Page 61 - 理化检验-物理分册2022年第五期

王建光: TP347HFG / 12Cr1MoVG 异种钢焊接接头开裂原因

图 1 开裂屏式过热器管宏观形貌
将漏点 1 开裂部位纵向剖开, 纵向截面宏观形
貌如图 2 所示, 从图 2a ) 可以看出, 12Cr1MoVG 钢
管与焊缝完全沿熔合线断开, 断口两侧金属没有互
相黏连现象, 在两侧断口上可以清晰地观察到金属
熔滴状形貌, 断口表面存在明显的氧化皮。此外, 焊
缝根部存在严重的焊瘤, 特别是 12Cr1MoVG 侧, 形
成了明显的、 非圆滑过渡的变截面结构。从图 2b )
图 2 屏式过热器管断口及接头纵向截面宏观形貌
所示接头纵向截面的宏观形貌来看, 开裂完全沿接
1.2 化学成分分析
头的 12Cr1MoVG 侧熔合线分布, 即焊缝与母材沿
对 泄 漏 屏 式 过 热 器 的 12Cr1MoVG 钢 管、
熔合线完全剥离, 互相没有明显 的黏连撕扯形貌。
TP347HFG 钢管及焊缝填充金属分别取样进行化
接头两 侧 母 材 壁 厚 不 一 致, TP347HFG 侧 管 材 比
学成分分析, 结果分别如表 1 , 2 , 3 所示。可以看出

12Cr1MoVG 侧管材厚约 2mm ; 同时, 由于对口间
12Cr1MoVG 钢 管、 TP347HFG 钢 管 及 焊 缝
隙过大且打底层熔池过宽, 焊缝根部形成较严重的
ERNiCr-3 填充 焊 丝 合 金 的 主 要 化 学 成 分 均 符 合
焊瘤, 因此在壁厚较薄的 12Cr1MoVG 侧熔合线根
GB / T5310 — 2017 《 高压锅炉用无缝钢管》 和 GB / T
部形成了明显的尖角状变截面结构。
15620 — 2008 《 镍及镍合金焊丝》 的技术要求。
表 1 12Cr1MoVG 钢管的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn Cr Mo V P S
实测值 0.13 0.26 0.59 1.07 0.30 0.22 0.010 0.004
标准值 0.08~0.15 0.17~0.37 0.40~0.70 0.90~1.20 0.25~0.35 0.10~0.30 ≤0.025 ≤0.010
表 2 TP347HF 钢管的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Nb
实测值 0.08 0.43 1.36 0.029 0.003 17.6 10.91 0.33
标准值 0.06~0.10 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.030 17.0~19.0 9.0~13.0 8×C~1.10
表 3 焊缝 ERNiCr-3 填充金属的化学成分 %
质量分数
项目
C Mn Fe Si Cu Ni Cr Nb Ti
实测值 0.09 2.9 2.1 0.4 0.3 69.9 21.2 2.6 0.4
标准值 ≤0.10 2.5~3.5 ≤3.0 ≤0.5 ≤0.5 ≥67.0 18.0~22.0 2.0~3.0 ≤0.7
1.3 金相检验 12Cr1MoVG 侧管材的显微组织为等轴状均匀
对屏式过热器开裂的异种钢接头纵向解 剖取 分布的珠光体 + 铁素体, 晶粒度为 8~9 级, 未见明
样, 并进行金相检验。其显微组织形貌表明, 焊缝的 显球化。 12Cr1MoVG 母材与焊缝沿熔合线完全撕
氩弧焊打底层和盖面层均为粗大的柱状晶结构的奥 裂, 且在母材近熔合线处形成了较为明显的黑色条
氏体 + 高温δ 铁素体( 见图 3 )。 带区域。 TP347HFG 母材的显微组织为等轴状均

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