材质为12MnNiVR的大型储油罐用钢板分析。
1. 12MnNiVR为大型储油罐钢板,材料标准为GB19189-2011《压力容器用调质高强度钢板》,是一种高强度调质钢,抗拉强度Rm>610 MPa, 屈服强试ReL>490 MPa。12MnNiVR可经受大线能量输入(≥100KJ/cm)[1]的焊接,大型储罐的焊接工作量巨大,可不能小电流慢慢焊。
2. 对于Rm>540的高强钢,通常认为其屈强比大,韧性储备少,容易产生裂纹,所以GB/T150.4对这类钢在无损检测上的要求比较严格。例如:要求A、B类接头,RT或UT;C、D、E类接头,表面检测;厚度大于20mm时,应采用不同的检测方法(RT或UT)进行组合检测;热切割坡口应进行磁粉检测;耐压试验后所有焊缝还应进行表面无损检测;以及逐台制备焊接试件等等。
而GB 40341或GB 50128,对于ReL≥390MPa材料要求:罐底边缘板对接焊缝,根部焊道PT,最后一层焊后PT或MT;壁板和底板的内外角焊缝应进行PT或MT,并在充水试验后同样方法复验,且罐内角焊缝初层焊道应进行PT;接管角焊缝在焊后及充水试验后进行PT或MT。
MT磁粉检测、PT渗透检测虽然同为表面检测,但对于表面开口缺陷PT的显像更为清晰,裂纹特征更明显,不过对于非表面开口的近表面缺陷,PT是不如MT的。
3. 冷裂纹(包括延迟裂纹)是高强钢焊接中面临的主要问题,而硬度检测既容易操作(硬度计)、又无需取样破坏材料,是确定材料淬硬倾向和冷裂纹敏感性的一个常用的简便方法,尤其是焊接热影响区[2]。
4. 根据文献[3]的研究,12MnNiVR虽然焊接性比较好,但仍具有一定的冷裂纹敏感性,如焊接热影响区HV350以上,应当进行适当的焊前预热和焊接后热。
预热的主要作用为:降低焊接接头的冷却速度,延长奥氏体转变的时间,从而减少钢材的淬硬倾向;有利于焊缝金属扩散氢的逸出;在一定程度上还可以调整或减轻焊接残余应力。
后热的主要作用是降低焊缝结晶后接头的冷却速度,有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,所以又称消氢处理。它是防止高强钢出现冷裂纹(延迟裂纹)的有效措施。
5.焊道修补时在修补焊道上增加一道凸起的回火焊道,焊接完成后将回火焊道磨除并修整与原焊道圆滑过渡。
采用回火焊道对于碳锰钢焊缝修补是有好处的(这就是人们常说的焊缝余高的好处),可以消除或减少焊趾的氢集聚,改善热影响区的组织机构,防止焊趾裂纹。回火焊作用是对盖面焊缝金属进行一次加热,此加热作用相当于对之前焊缝金属进行回火