16MnDR焊接再热裂纹原因分析及预防措施

摘要本文通过对某天然气管道工程过滤器16MnDR壳体纵缝裂纹宏观形貌、母材及焊缝金属化学成分、焊接及热处理工艺参数等相关因素进行调查分析，提出16MnDR焊接再热裂纹的形成原因及预防措施。

关键词 16MnDR；再热裂纹；焊接

0 引言

国内某天然气长输管道项目压气站的一台过滤器于2009年12月投入运行，2013年6月在地方技术质量监督部门进行的定期监检时发现，筒体一条纵缝存在多处表面裂纹。我公司受业主委托对对裂纹原因进行调查并提出预防措施。调查人员通过对裂纹宏观形貌检测、壳体母材及焊缝金属化学成分分析，对制造过程重要工序焊接、热处理、无损检测等原始记录的审核，最终确定该焊缝裂纹为焊后热处理再热裂纹。

1 调查过程

调查人员经过对裂纹焊缝的UT和MT无损探伤检测，发现裂纹均发生在过滤器壳体一侧纵缝的焊趾处，呈表面开放状纵向裂纹，深度0mm~26mm不等，累计长度1m左右。

审核该设备出厂文件，筒体钢板材质为16MnDR，厚度56mm，纵缝焊接方法为埋弧自动焊，X型坡口对接，焊丝牌号H10Mn2，规格φ4.0，焊剂SJ101。施焊时环境温度20℃~26℃，相对湿度39%~48%，焊接电流450A~520A，电压34 V~38V，层间温度100℃~150℃，上述参数均在焊接工艺评定范围内，但施焊记录中缺少焊接速度和预热温度两个重要参数。此工艺为16MnDR钢的成熟焊接工艺，已经过多年实践检验，

审核该纵缝原始射线探伤底片和评片记录，一次探伤有3处焊道未熔合缺陷，二次探伤底片未发现超标缺陷，表明该裂纹的是在制造厂无损检测之后产生的缺陷。

审核出厂文件中的焊后热处理记录，设备进炉温度、升温速度、热处理温度、保温时间、炉内冷却温度、出炉空冷温度等参数均符合GB150-1998标准“10.4.5焊后热处理方法”的相关要求，但炉内升温和降温速度分别只有45.8℃/h和19.09℃/h，均低于标准规定的炉内升温、降温最低速度参数（最小可为50℃/h），特别是炉内冷却速度明显偏低。

母材和焊缝金属化学成分分别符合《GB3531-1996低温压力容器用低合金钢钢板》16MnDR和《GB/T 5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》H10Mn2标准要求，说明焊缝裂纹的产生与母材及焊材化学成分无相关性，缺陷焊缝可以通过补