12Cr1MoV厚壁钢管焊缝内部裂纹的处理

12Cr1MoV是一种低合金耐热钢，是目前电站锅炉消耗量最大的钢。国内外实践证明，其工艺性能良好，可靠性强。广泛用于锅炉过热器管、集箱和管道。以某电厂# 4 机亚临界锅炉为例，分析了后面板集箱至高温过热器集箱连接管的内部裂纹，并提出了相应的处理方案，为目前我国在役300 MW机组12Cr1MoV厚壁钢管的技术管理提供了有益的参考，为机组安全经济运行提供了重要保证。

缺陷的发现、分析和处理

电厂二期4号锅炉于2005年12月安装了锅炉主蒸汽管道。过热蒸汽温度为541，操作压力为17.5兆帕。后面板集箱至高温过热器集箱的连接管型式采用12cr1movg珠光体耐热钢管。实施标准为dl/t869-2004 《火力发电厂焊接技术规程》，规格为610 mm 70 mm。

2017年6月，在某发电有限公司# 4机组大修期间，华电电力科学研究院山东分院发现后面板从6点至7点穿过弯头下焊缝，出现缺陷回波反射。

A型脉冲超声波探伤仪用于校准仪器。其性能符合JB/T  10061-1999 《型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》的要求。根据DL/T820-2002 《管道焊接接头超声波检验技术规程》，用3 mm 40 mm的基准块制作数模转换曲线，对K1和K22探头进行单面和单面扫描后，发现缺陷靠近焊缝中心。水平移动探头，根据端点6dB方法测量100 mm的长度。缺陷的深度为距焊缝上表面45 ~ 55毫米。

1.1抛光消除缺陷

机械消除，用角抛光机将焊缝抛光到缺陷位置，用熔透检测法确定缺陷消除。如如图1所示，焊缝被挖至45毫米的深度，在渗透试验中发现裂纹。继续研磨，直到裂纹完全消除。

1.2原因分析

钒被添加到对再热裂纹敏感的12Cr1MoV钢中。近年来，大量案例表明，12Cr1MoV厚壁钢管焊接后没有裂纹，但在焊后热处理过程中有时会出现裂纹和再热裂纹，敏感温度在600左右。

随着机组的启动和停机，温度和压力变化产生的应力与焊接后的残余应力叠加后，可能会出现再热裂纹[1]。焊缝的焊接时间在冬季，低环境温度使接头区域冷却过快，导致应力集中和裂纹。

1.3修理措施

(1)坡口加工和焊前预热：坡口加工时，补焊位置的原焊缝应全部清除，温州不锈钢管消除裂纹后的坡口应稍宽，尖角应平滑过渡。氧化层、油污、铁锈等。在补焊区，周围20毫米范围内被去除，发出金属光泽。在热处理过程中，通过300毫米(不小于壁厚的3倍)范围内的电加热将整个焊缝和两侧的母材加热至250，并将恒温加热1小时。

(2)补焊措施：由于焊缝已挖透，直接采用手工电弧焊，采用多层多道焊。焊条应在焊接前按照说明书进行烘烤，并在现场保温筒中使用。焊接参数见表1。在焊接过程中，每次焊完填充层后，用锥锤的尖端敲击焊缝和热影响区母材，以减轻和释放焊接产生的焊接内应力。

(3)将温度控制在250-300之间.补焊时的焊缝应与母材和原始焊缝平滑过渡。焊后热处理：应在补焊完成后进行热处理。热处理时，设置3个热电偶，在补焊焊缝处设置1个温控热电偶，最高温度为730。另一个布置在原始焊缝处，最高温度为720。第三个监测热电偶布置在距离焊缝50毫米的热影响区。每侧的加热宽度为350毫米，每侧的绝缘层宽度为500毫米。升温和降温速率 85/h，73010恒温3小时。当恒温结束，温度降至300以下时，断电会将焊接速度降至室温[3]。

(4)补焊质量检验：焊缝热处理完成后，按照NB/T  47013.4-2015 《承压设备无损检测第四部分：磁粉检测》进行100%磁粉检验。未发现缺陷磁痕。质量等级为一级，合格。根据DL/T820-2002 《管道焊接接头超声波检验技术规程》，进行了100%超声波检查。未发现可记录的缺陷反射。质量等级为一级，合格[4]。硬度测试采用HT-2000A便携式硬度计进行。母材硬度为140-150 HB，焊缝硬度为205-215 HB，符合DL/T438-2016 《火力发电厂金属技术监督规程》《[5》标准。

基于金属技术监管的重点

(1)补焊时，补焊区饱满光滑，新旧焊缝过渡平稳。用这种方法分散应力，温州不锈钢管厂家减少应力集中，对裂纹的产生有一定的抑制作用。

(2)加强金属技术监督检查。焊接应包括在电厂下次大修的检查项目中。检验项目包括宏观检验、磁粉检验、超声波检验、硬度试验和必要时的金相分析。在今后的机组维护中，重点监控几次，确保补焊部位无缺陷。

(3)加强技术监督的过程控制。焊接人员和检验人员必须持有有效的资格证书并具有相当的经验。仪器设备必须经过鉴定合格，使用过程中应按标准及时进行校准和校正。用于焊接的焊条必须在保质期内，并按照说明书要求提前烘烤。焊接和检验必须遵循相应的工艺说明、检验标准和操作程序。