焊接見證件彎曲試件產(chǎn)生裂紋的原因分析及預(yù)防措施

趙利勇

摘 要：蒸汽發(fā)生器一次側(cè)接管與安全端焊縫為主要承壓焊縫，并涉及異種鋼焊接，為保證產(chǎn)品焊縫質(zhì)量，設(shè)置了產(chǎn)品焊接見證件。該產(chǎn)品焊接見證件在進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)時(shí)，背彎試樣和側(cè)彎試樣均發(fā)現(xiàn)裂紋。為分析焊縫質(zhì)量并為重新試驗(yàn)提供依據(jù)，該文通過SEM電鏡掃描和能譜分析法對(duì)產(chǎn)品焊接見證件的彎曲試驗(yàn)試樣裂紋面進(jìn)行了分析，認(rèn)為：309L堆焊層局部存在著焊接缺陷，在彎曲過程中導(dǎo)致309L堆焊層出現(xiàn)裂紋，按照RCC-M S3152 a）要求可重新切去試樣進(jìn)行試驗(yàn)。該文同時(shí)根據(jù)分析結(jié)果對(duì)類似問題提出了預(yù)防措施，以免再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：焊接見證件 理化試驗(yàn) 彎曲試驗(yàn) 裂紋 預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0174-02

在核電設(shè)備制造中，根據(jù)RCC-M要求供應(yīng)商必須在制造期間制作若干產(chǎn)品焊接見證件，作為產(chǎn)品焊縫的一致證據(jù)和產(chǎn)品焊縫質(zhì)量的證據(jù)。

彎曲試驗(yàn)?zāi)芊从澈附咏宇^各區(qū)域的塑性差別，暴露焊接缺陷及接頭性能的薄弱區(qū)域，考核熔合線的熔合質(zhì)量，特別是側(cè)彎更能反映焊縫與金屬母材之間的結(jié)合程度，對(duì)檢驗(yàn)不同金屬組成的焊接接頭的熔合質(zhì)量更為有效。蒸汽發(fā)生器一次側(cè)接管與安全端焊縫為主要承壓焊縫，根據(jù)RCC-M S7800規(guī)則，焊接見證件的破壞試驗(yàn)與工藝評(píng)定的破壞試驗(yàn)一致，均要求進(jìn)行彎曲試驗(yàn)[1]。

1 焊接見證件彎曲試驗(yàn)

一次側(cè)接管安全端焊接見證件所用接管為18MND5鍛件（Ф外1022/Ф內(nèi)804×180），預(yù)堆不銹鋼隔離層，堆焊材料為不銹鋼焊帶（309L+308L，60×0.5 mm）；安全端焊接見證件所用材料為Z2CND18.12鍛件（Ф外1022/Ф內(nèi)770×180）。安全端與隔離層的焊接填充材料為308L不銹鋼焊絲（Ф1.2 mm/Ф1.6 mm），焊接參數(shù)（如表1），彎曲試驗(yàn)要求（見表2）。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

按照表2要求的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)后，試樣SA-6、7、9結(jié)果合格，但背彎試樣SA-8側(cè)面的309L堆焊層出現(xiàn)裂紋并往308L堆焊層發(fā)展，SA-10、11側(cè)彎試樣接管側(cè)內(nèi)壁309L堆焊層存在裂紋。根據(jù)驗(yàn)收要求，背彎試驗(yàn)不合格，側(cè)彎試樣出現(xiàn)約2.4 mm的裂紋，可判為合格。但考慮到一次側(cè)接管安全端焊縫為一回路主焊縫，因此將側(cè)彎試樣的裂紋判為不合格。

根據(jù)RCC-M S3152 a）對(duì)破壞性試驗(yàn)復(fù)試情況的要求：“如果某一不合格的結(jié)果是由于試驗(yàn)的實(shí)施過程有問題或由于在試樣中存在缺陷引起的，則有關(guān)結(jié)果不予認(rèn)可，并應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。”

為了保證試驗(yàn)的有效性，利用SEM掃描電子顯微鏡對(duì)裂紋微觀形貌進(jìn)行了分析[2-3]（見圖1），以判定是否滿足重新試驗(yàn)的要求。

通過分析發(fā)現(xiàn)在309L裂紋面存在夾雜物，主要分布于309L堆焊層靠近坡口面309L隔離層處，靠近背彎試樣側(cè)面的表面。同時(shí)對(duì)裂紋層面的物質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果（如表3）。

根據(jù)分析可判定夾雜物中主要元素為O、Mn、Si、Al、Cr等，即夾雜物主要為氧化物[4]。

3 試驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)上述分析，可以判定導(dǎo)致彎曲過程中309L堆焊層出現(xiàn)裂紋的原因?yàn)槎押笇泳嬖诨蚍e聚了夾雜物，按照RCC-M S3152 a）要求可重新切去試樣進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)過重新試驗(yàn)，一次側(cè)接管安全端焊接見證件的彎曲試驗(yàn)合格。

4 預(yù)防措施

蒸汽發(fā)生器一次側(cè)接管安全端焊縫質(zhì)量要求高，為保證焊縫質(zhì)量應(yīng)加強(qiáng)焊接準(zhǔn)備和焊接過程的質(zhì)量控制，監(jiān)造人員應(yīng)：

（1）對(duì)產(chǎn)品所用主要材料進(jìn)行嚴(yán)格管理，按照要求對(duì)材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并對(duì)復(fù)驗(yàn)過程進(jìn)行監(jiān)督。

（2）焊前應(yīng)對(duì)坡口和焊材進(jìn)行目視檢查，確認(rèn)待焊表面清潔。

（3）焊接過程中應(yīng)監(jiān)督焊工嚴(yán)格按照焊接工藝施焊，并監(jiān)督對(duì)每一焊道進(jìn)行充分的打磨，打磨后應(yīng)進(jìn)行目視檢查，保證去除焊渣、氧化物等，以防止焊縫中夾雜物的產(chǎn)生。

（4）焊后監(jiān)督制造廠按程序?qū)缚p、熱影響區(qū)及母材相關(guān)區(qū)域進(jìn)行無損檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]RCC-M S7800，產(chǎn)品焊縫的破壞性試驗(yàn)：產(chǎn)品焊接見證件[S].壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則，2000.

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[3]李巧玲，葉云.SEM對(duì)45鋼與W9MnCrV磨擦焊焊接接頭組織分析[J].電子顯微學(xué)報(bào)，2003，22（6）：566-567.

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