焊接裂紋是在焊接應力及其他因素的共同作用下，材料的原子結合遭到破壞，形成新界面而產生的縫隙[1]。近年來，隨著機械、能源、石油化工等工業(yè)的發(fā)展，各種焊接結構也日趨大型化、高參數化，在生產中，這些焊接結構最常出現(xiàn)的、危害最大的焊接缺陷之一就是焊接裂紋。焊接裂紋種類繁多，產生的原因各不相同。有些焊接裂紋會在焊后立即產生，有些焊接裂紋則可能在焊后一段時間才產生，也有些焊接裂紋是焊接結構在服役過程中，在外界條件誘導下產生的，因此預防焊接裂紋的產生較困難[2-4]。

某公司新投入使用的儲氣罐使用不足1 a即發(fā)生開裂泄漏。經檢查，漏點位于筒體與進氣接管的位置。該儲氣罐筒體材料為Q345R鋼，規(guī)格為2 000 mm×12 mm（外徑×壁厚），設計壓力為1.58 MPa，設計溫度為50 ℃，容積為12 m3，工作介質為空氣、氮氣、氬氣；接管材料為20鋼，規(guī)格為89 mm×6 mm（外徑×壁厚），執(zhí)行標準為GB/T 8163—2018 《輸送流體用無縫鋼管》。筆者采用一系列理化檢驗方法對儲氣罐開裂的原因進行分析，以避免該類問題再次發(fā)生。

1. 理化檢驗

1.1 宏觀觀察

將漏點附近的防腐漆去除，觀察儲氣罐外部的宏觀形貌，結果如圖1所示。由圖1可知：表面裂紋沿角焊縫分別向筒體和接管側開裂，除少量銹跡外，未見異常腐蝕產物。

圖 1 儲氣罐外部宏觀形貌

沿角焊縫將裂紋完整切取，沿軸線方向觀察儲氣罐內部，結果如圖2所示。由圖2可知：接管內壁可見兩條獨立裂紋，結合角焊縫內、外表面裂紋特征，確定兩條裂紋已貫穿壁厚，但未交匯連接，未交匯處位于焊縫區(qū)。初步推測，裂紋起源于焊縫區(qū)，并分別向筒體和接管兩側擴展。

圖 2 儲氣罐內部宏觀形貌

在裂紋附近取角焊縫接頭進行宏觀金相檢驗，按GB/T 6417.1—2005《金屬熔化焊接頭缺欠分類及說明》標準評定，角焊縫接頭存在未熔合缺陷（見圖3）。

圖 3 角焊縫接頭宏觀形貌

將貫穿裂紋打開，表面可見紅棕色腐蝕產物，清洗后觀察，斷口表面平齊，無明顯塑性變形，具有脆性斷裂特征（見圖4）。

圖 4 斷口的宏觀形貌

1.2 化學成分分析

依據GB/T 4336—2016 《碳素鋼和中低合金鋼 多元素含量的測定 火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）》，采用全譜直讀光譜儀對儲氣罐筒體、接管及焊縫的化學成分進行分析，結果如表1~3所示。由表1~3可知：儲氣罐筒體的化學成分符合GB 713—2014 《鍋爐和壓力容器用鋼板》對Q345R鋼的要求；接管的化學成分符合GB/T 8163—2018對20鋼的要求；焊縫的化學成分符合GB/T 5117—2012 《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》對E5015鋼的要求。