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埋弧堆焊耐磨复合钢板焊接接头断裂分析

作者:www.fuhenaimoban.cn 发布于:2019/3/24 8:36:33 点击量:

分析焊接接头断裂埋弧堆焊耐磨复合钢板

例如:工厂500万吨/中的与热交换器壳体(+16MnR钢405)材料选择用于制造埋弧堆焊耐磨复合钢板原油蒸馏单元20。这是基体材料16MnR钢,德国包覆不锈钢405(对应于我们的材料牌号0Cr13Al)。在热交换器的分批制造过程中,已经出现了四个纵向管段焊接接头断裂,其特征在于,规格为φ1200mm×(16+3)mm的第2节,φ800mm×(22+3)毫米,φ900mm×(243)部分的1毫米。断裂发生在基本层中的焊接是校正后圆完成时。本文分析断裂的原因,并采取措施以改善的过程和效果。

首先,化学成分和机械性能的

基础层的化学组成和在表1中示出的埋弧堆焊耐磨复合钢板的包层材料,机械性能:基本RM=550MPa的,版本325MPa,0℃的冲击能量AKA=31J=;包RM=450MPa,相对=为250MPa冲击能量AKA=8J。

其次,埋弧堆焊耐磨复合钢板断裂分析

在为12mm批埋弧堆焊耐磨复合钢板基材厚度所用的热交换器,14毫米,16毫米18毫米,20毫米,22毫米,24毫米和830毫米规格,包覆层的厚度为3mm的。

按埋弧堆焊耐磨复合钢板文献[1]BⅡ水平要求,使用爆炸包层,质量等级Ⅱ级。当制造的管状部纵向焊接在图1中所示的接头类型和尺寸。

2.1个断口形貌

在图2所示完全断开管状部。最大宽度断开到150mm,最打开位置的凹槽将位于根面平整复合层中,只有破裂的一小部分位于基体材料中的,可以看出,裂纹已经深延伸到碱金属,指示校正圆期间产生的埋弧堆焊耐磨复合钢板显著应力,与脆性材料。图其断裂面3,该复合物,明亮的骨折的下层侧,通常表现出脆性断裂特性穿(裂解)。见断裂,约1mm的剪切唇的厚度(灰色上层)。经审查的,不间断的圆柱形壳体也裂纹在槽根面平整复合层,裂纹长度几乎等于所述焊接接头的纵向长度,其中所述压裂和露出的与图.3。

2.2硬度测试和化学分析

经检验,基材埋弧堆焊耐磨复合钢板177HB,136HB的最小硬度,硬度值的最大硬度的材料合格,因此,可以与基体材料来消除可含有硬且脆。

其中一个破裂的试样管部分进行化学成分分析的基础层,结果在表2中。表1示出的是,控制,电源和其化学组成是非常接近,S,P的含量是非常低的。

2.3级机械性能和金相检验

圆柱部分4的样品的断裂从各试验板的机械性能测试制备,结果在表3中。

由于圆筒形外壳破损在校正圆埋弧堆焊耐磨复合钢板基底层焊接后的期间发生完成后,当热交换器的圆筒部分20完成所有辊。因此,进一步的测试只能在汽缸的开口部位置的两个端部取样,在筒状体的开口部的最大直径为φ250mm,它不是一个完整的机械测试。图采样之前重新调整布局,向样品许多不同的试验物料的。

不同的材料和规格受试者编号,共18个样本的冲击试验组的。结果表明,所述的冲击能量和断裂具有相同数目的完整材料主体的故障,42J的单最高值,最低17J两个圆柱形段的四个额外的筒段。测试组18和10组合格不合格组8,其中的(16+3)毫米的最大数量和(12+3)毫米的样品分两批埋弧堆焊耐磨复合钢板冲击能量也合格不合格。此外,厚度为(16+3)毫米,并在样品的不同部分(24+3)毫米埋弧堆焊耐磨复合钢板发现冲击试验,与样品的横向板埋弧堆焊耐磨复合钢板头位置的平均冲击能几乎与中间板部的样品3时间。在纵向,横向冲击韧性试验的同一部位进行了比较,结果表明,约纵向折叠更高的平均冲击能比普通的横向冲击能量。

样品从破碎管部金相检验截取,基础层的微观结构除了16MnR显著以外的能带结构,没有其他异常晶粒尺寸为8。影响金相组织观察样品表明,网状珠光体,说明不均匀母体组织,冲击能量的性能差较大(表3)。在断裂面的SEM观察到图4和5。

如可以从低倍率断口形貌可以看出,裂纹的右侧表面起源于图.4,I中,多层槽根面平整位置。从图.它也可以看出,与裂纹萌生相显著撕裂,其形态凹坑,其特征在于。快速裂纹扩展区,这是一个劈开性形态等主要区域,宏观出现如图所示的明亮的区域3。

EDX分析结果表明,裂纹起源于分层,多层膨胀过程和穿透基体层,最终导致断裂。

2.4制造工艺

制造过程中分析的调查:①当分层校正圆柱形壳未焊接时,需要包层之前焊接槽在基层的两侧的制造过程中应该大于或等于包层端口为10mm完全除去的范围内时,但在实际的过程中,由于各种原因,不包括深度总是很难实现的,通常小于3mm,小于2mm的最小。不含通常低于标准宽度,如一般为4?7毫米,焊接热影响区的只是在埋弧焊的宽度中,该区域粗的微结构,性能差。此外,由于多层的深度和宽度足够去除,导致大尺寸的埋弧堆焊耐磨复合钢板局部结构的改变,使得凹槽根应力集中,电子显微镜也证明了。焊接严格控制期间②环境温度,可能导致脆性材料。

总之,主要的原因埋弧堆焊耐磨复合钢板骨折是:①材料失效。进行爆炸包层的埋弧堆焊耐磨复合钢板的热处理工序后分析,影响电源故障和某些变型和热处理过程中出现在相关,例如非均匀的冷却速度或恒定的温度,其非均匀的微结构的性能,一些区域珠光体块状分布是正常的,但珠光体网状的部分地区。相对于所述的铁素体,珠光体下的延展性和韧性,即使它进入网络时,它会降低母材组织的冲击韧性。②当校埋弧堆焊耐磨复合钢板焊料层是不圆的复杂的,多层的深度和宽度足以消除,应力集中凹槽根。③当环境温度低的焊接,增加脆性断裂敏感材料。

三,改进和效果

一般情况下,材料的失效将被判处报废。由于不当热处理工艺和热处理过程中,炸药包层后的批料材料的失效的主要原因是,机械性能只有0℃冲击停电,组织观察,未观察到缺陷已燃烧和其它组织,并且因此,使用办法再热回收组织及其性能。

归一化所述材料被加热到空气冷却后,完全奥氏体热处理过程中,热处理后所获得的新的先共析铁素体和珠光体结构,可以切断原始组织的遗传物质,消除材料厚组织的。为此,在正火测试。结果表明,正火热处理极大地提高了材料的冲击韧性,其性能满足标准。

对于没有温度降低后的包覆405的耐腐蚀性,在冷却过程正火热处理,可以通过敏化的温度范围内被快速。由于碳在405包覆材料的质量分数至0.037%,从而归一化的全过程,没有发生相转变包层,其性能没有太大的组织改变。

根据研究结果,所有失败冲击试验管部和圆筒形部分未测试为阳性的热处理,在图6n的所示曲线的热处理参数。

考虑到归一化热处理试验后,该材料的抗张强度达到所要求的标准的最小抗张强度。因此,在热处理过程的发展,恒温阶段的温度降低15℃,以保证材料的强度符合标准。

管式换热器的归一化部炉4中进行的,每一个具有两个炉测试板基体材料,从测试版汽缸部采取破切。通过与炉板中制备的测试样品制备的冲击试验结果,正火筒部分材料后的冲击能量增加2至5倍,以获得良好的结果。

四,结语

按管段后,上面的措施来应对,破损或裂纹没有回期间,在学校发生。热交换器20已安装并投入如期在现场操作,运行半年,设备经受住了最初的测试的影响,并开始压力波动的压力测试。

根据测试结果的文本,交货状态(16MnR钢+405)埋弧堆焊耐磨复合钢板提案将改为正火状态。在埋弧堆焊耐磨复合钢板爆炸焊接,应严格按照标准规范执行。埋弧堆焊耐磨复合钢板制造各种设备,彻底刨复合层。控制焊接温度,它是5℃以上,产生低温以避免脆性断裂材料。


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