16MnDR焊接Y型過濾器焊縫裂紋產生原因調查

國內某天然氣長輸管道項目壓氣站的一臺Y型過濾器于2013年12月投入運行，2017年6月在地方技術質量監督部門進行的定期監檢時發現，筒體一條縱縫存在多處表面裂紋。我公司受業主委托對對裂紋原因進行調查。調查人員經過對裂紋焊縫的UT和MT無損探傷檢測，發現裂紋均發生在Y型過濾器殼體一側縱縫的焊趾處，呈表面開放狀縱向裂紋，深度0mm~26mm不等，累計長度1m左右。

我公司技術人員審核該設備出廠文件，Y型過濾器筒體鋼板材質為16MnDR，厚度56mm，縱縫焊接方法為埋弧自動焊，X型坡口對接，焊絲牌號H10Mn2，規格φ4.0，焊劑SJ101。施焊時環境溫度20℃~26℃，相對濕度39%~48%，焊接電流450A~520A，電壓34V~38V，層間溫度100℃~150℃，上述參數均在焊接工藝評定范圍內，但施焊記錄中缺少焊接速度和預熱溫度兩個重要參數。此工藝為16MnDR鋼的成熟焊接工藝，已經過多年實踐檢驗。

審核該Y型過濾器縱縫原始射線探傷底片和評片記錄，一次探傷有3處焊道未熔合缺陷，二次探傷底片未發現超標缺陷，表明該裂紋的是在制造廠無損檢測之后產生的缺陷。

審核出廠文件中的Y型過濾器焊后熱處理記錄，設備進爐溫度、升溫速度、熱處理溫度、保溫時間、爐內冷卻溫度、出爐空冷溫度等參數均符合GB150-1998標準“10.4.5焊后熱處理方法”的相關要求，但爐內升溫和降溫速度分別只有45.8℃/h 和19.09℃/h，均低于標準規定的爐內升溫、降溫最低速度參數(最小可為50℃/h)，特別是爐內冷卻速度明顯偏低。

母材和焊縫金屬化學成分分別符合《GB3531-1996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》16MnDR和《GB/T5293-1999埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》H10Mn2標準要求，說明Y型過濾器焊縫裂紋的產生與母材及焊材化學成分無相關性，缺陷焊縫可以通過補焊進行返修修復。