12Cr1MoV厚壁鋼管焊縫內部裂紋的處理

12Cr1MoV是一種低合金耐熱鋼，是目前電站鍋爐消耗量最大的鋼。國內外實踐證明，其工藝性能良好，可靠性強。廣泛用于鍋爐過熱器管、集箱和管道。以某電廠# 4 機亞臨界鍋爐為例，分析了后面板集箱至高溫過熱器集箱連接管的內部裂紋，并提出了相應的處理方案，為目前我國在役300 MW機組12Cr1MoV厚壁鋼管的技術管理提供了有益的參考，為機組安全經濟運行提供了重要保證。

缺陷的發現、分析和處理

電廠二期4號鍋爐于2005年12月安裝了鍋爐主蒸汽管道。過熱蒸汽溫度為541，操作壓力為17.5兆帕。后面板集箱至高溫過熱器集箱的連接管型式采用12cr1movg珠光體耐熱鋼管。實施標準為dl/t869-2004 《火力發電廠焊接技術規程》，規格為610 mm 70 mm。

2017年6月，在某發電有限公司# 4機組大修期間，華電電力科學研究院山東分院發現后面板從6點至7點穿過彎頭下焊縫，出現缺陷回波反射。

A型脈沖超聲波探傷儀用于校準儀器。其性能符合JB/T  10061-1999 《型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》的要求。根據DL/T820-2002 《管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程》，用3 mm 40 mm的基準塊制作數模轉換曲線，對K1和K22探頭進行單面和單面掃描后，發現缺陷靠近焊縫中心。水平移動探頭，根據端點6dB方法測量100 mm的長度。缺陷的深度為距焊縫上表面45 ~ 55毫米。

1.1拋光消除缺陷

機械消除，用角拋光機將焊縫拋光到缺陷位置，用熔透檢測法確定缺陷消除。如如圖1所示，焊縫被挖至45毫米的深度，在滲透試驗中發現裂紋。繼續研磨，直到裂紋完全消除。

1.2原因分析

釩被添加到對再熱裂紋敏感的12Cr1MoV鋼中。近年來，大量案例表明，12Cr1MoV厚壁鋼管焊接后沒有裂紋，但在焊后熱處理過程中有時會出現裂紋和再熱裂紋，敏感溫度在600左右。

隨著機組的啟動和停機，溫度和壓力變化產生的應力與焊接后的殘余應力疊加后，可能會出現再熱裂紋[1]。焊縫的焊接時間在冬季，低環境溫度使接頭區域冷卻過快，導致應力集中和裂紋。

1.3修理措施

(1)坡口加工和焊前預熱：坡口加工時，補焊位置的原焊縫應全部清除，溫州不銹鋼管消除裂紋后的坡口應稍寬，尖角應平滑過渡。氧化層、油污、鐵銹等。在補焊區，周圍20毫米范圍內被去除，發出金屬光澤。在熱處理過程中，通過300毫米(不小于壁厚的3倍)范圍內的電加熱將整個焊縫和兩側的母材加熱至250，并將恒溫加熱1小時。

(2)補焊措施：由于焊縫已挖透，直接采用手工電弧焊，采用多層多道焊。焊條應在焊接前按照說明書進行烘烤，并在現場保溫筒中使用。焊接參數見表1。在焊接過程中，每次焊完填充層后，用錐錘的尖端敲擊焊縫和熱影響區母材，以減輕和釋放焊接產生的焊接內應力。

(3)將溫度控制在250-300之間.補焊時的焊縫應與母材和原始焊縫平滑過渡。焊后熱處理：應在補焊完成后進行熱處理。熱處理時，設置3個熱電偶，在補焊焊縫處設置1個溫控熱電偶，最高溫度為730。另一個布置在原始焊縫處，最高溫度為720。第三個監測熱電偶布置在距離焊縫50毫米的熱影響區。每側的加熱寬度為350毫米，每側的絕緣層寬度為500毫米。升溫和降溫速率 85/h，73010恒溫3小時。當恒溫結束，溫度降至300以下時，斷電會將焊接速度降至室溫[3]。

(4)補焊質量檢驗：焊縫熱處理完成后，按照NB/T  47013.4-2015 《承壓設備無損檢測第四部分：磁粉檢測》進行100%磁粉檢驗。未發現缺陷磁痕。質量等級為一級，合格。根據DL/T820-2002 《管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程》，進行了100%超聲波檢查。未發現可記錄的缺陷反射。質量等級為一級，合格[4]。硬度測試采用HT-2000A便攜式硬度計進行。母材硬度為140-150 HB，焊縫硬度為205-215 HB，符合DL/T438-2016 《火力發電廠金屬技術監督規程》《[5》標準。

基于金屬技術監管的重點

(1)補焊時，補焊區飽滿光滑，新舊焊縫過渡平穩。用這種方法分散應力，溫州不銹鋼管廠家減少應力集中，對裂紋的產生有一定的抑制作用。

(2)加強金屬技術監督檢查。焊接應包括在電廠下次大修的檢查項目中。檢驗項目包括宏觀檢驗、磁粉檢驗、超聲波檢驗、硬度試驗和必要時的金相分析。在今后的機組維護中，重點監控幾次，確保補焊部位無缺陷。

(3)加強技術監督的過程控制。焊接人員和檢驗人員必須持有有效的資格證書并具有相當的經驗。儀器設備必須經過鑒定合格，使用過程中應按標準及時進行校準和校正。用于焊接的焊條必須在保質期內，并按照說明書要求提前烘烤。焊接和檢驗必須遵循相應的工藝說明、檢驗標準和操作程序。