材質為12MnNiVR的大型儲油罐用鋼板分析。
1. 12MnNiVR為大型儲油罐鋼板,材料標準為GB19189-2011《壓力容器用調質高強度鋼板》,是一種高強度調質鋼,抗拉強度Rm>610 MPa, 屈服強試ReL>490 MPa。12MnNiVR可經受大線能量輸入(≥100KJ/cm)[1]的焊接,大型儲罐的焊接工作量巨大,可不能小電流慢慢焊。
2. 對于Rm>540的高強鋼,通常認為其屈強比大,韌性儲備少,容易產生裂紋,所以GB/T150.4對這類鋼在無損檢測上的要求比較嚴格。例如:要求A、B類接頭,RT或UT;C、D、E類接頭,表面檢測;厚度大于20mm時,應采用不同的檢測方法(RT或UT)進行組合檢測;熱切割坡口應進行磁粉檢測;耐壓試驗后所有焊縫還應進行表面無損檢測;以及逐臺制備焊接試件等等。
而GB 40341或GB 50128,對于ReL≥390MPa材料要求:罐底邊緣板對接焊縫,根部焊道PT,最后一層焊后PT或MT;壁板和底板的內外角焊縫應進行PT或MT,并在充水試驗后同樣方法復驗,且罐內角焊縫初層焊道應進行PT;接管角焊縫在焊后及充水試驗后進行PT或MT。
MT磁粉檢測、PT滲透檢測雖然同為表面檢測,但對于表面開口缺陷PT的顯像更為清晰,裂紋特征更明顯,不過對于非表面開口的近表面缺陷,PT是不如MT的。
3. 冷裂紋(包括延遲裂紋)是高強鋼焊接中面臨的主要問題,而硬度檢測既容易操作(硬度計)、又無需取樣破壞材料,是確定材料淬硬傾向和冷裂紋敏感性的一個常用的簡便方法,尤其是焊接熱影響區[2]。
4. 根據文獻[3]的研究,12MnNiVR雖然焊接性比較好,但仍具有一定的冷裂紋敏感性,如焊接熱影響區HV350以上,應當進行適當的焊前預熱和焊接后熱。
預熱的主要作用為:降低焊接接頭的冷卻速度,延長奧氏體轉變的時間,從而減少鋼材的淬硬傾向;有利于焊縫金屬擴散氫的逸出;在一定程度上還可以調整或減輕焊接殘余應力。
后熱的主要作用是降低焊縫結晶后接頭的冷卻速度,有利于焊縫金屬中擴散氫的逸出,所以又稱消氫處理。它是防止高強鋼出現冷裂紋(延遲裂紋)的有效措施。
5.焊道修補時在修補焊道上增加一道凸起的回火焊道,焊接完成后將回火焊道磨除并修整與原焊道圓滑過渡。
采用回火焊道對于碳錳鋼焊縫修補是有好處的(這就是人們常說的焊縫余高的好處),可以消除或減少焊趾的氫集聚,改善熱影響區的組織機構,防止焊趾裂紋?;鼗鸷缸饔檬菍ιw面焊縫金屬進行一次加熱,此加熱作用相當于對之前焊縫金屬進行回火