焊接氢白点浅析

! !""! !# !##"$ $% %&&’ (##$)*(+* ,’-.)//+" 0 12 焊接氢白点浅析 张桂顺 !福建省第一电力建设公司"福建 福州 !"###$# 摘要!根据某电厂水冷壁地面组合阶段焊缝射线检测底片频繁出现白点的现象!分析及试验表明这是由环境 的湿度与温度共同作用的结果" 关键词!焊缝#射线检验#氢白点#温度#湿度 某年冬天" 福建省第一电力建设公司在其承建 的河南省叶县蓝光电厂建设工程" 水冷壁地面组合 时发现"有一定数量的 %射线检验底片"在仰角 & 点 位置出现白点$ 分析和试验表明"这是环境温度低% 焊缝金属中氢原子未及时逸出造成$ 本文对白点现 象及其分析过程作一介绍"以资交流$ / 现象 ’##( 年 )( 月初" 福建省第一电力建设公司河 南叶县蓝光电成工地焊工第一次上岗考试时发现" )& 根的上岗考试管有 )! 根的底片出现了白点"现 象如图 )$ 评定结论为夹钨"典型夹钨的射线底片如 图 (所示$ 当时的情况如下&天气是雪后的第二天" 温度在 # *以下" 在室内焊接上岗考试管" 窗户半 开" 有冷风吹进" 焊接时无预热措施$ 管子材质为 (#+ 和 )(,-)./0+ 两种" 规格为 !!12" 和 !&32& 两种" 规格为 !!12" 的管子采用全氩焊接"!& 的管子采用氩弧焊打底电焊盖面工艺$ 图 ) 出现白点的焊缝 4 射线底片 图 ( 出现夹钨的焊缝 4 射线底片 ! 分析 !3( 分析一 由于出现的比例之大为以往工程中从未出现 过"在探讨产生此现象原因时"大家反映本次使用的 铈钨棒质地偏软" 折断时钨棒头部出现弯曲且有开 叉现象" 不如以前所用的钨棒折断时不会出现弯曲 和开叉" 加上大家都有两三个月的时间没有进行焊 接工作"考虑到可能与手势生疏也有一定的关系"而 未过对气候影响加以关注$ 在紧急更换为以前工程 所用的钨棒后"第二次上岗考试"本次的气候跟上次 差不多"只是在考试时"监理工程师将窗户关闭"并 强调大家在接触引弧和收弧时注意手势$ 本次的考 试结果只有 !张底片出现白点现象" 由于白点现象 大大减少"这使得大家都认为是夹钨造成的结果"而 忽视对本次 !张底片还存在白点的原因的追查$ 从 (##( 年 )( 月 (# 日开始"进行水冷壁管排的地面组 合$在前两天两片水冷壁共 )#5道焊口的焊接中"天 气晴"温度 )# *以上"射线检验的结果只有几张底 片有白点现象"没有引起大家的注意’第三天开始下 雪"管排焊接处的地面有积水"在随后的几天里所焊 的焊口超过 5# 6的射线底片出现白点"此时开始怀 疑此白点非夹钨造成" 因为对于一批合格的焊工来 说"其技能是相对稳定的"不会出现如此大量的夹钨 缺陷"而且以往工程的夹钨"如果在返修时用氧乙炔 的中性焰挖掘夹钨缺陷" 会发现有一小亮点在熔化 的金属铁水中翻滚下沉 !因为钨的熔点比铁合金的 熔点高"比重比铁合金大("而这些有白点的返修焊 口一部分在用此方法铲修缺陷时却未发现有上述现 象" 射线机器和底片的质量以及处理底片过程成为 怀疑重点$ 随后在机器与底片处理过程一样的情况 下对有白点的几个焊缝旋转一个角度后重拍" 试验 789:;< =:;<>: ?8 =:;<+@<+ 福建电力与电工 !!) ) 结果是白点的位置不变!排除了机器与底片的质量 问题" 此时无损检验人员提出此为钨气化现象!如 为钨气化!则存在以下 ! 点情况#!焊接过程中钨 棒应易烧损$"白点的位置应集中在氩弧焊的打底 层!极少或不可能出现在电焊的盖面层$#由于平 焊位的焊接电流大!钨更易烧损!理论上应比仰焊 位更易出现白点" 调查及试验结果是#!钨棒不存 在比以往工程易烧损现象$"出现白点的位置用角 磨将焊缝余高磨平后!再做射线检验!部分底片的 白点消失!部分底片的白点变淡!还有少数的白点 仍然存在!此现象可说明引起底片白点的物质大部 分位于电焊层的表面$#所有射线检验底片中未发 现平焊位出现白点" 而且随后作的一个电焊打底加 盖面的试验!完全推翻了钨气化这一观点!因为这 一焊口的底片在仰焊的收弧位置也出现白点" !"! 分析二 那么这白点是何物质产生的呢% 此现象又是什 么现象呢% 为什么都在起弧的位置出现% 而同时期 省煤器悬吊管组合时极少出现此现象% 咨询无损检 验的老前辈和哈尔滨焊接研究所的专家得知!此现 象称为&氢白点"现象!是由于焊条未烘干或焊条含 氢量太大以及施工环境的湿度太大所致" 对于焊条未烘干问题!除了 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 焊条库管理员 严格按焊条保存及烘干规程管理外!还严格要求焊 工现场施焊时!焊条保温筒要通电’且随用随拿’并 及时关上保温筒盖!不充许还用老习惯一次手上抓 一把焊条施焊’并让保温筒盖常开着" 电焊条使用 上海电力牌! 天津大桥牌和锦州锦泰三种牌子!采 用以上措施后并没有减少氢白点的迹象" 看来此问题与电焊条无关! 只有施工环境这一 环节!但只是湿度太大所致又不太可能!因为在南方 海边的湿度比内地大!而在厦门嵩屿电厂’华能福州 电厂’ 湄洲湾火电厂等工程建设过程中均未出现这 种情况!随着时间的推移!气温不断升高!这种白点 的现象消失了" 可见这种氢白点现象不仅只跟环境 湿度有关!还跟环境温度有很大的关系!只有在环境 温度低(一般低于 # $)且湿度大(一般大于 %& ’)的 情况下才会出现"其产生的机理可能是#在湿度大的 情况下! 施焊的焊条和焊接熔池吸收潮湿空气中的 水分! 而在盖面的起弧点又是整个焊接区域温度最 低点! 焊缝金属在结晶过程中在某一区间的温降速 度过快! 焊条中的水分及潮湿空气中的水分子溶解 在熔池中分解成氢原子! 在快速冷却时来不及聚集 或逸出!而停留在铁原子间隙里!如图 !所示" 图 ! 氢原子滞留在铁原子间隙示意图 在射线检验时! 在起弧点位置由于铁原子之间 的间隙有很多氢原子填充!( 射线受到氢原子的阻 挡!射线的通过率降低!就在底片上形成白点" 氢原 子在铁原子间隙中处于高能量不稳定状态! 要不断 振荡运动趋向稳定!固随着时间的推移!起弧点的氢 原子密度变稀! 这可以解释有白点的焊缝在经过两 三个月后重新做 )* 检验!有部分白点变淡或消失" 而省煤器悬吊管由于是单根组合! 在氩弧焊打底结 束后就紧接着进行电焊盖面! 层间温度远高于 +&& $!焊接区域附近管子的温度也较高!使得焊缝金属 结晶时在某一区间的温降速度变慢! 有利于氢原子 的充分扩散$对于排管!一般一片管屏都将近有 !& 根管子!在焊接工艺方面!要求先整片管屏用氩弧焊 打底!结束后再统一盖面!此方法势必造成焊缝区及 附近的管子温度都已冷却至环境温度! 而盖面时又 不能与单根管焊接一样# 一只焊口全部盖面结束后 再焊另一只焊口! 而是如图 ,所示先焊接管子的半 圈(一般由仰焊的 -点位先起弧!在 !’.点进行热接 头)等整排管屏的半圈焊完后!再焊接另半圈!焊完 一片管屏的半圈焊缝一般需要 + / 左右! 在寒冷的 气候下! 管子的焊缝区域经过 + / 后都降至环境温 度!故焊缝起弧点的区域温度都是最低’使得在该区 间的温降速度过快! 起弧点焊缝金属中的氢原子来 不及逸出!出现氢白点现象" 图 , 水冷壁管排的焊接顺序示意图 # 结语 福建省第一电力建设公司其承建的河南省叶县 蓝光电厂建设工程’水冷壁地面组合时 0射线检验底 片的白点为&氢白点*!系环境温度低(一般低于 & $) 且湿度大(一般大于 %& ’)的情况下!起弧点焊缝金 属中的氢原子来不及逸出造成的" 当两个条件中的 一个不具备时!这一现象即消失" (收稿日期#1&&,2&321&) !"$ $