能力的材質管道及管件，在接頭設計和焊接施工中采取措施降低Z向應力和應力集中。

2．熱裂紋：管道的焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋。沿奧氏體晶界開裂，裂紋多貫穿于管道焊縫表面，斷口被氧化，呈氧化色。常有結晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋等。

熱裂紋是在焊縫金屬中由液態到固態的結晶過程中產生的，大多產生在焊縫金屬中。管道及管件表相觀察不出這種缺陷。其產生原因主要是焊縫中存在低熔點物質（如FeS，熔點1193℃ ），它削弱了晶粒間的聯系，當受到較大的焊接應力作用時，就容易在晶粒之間引起破裂。焊件及焊條內含S、Cu等雜質多時，就容易產生熱裂紋。

熱裂紋有沿晶界分布的特征。當裂紋貫穿表面與外界相通時，則具有明顯的氫化傾向。

2.1產生原因：

a.焊縫的化學元素的影響，主要是硫、磷的影響，易在鋼中形成低熔點共晶體，是一種脆硬組織，在應力的作用下引起結晶裂紋。其中的硫、磷等雜質可能來自管道本身，也有可能來自焊接材料焊條中，也有可能來自管道焊接接頭的表面。

b.凝固結晶組織形態也是形成熱裂紋的一種重要因素。晶粒越粗大，柱狀晶的方向越明顯，則產生結晶裂紋的傾向就越大，也就是焊接線能量越大越易形成熱裂紋。

c.力學因素對熱裂紋的影響：焊件的剛性很大，工藝因素不當，裝配工藝不當以及焊接缺陷等都會導致應力集中而加大焊縫的熱應力，在結晶時形成熱裂紋。

2.2防止措施：

a.控制焊縫金屬的化學成分，嚴格控制硫、磷的含量，適當提高含錳量，以改善焊縫組織，減少偏析，控制低熔點共晶體的產生。

b.控制焊縫截面形狀，寬深比要稍大些，以避免焊縫中心的偏析。

c.對于剛性大的管件或管道，應選擇合適的焊接規范，制定合理的焊接次序和方向，以減少焊接應力。

d.除奧氏體鋼等材料外，對于剛性大的管道或管件，采取帶壓開孔焊前預熱和焊后緩冷的辦法，是防止產生熱裂紋的有效措施。

e.選用堿性焊條，可以適應提高焊條或焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質含量，改善偏析程度。

3.再熱裂紋：對于某些含有沉淀強化元素（如Cr、Mo、V、Nb等）的高強度鋼的管材和高溫合金（包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強化的高溫合金及某些奧氏體不銹鋼等）焊接后并無裂紋發生，但在熱處理過程中析出沉淀硬化相導致熱影響區粗晶區或焊縫區產生的裂紋。有些帶壓開孔焊接結構即使焊后消除應力熱處理過程中不產生裂紋，而在500℃～600℃的溫度下長期運行中也會產生裂紋。這些裂紋統稱為管道或管件的再熱裂紋。

3.1產生原因：在熱處理溫度下，由于應力的松馳產生附加變形，同時在熱影響區的粗晶區析出沉淀硬化相（鉬、鉻、釩等的碳化物）造成回火強化，當塑性不足以適應附加變形時，就會產生再熱裂紋。在管道帶壓開孔焊接專業時，重新焊接管道焊縫或者管件進行強度增加的工序時容易產生這種情況。

3.2防止措施：

a.控制基體金屬的化學成分（如鉬、釩、鉻的含量），使再熱裂紋的敏感性減小。

b.工藝方面改善管道及管件粗晶區的組織，減少馬氏體組織，保證接頭具有一定的韌性。

c.焊接接頭：減少應力集中并降低殘余應力，在保證管道壓力和設計強度條件下，盡量選用屈服強度低的管件或管材。