16MnDR焊接性分析

16mndr低温钢标准摘要：1.低温钢概述2.16MnDr低温钢的性能特点3.16MnDr低温钢的应用领域4.16MnDr低温钢的制造与加工5.16MnDr低温钢的焊接技术6.16MnDr低温钢的检验与质量控制7.我国16MnDr低温钢标准的发展现状与展望正文：一、低温钢概述低温钢是指在-196℃以下的低温环境下，具有良好力学性能和耐低温腐蚀的钢材。

低温钢主要应用于液化天然气（LNG）、液化石油气（LPG）、乙烯、丙烯等低温设备的制造。

二、16MnDr低温钢的性能特点16MnDr低温钢是我国自主研发的一种低温钢，具有以下性能特点：1.良好的低温韧性：16MnDr在-196℃以下的低温环境下，具有良好的低温韧性，抗拉强度≥485MPa，断裂韧性KIC≥60MPa·m1/2。

2.较高的强度：在常温下，16MnDr钢的抗拉强度为485-650MPa，屈服强度为295-360MPa。

3.良好的耐腐蚀性能：16MnDr低温钢在低温环境下，具有较低的腐蚀速率，适用于各种低温腐蚀环境。

4.良好的焊接性能：16MnDr低温钢具有较高的焊接性能，可采用各种焊接方法进行焊接。

三、16MnDr低温钢的应用领域16MnDr低温钢广泛应用于液化天然气（LNG）、液化石油气（LPG）、乙烯、丙烯等低温设备的制造，如储罐、管道、阀门等。

四、16MnDr低温钢的制造与加工16MnDr低温钢的制造与加工要求较高，需要严格控制冶炼、轧制、热处理等工艺参数，以确保钢板的低温性能。

五、16MnDr低温钢的焊接技术16MnDr低温钢的焊接技术要求较高，应采用合适的焊接工艺和焊接材料，以保证焊接接头的低温性能和力学性能。

六、16MnDr低温钢的检验与质量控制为确保16MnDr低温钢的质量，应进行全面的检验，包括化学成分、力学性能、低温韧性、焊接性能等。

七、我国16MnDr低温钢标准的发展现状与展望我国16MnDr低温钢标准逐渐完善，目前已有相应的国家标准和行业标准。

16MnDR焊接再热裂纹原因分析及预防措施摘要本文通过对某天然气管道工程过滤器16MnDR壳体纵缝裂纹宏观形貌、母材及焊缝金属化学成分、焊接及热处理工艺参数等相关因素进行调查分析，提出16MnDR焊接再热裂纹的形成原因及预防措施。

关键词16MnDR；再热裂纹；焊接0 引言国内某天然气长输管道项目压气站的一台过滤器于2009年12月投入运行，2013年6月在地方技术质量监督部门进行的定期监检时发现，筒体一条纵缝存在多处表面裂纹。

我公司受业主委托对对裂纹原因进行调查并提出预防措施。

调查人员通过对裂纹宏观形貌检测、壳体母材及焊缝金属化学成分分析，对制造过程重要工序焊接、热处理、无损检测等原始记录的审核，最终确定该焊缝裂纹为焊后热处理再热裂纹。

1 调查过程调查人员经过对裂纹焊缝的UT和MT无损探伤检测，发现裂纹均发生在过滤器壳体一侧纵缝的焊趾处，呈表面开放状纵向裂纹，深度0mm~26mm不等，累计长度1m左右。

审核该设备出厂文件，筒体钢板材质为16MnDR，厚度56mm，纵缝焊接方法为埋弧自动焊，X型坡口对接，焊丝牌号H10Mn2，规格φ4.0，焊剂SJ101。

施焊时环境温度20℃~26℃，相对湿度39%~48%，焊接电流450A~520A，电压34 V~38V，层间温度100℃~150℃，上述参数均在焊接工艺评定范围内，但施焊记录中缺少焊接速度和预热温度两个重要参数。

此工艺为16MnDR钢的成熟焊接工艺，已经过多年实践检验，审核该纵缝原始射线探伤底片和评片记录，一次探伤有3处焊道未熔合缺陷，二次探伤底片未发现超标缺陷，表明该裂纹的是在制造厂无损检测之后产生的缺陷。

审核出厂文件中的焊后热处理记录，设备进炉温度、升温速度、热处理温度、保温时间、炉内冷却温度、出炉空冷温度等参数均符合GB150-1998标准“10.4.5焊后热处理方法”的相关要求，但炉内升温和降温速度分别只有45.8℃/h和19.09℃/h，均低于标准规定的炉内升温、降温最低速度参数（最小可为50℃/h），特别是炉内冷却速度明显偏低。

16mndr成分16MnDR，是指用于制造压力容器的一种低合金高强度钢板，具有良好的耐蚀性和高温强度。

下面将从不同角度介绍16MnDR钢板的特点和应用。

一、16MnDR钢板的化学成分和力学性能16MnDR钢板的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素。

其力学性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。

根据不同规格和要求，16MnDR钢板的化学成分和力学性能可以有所差异。

二、16MnDR钢板的耐蚀性16MnDR钢板具有良好的耐蚀性，可以在各种环境下长期稳定使用。

特别是在高温、高压的情况下，16MnDR钢板表现出较好的耐蚀性能，能够有效抵御氧化、腐蚀等因素的侵蚀。

三、16MnDR钢板的高温强度16MnDR钢板具有较高的高温强度，能够在高温条件下承受较大的压力和负荷。

这使得16MnDR钢板成为制造高温容器的理想材料，广泛应用于石油、化工、电力等行业中的高温设备制造领域。

四、16MnDR钢板的应用领域16MnDR钢板主要用于制造压力容器，如锅炉、储罐、反应器等。

这些压力容器广泛应用于石油化工、核电站、食品加工等工业领域。

由于16MnDR钢板具有良好的耐蚀性和高温强度，能够满足各种严苛的工作条件要求，因此被广泛应用于各种压力容器的制造。

五、16MnDR钢板的加工和焊接性能16MnDR钢板具有良好的加工性能，可以通过冷加工、热加工等方式进行成型和加工。

同时，16MnDR钢板也具有良好的焊接性能，可以通过常规焊接方法进行焊接，如电弧焊、气体保护焊等。

这使得16MnDR钢板在制造压力容器时能够满足不同形状和尺寸的要求。

六、16MnDR钢板的质量控制在16MnDR钢板的生产过程中，需要进行严格的质量控制，以确保产品的质量和性能符合要求。

这包括原材料的选择、生产工艺的控制、产品的检验等方面。

通过严格的质量控制，可以保证16MnDR钢板具有稳定的化学成分和良好的力学性能。

16MnDR钢板是一种具有良好耐蚀性和高温强度的钢板，广泛应用于压力容器制造领域。

2020年第5期热加工62果。

罐体外壁有油漆保护，油漆完整，外壁及底座均未见腐蚀、变形等现象。

所有接头内壁均未发现有腐蚀痕迹，焊缝亦未发现有咬边、密集气孔、夹渣及裂纹等缺陷。

a）焊缝内壁b）焊缝内壁图3 缺陷部位内壁情况（3）金相检测图4为正常部位处的焊缝组织情况。

母材组织基本上为铁素体及呈带状和块状分布的珠光体，焊缝组织为贝氏体+铁素体，大部分铁素体沿柱状晶界析出，晶内有细小针状铁素体和粒状贝氏体。

图5~图7为缺陷接头处的金相检测情况。

接头处存在两处裂纹缺陷，裂纹位于打底焊道底部位置，此处处于焊接热循环反复加热的部位，裂纹大体沿熔合线平行扩展，在未混合熔化区有非金属夹杂物重熔后产生的球滴状物质和显微孔穴，为典型的焊缝金属液化裂纹[6]。

a) 母材 b) 底部焊缝c) 中部焊缝 d) 根部焊缝图4 接头正常处金相检验a) 细长裂纹 b) 短裂纹图5 裂纹a) 弯形未熔合 b) 直形未熔合图6 未熔合a) 小气孔 b) 大气孔图7 气孔（4）硬度检测图8为接头的硬度试验位置和试验结果。

结果表明：焊接接头显微硬度较为均图1 焊接坡口图2 热处理工艺2020年第5期热加工63匀，未见明显异常情况。

a) 显微硬度试验位置b）焊接接头硬度图8 缺陷接头显微硬度检测结果（5）微观观察和能谱分析图9和图10为裂纹打开后的微观观察和能谱分析结果。

打开后的断口整体上可见不连续的裂纹形貌，断口呈现树枝晶形貌特征，断口上有液相沿晶界面凝固的痕迹，为典型的焊缝金属液化裂纹特征。

能谱分析结果表明：裂纹内部含有低熔点的S元素。

a) 图5a裂纹形貌b) 图5b裂纹形貌图9 裂纹打开后的微观观察结果a) 测试位置b) 能谱结果图10 裂纹处能谱分析结果3 分析与讨论理化分析得知，母材和焊丝的化学成分均满足标准要求。

母材组织为铁素体及呈带状和块状分布的珠光体，焊缝组织为贝氏体+铁素体，大部分铁素体沿柱状晶界析出，晶内有细小针状铁素体和粒状贝氏体。