除氧煤仓间钢结构裂纹成因分析及防范措施.doc

除氧煤仓间钢结构裂纹成因分析及防范措施
Cause Analysis and Precautions on Cracks of Steel Structures of
Deaerator and Coalbunker Bay
郝晓军1,李中伟1,郭立峰2
(,河北石家庄;
,河北井陉)
摘要:分析了某发电厂钢结构制造过程中产生裂纹的原因,提出了有针对性的解决措施,取得了较好的效果。
关键词:钢结构;裂纹;解决措施
Abstract:Why cracks should take place in manufacturing procedure and how to solve this problem are discussed. These solutions have good effects.
Keywords:steel structure;cracks;solving measures.
河北国华定洲发电有限责任公司一期2×600 MW工程主厂房钢结构由三门峡水工机械厂承制。2001年底,监造人员在制作现场发现除氧煤仓间钢结构部分立柱和梁、撑焊接接头部位存在裂纹缺陷。这一情况立即引起了业主和监理单位的重视,要求厂家对这批构件进行全面复检,保证主要承载焊缝100%超声检验(UT)、全部焊缝100%磁粉检验(MT)。在检查过程中,发现在钢柱的焊接接头部位普遍存在裂纹,且大部分裂纹在接头的热影响区、熔合线等薄弱位置。此次复检共检查柱子 39根,发现裂纹100余条,裂纹产生的位置绝大部分在柱子筋板与腹板、翼板的连接焊缝位置。典型裂纹的位置和形态见图1。
1裂纹产生的原因
除氧煤仓间钢结构所用钢材为Q345C低合金钢,进厂原材料经过厂家严格的各项复检,化学成分和力学性能均满足GB/T 《低合金高强度结构钢》的要求,详见表1、表2。
在正常情况下该钢种可焊性良好,不易产生焊接裂纹。现场发现的裂纹多数分布于焊接接头的热影响区和熔合线附近,且具有延迟性,由此可以断定此种裂纹为焊接冷裂纹中的延迟裂纹。裂纹产生的主要原因分析如下。

由于柱子结构设计过程中没有重视焊接方面的因素,起增加刚度作用的筋板在设计中保留数量过多、过于密集,造成局部区域焊缝密度过大;同时,在筋板与腹板、筋板与翼板、筋板与工字梁主角焊缝间的交叉部位,未按照要求倒角。上述因素使得焊接时这些部位的拘束应力过大,而拘束应力大是产生冷裂纹的重要原因之一,这就大大增加了裂纹产生的可能性。

由于该批杆件工期很紧,同时受厂家施工条件所限,部分柱子是在露天环境下施焊的,生产过程中遭遇大风和雨雪的影响而未采取有效的防护措施,在低温、潮湿的环境下施焊促使裂纹产生。


DL 5007- 1992《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)》:低合金钢焊接时允许的最低环境温度为 10 ℃。由于是在冬季施工,现场环境温度很低(最低达12~15 ℃),材料淬硬倾向增大;由于焊后未进行保温,焊缝金属冷却速度很快,使焊缝中更容易出现淬硬的马氏体组织;同时,因为没有进行焊后消除