管道带压开孔焊缝中百分之五存在裂纹，3招教你怎么避免

带压开孔工程施工前的管件及管道焊接中，使用无损探伤可以发现管道及管件的焊缝内存在的缺陷，但不能说明焊缝热影响区的金属的机械性能如何，因此有时对管道及管件的焊接接头要作拉力、冲击、弯曲等试验。这些试验由试验管件完成。所用试验管件最好与管道的纵缝一起焊成，以保证施工条件一致。然后将试验管件进行机械性能试验。实际的带压开孔施工生产中，一般只对管道使用的新钢种焊接接头进行这方面的试验。

使用无损探伤技术可以发现管道带压开孔焊缝中的缺陷，并且制定详细的规范来有效地避免这些缺陷的产生。前面已经讲过管道焊接的冷裂纹，下面重点对层状撕裂、热裂纹及再热裂纹进行分别讲述：

1.层状撕裂：大型厚壁管道结构在焊接过程中会沿钢板的厚度方向产生较大的Z向拉伸应力，如果钢中的较多的夹层，就会沿钢板轧制方向出现一种台阶状的裂纹，称为层状撕裂。

1.1产生原因：管道的金属材料中含有较多的非金属夹杂物，Z向拘束应力大，热影响区的脆化等。

1.2防止措施：在实施管道带压开孔前，要选用具有抗层状撕裂能力的材质管道及管件，在接头设计和焊接施工中采取措施降低Z向应力和应力集中。

2．热裂纹：管道的焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。沿奥氏体晶界开裂，裂纹多贯穿于管道焊缝表面，断口被氧化，呈氧化色。常有结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹等。

热裂纹是在焊缝金属中由液态到固态的结晶过程中产生的，大多产生在焊缝金属中。管道及管件表相观察不出这种缺陷。其产生原因主要是焊缝中存在低熔点物质（如FeS，熔点1193℃ ），它削弱了晶粒间的联系，当受到较大的焊接应力作用时，就容易在晶粒之间引起破裂。焊件及焊条内含S、Cu等杂质多时，就容易产生热裂纹。

热裂纹有沿晶界分布的特征。当裂纹贯穿表面与外界相通时，则具有明显的氢化倾向。

2.1产生原因：

a.焊缝的化学元素的影响，主要是硫、磷的影响，易在钢中形成低熔点共晶体，是一种脆硬组织，在应力的作用下引起结晶裂纹。其中的硫、磷等杂质可能来自管道本身，也有可能来自焊接材料焊条中，也有可能来自管道焊接接头的表面。

b.凝固结晶组织形态也是形成热裂纹的一种重要因素。晶粒越粗大，柱状晶的方向越明显，则产生结晶裂纹的倾向就越大，也就是焊接线能量越大越易形成热裂纹。

c.力学因素对热裂纹的影响：焊件的刚性很大，工艺因素不当，装配工艺不当以及焊接缺陷等都会导致应力集中而加大焊缝的热应力，在结晶时形成热裂纹。

2.2防止措施：

a.控制焊缝金属的化学成分，严格控制硫、磷的含量，适当提高含锰量，以改善焊缝组织，减少偏析，控制低熔点共晶体的产生。

b.控制焊缝截面形状，宽深比要稍大些，以避免焊缝中心的偏析。

c.对于刚性大的管件或管道，应选择合适的焊接规范，制定合理的焊接次序和方向，以减少焊接应力。

d.除奥氏体钢等材料外，对于刚性大的管道或管件，采取带压开孔焊前预热和焊后缓冷的办法，是防止产生热裂纹的有效措施。

e.选用碱性焊条，可以适应提高焊条或焊剂的碱度，以降低焊缝中的杂质含量，改善偏析程度。

3.再热裂纹：对于某些含有沉淀强化元素（如Cr、Mo、V、Nb等）的高强度钢的管材和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化的高温合金及某些奥氏体不锈钢等）焊接后并无裂纹发生，但在热处理过程中析出沉淀硬化相导致热影响区粗晶区或焊缝区产生的裂纹。有些带压开孔焊接结构即使焊后消除应力热处理过程中不产生裂纹，而在500℃～600℃的温度下长期运行中也会产生裂纹。这些裂纹统称为管道或管件的再热裂纹。

3.1产生原因：在热处理温度下，由于应力的松驰产生附加变形，同时在热影响区的粗晶区析出沉淀硬化相（钼、铬、钒等的碳化物）造成回火强化，当塑性不足以适应附加变形时，就会产生再热裂纹。在管道带压开孔焊接专业时，重新焊接管道焊缝或者管件进行强度增加的工序时容易产生这种情况。

3.2防止措施：

a.控制基体金属的化学成分（如钼、钒、铬的含量），使再热裂纹的敏感性减小。

b.工艺方面改善管道及管件粗晶区的组织，减少马氏体组织，保证接头具有一定的韧性。

c.焊接接头：减少应力集中并降低残余应力，在保证管道压力和设计强度条件下，尽量选用屈服强度低的管件或管材。