最近，河南省豫興熱風爐工程技術有限公司董事長劉世聚以及其他熱風爐專家，對我國高爐熱風爐爐殼焊縫易開裂、腐蝕的情況進行了認真分析研究，找出了主要原因，并制訂出一系列有效的可避免和減少熱風爐爐殼焊縫開裂、腐蝕的具體控制措施，取得了明顯的成效，受到業內人士的關注。

熱風爐爐殼焊縫開裂的原因

專家們指出，我國熱風爐爐殼焊縫往往受化學成分、金相組織、爐內壓力、腐蝕、環境與大氣等多種原因影響，出現開裂。

就化學成分的影響來說，熱風爐爐殼中含碳量高，影響鋼的耐大氣腐蝕能力；磷偏析嚴重，降低鋼的塑性和韌性，導致鋼的冷脆現象，對焊接性能也有不良影響；硫在鋼中偏析嚴重，惡化鋼的質量，在高溫下降低鋼的塑性，而且若鋼中含硫量偏高，焊接時由于SO2的產生，將在焊接金屬內形成氣孔和疏松。

就金相組織的影響來說，熱風爐爐殼焊縫焊接接口的金相組織包括宏觀組織和顯微組織，其中，宏觀組織的接口一般具有粗大的柱狀晶組織外，還可能由于各種原因產生裂縫、氣泡、夾渣、偏析等缺陷。

就爐內壓力的影響來說，如果在焊接過程中出現了氣泡、疏松、夾渣、焊縫熱裂等缺陷，在熱風爐運行過程中，爐殼內又存在周期性的交變負荷應力，那么在交變負荷應力作用下，焊縫出現缺陷形成微裂紋。微裂紋尖端處必然存在應力集中，從而形成應力場。當應力場的應力值增大到臨界值時，就能使裂紋尖端附近的內應力達到焊縫的斷裂強度，從而導致裂紋擴展，最終使焊縫開裂。

就腐蝕的影響來說，鋼的腐蝕類型大概有以下幾種：一是一般腐蝕，為了避免或減少這種腐蝕，大部分企業都選擇涂抹防腐涂料，降低腐蝕速度。二是晶間腐蝕，這種腐蝕危險性很大，不銹鋼爐殼在焊接時應特別注意預防焊接過程中出現晶間腐蝕。三是點腐蝕，阻止水和氧與金屬接觸就可以盡可能避免點腐蝕。四是應力腐蝕與腐蝕疲勞，它們是應力與介質兩種因素共同作用下所產生的破壞形式，破壞一般是穿過晶粒的（即穿晶腐蝕）。

就環境的影響來說，其主要包括：相對濕度的影響，鋼的臨界相對濕度約為70%；溫度的影響，當相對濕度達到臨界值時，溫度的影響明顯加劇，溫度升高10℃，銹蝕速度提高2倍；大氣其他物質的影響，大氣中含有鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵時，會加速腐蝕。針對這些影響，應該根據熱風爐加工、焊接、安裝的具體位置，當下的氣候環境條件進行具體分析，采取措施加以避免。

綜合上述熱風爐爐殼焊縫開裂的原因分析，專家們認為，熱風爐爐殼焊縫開裂首先是由多種原因造成焊接缺陷，然后在熱風爐運行過程中，爐殼內同時存在周期性的交變負荷壓力，導致焊接缺陷處應力集中，形成微裂紋，待腐蝕介質侵襲后，才有可能發生爐殼焊縫開裂，甚至爐殼拱頂與殼體分離的危險情況。

防止熱風爐焊縫開裂的措施

專家們提出了5種預防熱風爐爐殼焊縫開裂的措施：

一是防止冷裂紋。其措施包括：選用合理的焊接工藝；采用低氫型焊條，經嚴格烘干，保存溫度為350℃~400℃，隨取隨用。

二是防止結晶裂紋。結晶裂紋的產生與防止焊縫結晶的設計有關，為防止產生結晶空穴，應使設計的焊縫截面能得到殘留溶液填補空穴。焊縫的寬度與深度之比控制在1∶1～1.4∶1。為此，可通過調整焊接速度和焊接電流來達到所要求的寬深比。在某些情況下，對接接頭須要設計斜坡口接頭，以改善寬深比。為了保證焊接的寬深比，避免產生裂紋，寧可采取凹面焊縫，也不用凸面焊縫。窄焊道易產生中心裂紋。

三是防止出現氣孔。堿性焊條按規定在350℃~400℃下烘干1.5小時~2.5小時。酸性焊條按規定在200℃~250℃下烘干1小時~1.5小時。焊接的地方保持干凈清潔，焊接過程中，焊接電流要適當，避免焊接速度過快。熔池內氣體要完全放出，一旦余存氣體就可能影響焊接質量。焊接過程產生的氣孔主要有CO、N2、H2氣孔。CO氣孔出現，主要和焊接材料的含C量有一定的關系。解決辦法是在焊絲中添加合金元素。N2氣孔出現，主要是由于空氣的擾動現象所致。解決辦法是在焊接時，給操作區域增加一個擋風屏障。H2氣孔出現，主要是焊接面可能有水或者油污。解決辦法是嚴格控制CO2氣體純度。

四是防止出現焊縫夾渣。焊縫夾渣的主要原因是坡口地方不干凈或者尺寸不合適，清渣不徹底，焊縫散熱速度太快，使用焊條藥皮成分不對，熔渣難以上浮等。

五是防止未焊透。未焊透的主要原因是坡口和間隙的尺寸不合適，焊條偏心度大，焊接根處及層間清理不當。防治辦法是焊接時，使用較大的線能量。

總之，要想防止熱風爐爐殼焊縫開裂，應該選擇合適的原材料，創造合適的環境條件，編制合理的熱加工工藝，編制合理的安裝、焊接工藝及去應力處理工藝，調用高空焊接作業經驗豐富的技術工人，加工出既沒有焊接缺陷又沒有應力集中的熱風爐爐殼，從而減少和避免各種腐蝕的發生，延長爐殼的使用壽命。

重視低碳鋼焊接與爐殼材料選擇

專家們強調道，在熱風爐爐殼焊接過程中，通常采用低碳鋼焊條弧焊。低碳鋼的含碳量≤0.2%，可焊性良好。低碳鋼的弧焊工藝應保證接頭與母材等強度，接頭應具有較低的脆性轉變溫度，避免超過允許尺寸的缺陷，以提高結構的工作可靠性。

低碳鋼弧焊焊縫一般具有較高的抗熱裂能力。但當母材含碳量為0.21%～0.25%時，遇下列情況時應注意在工藝上避免窄而深的焊縫，否則可能出現熱裂縫：一是角焊縫，二是對接多層焊的第一道，三是整個板厚焊透的單面焊縫，四是大間隙對接焊的第一道焊縫。采用堿性低氫焊條亦有助于避免熱裂縫。

低碳鋼弧焊的各種規范對熱影響區的性能無明顯影響，但仍應避免接頭嚴重過熱。

沸騰鋼含氧量較高，鋼板厚度中心有顯著偏析帶，焊接時易產生裂縫，厚板焊接還有層狀撕裂傾向，其時效傾向也較大，焊接接頭的脆性轉變溫度較高，故一般不宜用作承受動載或在嚴寒下工作的重要結構。

此外，要避免熱風爐爐殼焊縫出現裂紋，必須高度重視爐殼材料的選擇。根據我國2008年9月1日實施的《GB713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板》的新分類，16Mng和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金結構鋼，是鍋爐和壓力容器常用鋼材。

建議選擇不銹鋼制作熱風爐爐殼。其優點是焊接性能好，抗氧化能力強。其缺點是含鉻量高，焊接過程中（在450℃～850℃范圍內）易出現晶間腐蝕傾向，材料價格昂貴。

總之，Q345R、Q345LK和不銹鋼都是制作熱風爐爐殼的好材料。