1 、裂纹产生
某石化工程钢结构加工任务由我司承制，工地由某化建单位安装，2011 年1月10日，施工人员在安装现场巡检中，发现工程22m标高处外取热器下支座梁与框架梁连接节点腹板处出现裂纹，接报后，承制与安装双方进行了现场调查，平台钢结构主次梁焊接接头部位存在裂纹缺陷，拿出补修方案并100%探伤，并委托专业单位对裂纹梁主材进行硬度检测和现场取样分析。此次复检共检查类同梁15根，发现裂纹仅此1条，裂纹产生的位置在主梁腹板与次梁腹板连接焊缝位置（主梁HN700×300×13×24，次梁HN700 ×400×14×30）。焊接接头部位存在的裂纹为个别现象，裂纹在接头的热影响区围绕接头呈半弧形。裂纹梁的位置见图1平台梁平面布置图，裂纹形态见图2梁立面截面图。
2 、 裂纹产生的原因分析
蒸馏平台钢结构所用钢材为Q345B 低合金钢，进厂原材料经过严格的各项复检，化学成分和力学性能均满足GB/T 15911994《低合金高强度结构钢》的要求。经现场硬度检测和现场取样分析，化学成分和力学性能均符合国标要求。
在正常情况下该钢种可焊性良好, 不易产生焊接裂纹。安装现场发现的裂纹分布于焊接接头的热影响区，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。
2.1 、施工人员自作主张，在插入接头位增加焊接补强板
在梁结构设计过程中设计并没有增加筋板和补强板，施工人员在安装前擅自在腹板侧增加一块补强板，工序上先进行了补强焊接，然后将次梁插入，随后安装梁，将梁腹板紧贴补强在主梁腹板处进行二次焊接, 造成局部区域焊缝密度过大，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。。
2.2 、焊接施工现场条件较差，工艺制定和执行不良，特别是焊前预热和焊后缓冷不到位
焊接工艺技术防止缺陷产生的措施主要有：焊前预热、焊后缓冷；选用合适焊条和工艺参数，使用前在保温箱内按规定的温度、时间加热保温, 使用时放置在保温桶内取用等。
该处主材腹板分别13mm、14mm 厚，翼板分别24mm、30mm厚，无拘束度常温下该结构腹板间角焊道不需进行预热和焊后缓冷。《铁路钢桥制造规范》（TB10212）17.2.6、17.4.4规定：焊接环境温度，低合金高强度结构钢不应低于5℃。该工程冬季裂纹发生时日当地气象部门气温数据温度为（-7~-19℃），焊接过程中遭遇严寒的影响而未采取有效的防护措施（焊补强板侧时未预热），也无焊后良好保温消除应力热处理措施，焊缝金属冷却速度很快，对焊缝周围产生张力, 同时焊缝中也容易出现淬硬的马氏体组织。对于Q345来说低碳合金元素含量比低碳钢多，材料淬硬倾向和出现裂纹的倾向大。当残余应力达到材料的屈服极限时，焊缝金属产生塑性变形，当变形量超过材料的极限时产生裂纹，这是裂纹产生的主因。
低温露天施焊环境湿度大，施焊前现场对焊条未采取严格的烘干、保温和领用措施，焊条药皮中的水分较高；造成焊缝金属中氢的聚集，也是冷裂纹产生的一个潜在因素。
2.3 、构造刚性约束大，施工时，荷载分布不尽合理
该结构次梁安装中端部已受刚性约束，在梁焊接时罐体已吊装，罐体的荷载（壳体30余吨）通过临时支撑被传递到平台梁上，临时支撑位置不合理，以罐体中心为重心，重心向A轴侧只有一个支撑立于该次梁上，此次梁承受相对较大荷载，而此荷载又全部通过次梁的焊接接头传到框架梁腹板上，增加了腹板处的内应力，直接导致焊缝区残余应力增大。
原则上在有荷载情况下应该卸载后施焊，施工没有充分重视焊接时荷载的因素，造成主梁腹板焊缝区拘束应力过大，这也增加了裂纹产生的可能性。
通过以上分析可以看出，由于各种措施不得当，使得焊缝中形成淬硬组织；同时封闭的刚性约束加上焊接时荷载较大，造成焊接接头部位很大的拘束应力，在这些因素的共同作用下，产生了焊接冷裂纹。
3 、防范改善措施
接工艺支持要求后，针对裂纹返修制定如下返修工艺方案：
3.1 、先卸除荷载缺陷处荷载，尽量增加焊缝收缩的自由度。
3.2 、选经验丰富的有资质证焊工和气刨施工补修人员。
3.3 、选低氢型焊条材料：E5015或E5016 φ3.2mm（350℃烘焙1h）。ER50-6气体保护焊丝，规格：φ1.2mm，使用富氩混合气或含水符合GB50205要求的纯CO2。严格烘干和保温措施。
3.4 、采用PT/超声波探伤对缺陷定位, 焊缝缺陷可见范围两端各+50mm。 焊缝缺陷的剔除用碳弧气刨加砂轮打磨干净渗碳层。补修焊工参与缺陷的剔除工作，确保剔除部位正确，严禁在返修区域或母材上造成新的缺陷；
3.5 、焊接前，对焊缝两侧75~100mm宽周围区域用氧-乙炔火焰加热到120℃（考虑T型接头实际热传导情况和环境温度低于0℃），用温度器在距焊缝100mm处测量，为防止大风带来的不利影响应搭设临时防风棚。
3.6 、焊道周围20mm范围内的锈、水、油污等杂质的清理要彻底，在次梁侧用8mm碳棒刨轻刨并打磨干净渗碳层, 深度控制8mm左右，用手工电弧焊施焊，也可用气体保护焊。为防止裂缝出现在敏感的第一道焊缝和焊根，适当加大电流，减慢焊速。焊完一遍后, 彻底清理焊道。尽量采用多层多道焊或分段间隔焊跳焊以减少焊接残余应力的产生，一面完成后，在腹板另一侧清根彻底后补焊，要求连续施工，中途停工需在施工前检查焊道质量并重新预热，焊缝不得有弧坑、夹渣、裂纹、咬边以防止形成应力集中。
3.7 、焊后热处理，防止焊接区域迅速冷却而产生裂纹，在焊缝两侧100mm 宽，后热至200℃，消氢和消除应力1h, 后用石棉等保温缓冷。
