中压供汽管道焊缝开裂产生原因分析.docx

中压供汽管道焊缝开裂产生原因分析摘要：中压供汽管道已运行半年突然从焊缝处开裂漏气，从施工、环境、材料、应力及焊口检测等因素进行了综合分析,认为焊缝泄漏的原因不是施工造成的，而是由于运行人员操作不当，致使强碱溶液混入到中压供汽管道中；同时，由于焊接残余应力和管道承受拉力的永久性存在，在一定温度和压力下，导致强碱溶液对管道薄弱环节焊缝产生快速应力腐蚀，最终破裂发生泄漏。关键词：供汽管道；焊缝；应力腐蚀；开裂1、焊缝开裂事情经过XX生物质发电项目，2018年11月20日机组已并网发电，中低压供气管道系统（设计压力为1.66MPa、设计温度292℃、管道材质为20#钢）已运行半年多。2019年5月14日，中压供汽管道突然存在对外冒汽现象，立即对中压供汽管道沿线进行检查，发现中压供汽管道存在有6处对外冒汽的故障点，随后发现故障点逐渐增多，达到30多处。如下图所示：5月17日，对管道开裂焊缝位置进行了全面处理后投入运行，但没过几天，其供汽管道在上次漏汽位置（已重新焊接处理过的地方）又有漏气现象，并且发现中压供汽管道以及中压联箱存在几处对外冒汽的故障点，随后发现故障点逐渐增多（包括上次焊缝漏汽的地方、新增的焊缝位置、中压联箱焊缝及本体、中压减温器厂家焊口、阀门本体等）。如下图所示：2、焊缝开裂诸因素分析1）焊口检测分析（1）随机抽样已有焊缝裂纹的23#焊口（透视合格焊口），没有焊缝裂纹的34#、35#焊口进行焊口硬度检测，测量结果如下表：从上表可以看出，焊口和母材的硬度值（20#钢）都在规范许可范围内。（2）对23#焊口采用超声波进行检测，发现焊口有裂纹缺陷显示；对没有焊缝裂纹的34#、35#焊口采用超声波进行复验，对其中2处深度在4~6mm的反射回波进行了挖补，挖补后采用渗透检测，未发现裂纹缺陷显示。（3）对76#焊口及母材割取了一段试样管（Ф325X8X450）,根据样品断面处发现裂纹从熔合线处由内向外扩散至焊缝表面中心处（见下图）；并将试样管送权威机构做进一步的检查分析。管道内壁a、母材化学成分分析母材的化学成分分析试验标准为GB/T4336-2016,验收标准为GB/T699-2015,分析结果如下表，结果合格。委托材质号化学成分分析（%）结果评定CSiMnPSCrNiCu20号钢0.2250.3290.4770.02730.01140.02050.01600.0353合格b、焊材化学成分分析焊材的化学成分分析试验标准为GB/T4336-2016,验收标准为GB/T5117-2012,分析结果如下表，结果合格。焊口23#母材（HB）103111115108112平均109.8焊口23#焊缝（HB）144149141142139平均143焊口34#母材（HB）99103103109105平均103.8焊口34#焊缝（HB）144149141142139平均143焊口35#母材（HB）103105102104108平均104.4焊口35#焊缝（HB）142151146153147平均147.8委托材质号化学成分分析（%）结果评定CSiMnPSCrNiCuJ5070.1140.2890.4620.02520.01400.02950.03250.0108合格c、母材拉伸试验分析母材的拉伸试验标准为GB/T228.1-2010,验收标准为GB/T3087-2008,分析结果如下表，结果合格。试样编号断后伸长率A%屈服强度抗拉强度断口情况结果评定Fel(N）Rel(Mpa)Fm(N）Rm(Mpa)2-1-1（20号钢）26112080355159920506未发现缺陷合格2-1-2（20号钢）23122220388159940507未发现缺陷合格d、焊材的拉伸试验分析焊材的拉伸试验标准为GB/T228.1-2010,验收标准为GB/T47016-2011,分析结果如下表，结果合格。试样编号断后伸长率A%屈服强度抗拉强度断口情况结果评定Fel(N）Rel(Mpa)Fm(N）Rm(Mpa)1-1（J507）---64660563未发现缺陷合格e、母材弯曲试验分析母材的弯曲试验标准为GB/T232-2010,验收标准为GB/T3087-2008,分析结果如下表，结果合格。试样编号试样厚度（mm）试样宽度（mm）冷弯试验项目及角度（°）断口情况结果评定面弯背弯侧弯2-2-1（20号钢）820180--未发现缺陷合格2-2-2（20号钢）820-180-未发现缺陷合格f、焊材弯曲试验分析焊材的弯曲试验标准为GB/T2653-2008,验收标准为NB/T47016-2011,分析结果如下表，结果合格。试样编号试样厚度（mm）试样宽度（mm）冷弯试验项目及角度（°）断口情况结果评定面弯背弯侧弯1-2-1（20号钢）838180--未发现缺陷合格1-2-2（2