讨论:有延迟裂纹倾向的材料

热度 37已有 2335 次阅读2012-6-6 06:30 | 材料,

0 序言

讨论焊缝内部缺陷的射线或超声检测时机,会涉及“有延迟裂纹倾向的材料”这个概念,笔者谈了一些讨论意见。如有不当,请指正。

1 基本概念

延迟裂纹就是焊接冷裂纹。所谓“有延迟裂纹倾向的材料”,就是焊后容易出现焊接冷裂纹的材料,也即是可以焊接的低合金高强度钢。用低合金换取高强度,当然好;但随着合金元素增加,强度的升高,也带来了延迟裂纹倾向问题,增加了焊接难度,拖延了无损检测时间。所谓“增加了焊接难度”,用老的焊接术语说,这些材料的可焊性较差或差;用今天的术语来说,这些材料属于焊接难度较难或难的等级。

2 怎样判断哪些材料是“有延迟裂纹倾向的材料”?

目前流行的,有两种方法:

1)合金元素的碳当量法

对于Q345类含碳量≥0.18%的钢,目前仍普遍使用国际焊接学会推荐的碳当量公式:

CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo++V)/5+(Cu+Ni)/15 (%)

CEV0.45%0.50%之间,即0.45%<CEV0.50%时,认为材料的焊接难度等级为较难; CEV>0.50%时,认为材料的焊接难度等级为难。

2)屈服强度法

当材料的屈服强度在370MPa--420MPa时,认为材料的焊接难度等级为较难; 当材料的屈服强度>420MPa时,认为材料的焊接难度等级为难。

3 具体材料的判断要用理化检验结果

有人问:Q345结构钢(旧牌号16Mn),是否是“有延迟裂纹倾向的材料”?

我说:不知道。

他说: GB506612011《钢结构焊接规范》把Q345列为Ⅱ类钢材,认为不需要焊完24小时后进行UTRT,这表示它是没有延迟裂纹倾向的材料。你怎么说,不知道呢?

我说:GB50661—2011《钢结构焊接规范》按标称屈服强度(即屈服强度下限)进行分类,Q345结构钢(标称屈服强度为345MPa)当然在Ⅱ类。该标准规定Ⅲ类(标称屈服强度370-420MPa)(标称屈服强度大于420MPa)的钢材,才需要焊完24小时后进行UTRT,是很粗略的,我对此持反对意见。我的理由是:

所有低合金高强度钢,都有焊接延迟裂纹倾向,只不过倾向大小而已。判断材料是否有明显的延迟裂纹倾向,不应该用标称屈服强度,而应使用具体批量材料的理化检验结果。如Q345-B结构钢,当它的有关合金元素,如碳,锰,钒,都在合格范围内,但偏上限时,它的碳当量CEV可能接近0.50%,而屈服强度的试验值(实测值)也可能大于370MPa。你说,它有没有焊接延迟裂纹倾向呢?

4 有延迟裂纹倾向的焊缝不等于有延迟裂纹倾向的材料

既使Q345-B钢的理化检验结果,屈服强度小于370MPa,计算的碳当量CEV<0.45%,但不能认为:要检测的焊缝,没有发生延迟裂纹的可能。因为冷裂纹三要素是综合作用的结果,碳当量CEV<0.45%,只能说材料的延迟裂纹倾向较小,但还是有扩散氢和拘束应力两个条件。如果对这类母材,未使用低氢焊材,如果不注意焊前予热和焊后除氢,如果母材壁厚较大,焊接时伸缩不自由,拘束应力大,焊缝仍可能产生延迟裂纹。

真正的无损检测时机,不应决定于有延迟裂纹倾向的材料,而应从严要求,综合考虑焊缝是否可能有延迟裂纹倾向(既不但要考虑材质,还要考虑壁厚,应力,焊条与扩散氢清除等因素),选择合适的无损检测时机。不然,如果出了无损检测合格报告后,又发现检测过的部位有裂纹,这是很失职的行为,也是很窝囊的事情。


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发表评论 评论 (11 个评论)

回复 学无止境 2012-6-6 08:13
希望标准规范当中能有可操作的方法来确认“延迟裂纹倾向的材料”,否则容易扯皮。
回复 xcb526 2012-6-6 10:08
非常赞同梁老从冷裂纹的形成机理三因素综合来讨论这个问题。
可能出于16MnR材料的焊接工艺、技术等方面目前国内已经非常成熟、成功,所以一般不把其列为有延迟裂纹倾向的材料。
回复 检验计划 2012-6-6 13:18
谢谢梁老师,学习了。前段时间就遇到过S355J0+N材料的结构件,MT检测后,过一段时间再检测,又发现缺陷,而且缺陷明显,多。当时还没有明白是什么原因呢?总以为是漏检。
回复 梁金昆 2012-6-6 14:10
谢谢朋友们参与讨论。是的,通常把16Mn列入可焊性较好的材料,所以不认为它有延迟裂纹倾向。但有以下事例,供朋友们参考:
(1)        某锅炉厂因使用合格,但合金元素偏上限的16Mn钢,发现了大量延迟裂纹;
(2)        16Mn钢用纤维型焊条焊接,又不注意预热和后热除氢,也会出现延迟裂纹;
(3)        长输管线最后的合拢焊口,拘束应力大,不采取特殊措施,也会出现延迟裂纹。
我很保守,也很胆小。凡我检测的工程,如有可能,我对铁磁性材料焊缝,均会在焊接完成48小时后,派人进行外观再检查和少量MT抽查。这-做法不论是否有规定要求,也不论是否能够取费。如抽查发现明显裂纹,或两条以上裂纹,则RT或UT要重做。
回复 丁伟臣 2012-6-6 19:39
无损检测的工作是按照质量控制部门的任务进行相应的检测活动,并提供相应的测试报告。任何孤立无损检测与其它质量活动的行为、或无限放大无损检测责任的行为都是不可取的,无损检测只是质量控制的一部分,并不是全部。如何选择无损检测的方法和验收级别应由焊接检验人员权衡和负责。
回复 梁金昆 2012-6-6 20:37
丁工所言甚是!无损检测时机,对一个制造或施工单位而言,由它的焊接检验师确定,那是对的。对第三方检测来说,当然,最好也由监理方的焊接工程师或焊接检验人员确定。但在目前的中国,还不可能普遍推行。施工方,倒有焊接技术人员,他们有的关心质量,更多的,则为了施工方利益,反对第三方检测,催检测进度。如果被检测合格部位,又发现裂纹,施工方又怪检测方漏检。在无人替检测方权衡和负责的情况下,为了自保,不得不放大责任行为,不得不如此!除非,拒绝检测,不干了!
回复 贺树春 2012-6-7 11:23
目前对出口产品或外企对这要求非常严格,对于焊接延迟裂纹很重视。
这当然要看监理现场监督力度、公司设计人员整理素养而定,我认为控制延迟裂纹的发生是最关键。检测方法是辅助严重工艺的一种手段,检测方法需要设计和NDT检测人员沟通使用哪种检测方法更为可靠。
回复 梁金昆 2012-6-7 16:35
谢谢树春先生参与评论!看了您近来的一些日志,我认为敢写就好,希望坚持!下面对您上面话题,发表讨论意见:焊接检验,焊接接头的无损裣测,只能是发现一些缺陷而已。真正的质量保证,消除缺陷(超标缺欠),还是靠焊接工艺,这是焊接技术人员的主要责任。另外,和设备或结构的设计人员沟通,特别是取得监理方的支持,很重要。但前提,往往不是他们要求检测方如何,而是检测方依靠自己的知识,说服他们,争取他们的支持!
回复 阿黃 2012-6-12 14:11
梁先生講得好!正常情況下Q345出現冷裂紋的機會是少見的,我這幾年發現在整個中國出現大量的橫向裂紋,特別是做國外工程的,當運送到國外時才發現橫向裂紋。被老外要求巨額賠償。什麼原因造成的呢?我在荷蘭向老外解釋時說這是一個「超級延遲裂紋」現象,遠遠超出48、72小時後仍在開裂的裂紋。我說 : "橫向裂紋就像中文字癌症的癌字,我們中國人的老祖宗在創造這個字時就告訴我們癌症是通三個口吃進大量的毒素堆積如山才形成的,母材、焊材和焊接過程控制就是這三個入口,特別是焊接過程控制不當,再加上目前我們大量使用國產化的藥芯焊絲,完全沒有真空包裝開封後必須在24小時使用時限的概念,遠超24小時連續使用,而且在露天場地任憑風吹雨打,藥芯焊絲肯定會吸入潮氣,受潮的焊絲不產生冷裂紋(氫裂)才怪!......。
我不明白出現這麼多橫向裂紋卻沒有人真正去解決它(藥芯焊絲和埋弧焊藥劑)。有機會好好向梁先生討教這個問題,我有信心解決橫向裂紋問題。
回复 梁金昆 2012-6-12 15:57
阿黄先生:您好!谢谢您的鼓励!讨教二字,实不敢当,作个网上讨论的朋友吧!
回复 sczjndt 2012-7-21 20:08
以上的讨论好不热闹,显示出大环境下技术人员的追求和无奈!
如果,诚信真有价,世界肯定更美好!

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