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动力厂不锈钢污水处理罐罐底边缘板对接焊缝未熔合原因分析及返修

更新时间:2020/10/26 12:09:54 点击数:56
 

动力厂不锈钢污水处理罐罐底边缘板对接焊缝未熔合原因分析及返修

李佳庭 孟庆波 

中国石油辽阳石化分公司 辽宁 辽阳 111003)

 

摘要某公司动力厂3000立不锈钢立式圆筒形污水处理罐罐底板设计时采用了带垫板的对接焊缝焊后弓形边缘板对接焊缝外侧300mm出现了未熔合缺陷通过分析未熔合缺陷产生原因及制定返修措施使得翻修焊接一次性成功再次检测时未发现不允许的缺陷保证了不锈钢污水处理罐的顺利投用和之后的安全运行

关键词不锈钢立式圆筒形储罐弓形边缘板对接焊缝垫板未熔合焊接检测

0 前言

S30408材质属于常用的奥氏体不锈钢此种钢材以其良好的力学性能耐高低温性能以及耐腐蚀性能广泛的应用在石油石化电力机械等特种行业但是此种钢材电阻率大线膨胀系数大导热性能差液态高温金属流动性能差现场焊接时极易产生比较大的焊接变形和焊接应力常常因此导致焊接缺陷产生本处的3000立奥氏体不锈钢立式圆筒形钢制污水处理罐采用的即是材质为S30408的奥氏体不锈钢

1焊接缺陷描述

某公司动力厂3000立不锈钢立式圆筒形污水处理罐罐底板设计时采用了带垫板的对接焊缝罐底板材质为S30408,板厚为10mm,长度为1170mm。垫板材质为S30408,厚度为5mm,宽度为60mm,长度为与罐底板等长罐底弓形边缘板对接焊缝及组对间隙如图1所示

202087该不锈钢立式圆筒形污水处理罐罐底弓形边缘板焊缝组对完成罐底弓形边缘板对接焊缝组对时间隙设置为8mm1经甲乙双方检查确认组对质量合格弓形边缘板对接焊缝焊缝总数量为10

1罐底弓形边缘板对接焊缝及组对间隙

2020819,10条弓形边缘板对接焊缝全部焊接完成外观经甲乙双方检查确认全部合格具体焊接完成的弓形边缘板对接焊缝只取其中一条焊缝的图片如下图2所示

2焊缝照片

2020821在对焊接完成的10条弓形边缘板对接焊缝外侧300mm焊缝进行射线检测时发现了10张底片上均出现了未熔合及条形缺陷未熔合出现在垫板与罐底板结合位置熔合线附近与未熔合同时出现的还有少数的条形以及圆形缺陷具体缺陷影像如图2所示

3缺陷影像

2焊接缺陷产生原因分析

2.1S30408奥氏体不锈钢电阻率大线膨胀系数大导热性能差焊接时热量集中导致较薄的垫板产生了较大的纵向变形弯曲在罐底弓形边缘板厚度方向上罐底弓形边缘板与垫板之间发生了分离使得罐底弓形边缘板与垫板之间不再贴合紧密

2.2罐底弓形边缘板宽度方向上因弓形边缘板对接焊缝冷却时焊缝产生了收缩导致弓形边缘板对接焊缝的组对间隙变小越靠近内侧组对间隙越小焊接时产生了焊接位置死角电弧无法同时熔化坡口钝边位置以及垫板

导致因为电弧熔化不到液态金属流动填充不到位罐底弓形边缘板坡口位置与垫板结合处未能完全熔合从而产生了未熔合缺陷

2.3焊工焊接手法不熟练不熟悉不锈钢储罐焊接注意事项本批不锈钢污水处理罐焊工之前实际为管道焊接焊工从未进行过不锈钢储罐焊接缺乏不锈钢储罐焊接施工经验且焊接时麻痹大意未能完全按照施工方案和技术交底施工仅凭经验和感觉进行焊接从而导致了本次焊接缺陷的产生

2.4焊接环境湿度过大焊接当天刚下完雨底板与垫板结合位置存在雨水虽然采取了压缩空气吹扫的方式进行了处理但个别区域因位置存在死角的原因未能吹净任然存在积水加之空气湿度过大综合导致焊接时产生了缺陷

3返修焊接方案

3.1检测公司及时下发了返修通知单施工单位接到返修通知单后将10条不合格的罐底弓形边缘板对接焊缝缺陷位置全部用手砂轮挑开并进行了100%渗透检测2确认缺陷完全进行了清除后然后对挑开位置进行了补焊

3.2保证罐底板和垫板贴合紧密施工单位重新对罐底弓形边缘板对接焊缝进行了调整对于罐底板和垫板之间贴合时间隙大于1mm部位采用在罐底板上方焊接背杠以及卡具进行下压的方式确保罐底弓形边缘板和垫板之间贴合紧密罐底弓形边缘板和垫板之间的间隙不大于1mm,然后将罐底弓形边缘板和垫板进行了点焊固定牢固

3.3适当的加大组对间隙比标准值8mm增加2~3mm。针对S30408奥氏体不锈钢焊接变形量大的特点适当的加大了组对间隙由标准值8mm增加到10~11mm,留够足够的收缩余量

焊工焊接时仔细进行检查当发现焊缝在宽度方向上收缩变窄导致焊道宽度低于10mm时使用手砂轮打磨的方式对焊道进行了扩充防止因为组对间隙不足导致焊接时产生缺陷

3.4改变坡口形式“V”型坡口改变为“U”型坡口减小钝边值防止因为钝边值过大焊接时焊缝冷却收缩产生焊接位置死角电弧熔化不到液态金属填充流动不到位熔渣不能够及时溢出导致焊接时产生缺陷

3.5保证坡口位置的清洁度焊接之前使用压缩空气吹扫的方式对焊道进行了吹扫清除焊道内的水分药皮砂土砂轮碎屑等杂质焊接前设置停检点经甲乙双方检查确认合格后方可进行施焊

3.6采用3.2mm小直径焊条严禁采用4.0mm及以上直径焊条并采用多层多道焊焊接时焊条沿着焊道纵向进行摆动防止因为焊条直径过大焊接时焊条无法伸入焊道焊接位置存在死角导致焊接时再次产生缺陷

3.7重新选用焊接技能较高且有过不锈钢储罐焊接经验的熟练焊工进行焊接焊前按照焊接施工方案和焊接工艺规程对焊工进行焊接技术交底焊接时在焊接工程师的监督下严格按照合格的焊接工艺施焊

3.8焊前使用火焰对焊缝进行了烘烤防止雨后罐底板下积水对焊接质量造成不利影响烘烤时采取多点烘烤并使用测温枪对烘烤点处焊缝的温度进行测量温度不超过400℃[3]防止烘烤时焊缝温度过高处于敏化区间从而产生晶间腐蚀

4返修结果

返修焊接一次性完成焊后按照国家标准NB/T47013.2-2015«承压设备无损检测»10条罐底弓形边缘板对接焊缝进行了射线检测经检测合格达到了本次对罐底板进行返修焊接的目的返修后合格焊缝底片如图3所示

3 返修后合格焊缝的底片

5结论

罐底板组对时组对间隙不足坡口形式设置不合理及垫板与罐底板之间贴合不紧密导致焊接时存在焊接位置死角焊工焊接手法不熟练不熟悉不锈钢储罐焊接注意要点缺乏不锈钢储罐焊接经验以及底板与垫板结合位置存在积水是造成本次不锈钢污水处理罐罐底板焊接时出现缺陷的主要原因

通过针对性的采取有效措施使得返修焊接全部合格保证了返修后污水处理罐的顺利投用和安全运行为以后不锈钢材质的立式圆筒形钢制储罐现场焊接施工以及焊缝返修工作提供了参考和依据

参考文献

1中国人民共和国住房和城乡建设部和中国人民共和国国家质量监督检验检疫局。GB50128-2014立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范[S]。北京中国计划出版社,2014,10-16。

2国家能源局。NB/T47013.2-2015承压设备无损检测[S]。北京新华出版社,42-44。

[3]农琪邓开豪赵永东韦孟州张晶莹奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀性能的研究[S]。轻工科技,2013,1-2。

 

 

 

 

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