焊接裂纹是在焊接应力及其他因素的共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙[1]。近年来，随着机械、能源、石油化工等工业的发展，各种焊接结构也日趋大型化、高参数化，在生产中，这些焊接结构最常出现的、危害最大的焊接缺陷之一就是焊接裂纹。焊接裂纹种类繁多，产生的原因各不相同。有些焊接裂纹会在焊后立即产生，有些焊接裂纹则可能在焊后一段时间才产生，也有些焊接裂纹是焊接结构在服役过程中，在外界条件诱导下产生的，因此预防焊接裂纹的产生较困难[2-4]。

某公司新投入使用的储气罐使用不足1 a即发生开裂泄漏。经检查，漏点位于筒体与进气接管的位置。该储气罐筒体材料为Q345R钢，规格为2 000 mm×12 mm（外径×壁厚），设计压力为1.58 MPa，设计温度为50 ℃，容积为12 m3，工作介质为空气、氮气、氩气；接管材料为20钢，规格为89 mm×6 mm（外径×壁厚），执行标准为GB/T 8163—2018 《输送流体用无缝钢管》。笔者采用一系列理化检验方法对储气罐开裂的原因进行分析，以避免该类问题再次发生。

1. 理化检验

1.1 宏观观察

将漏点附近的防腐漆去除，观察储气罐外部的宏观形貌，结果如图1所示。由图1可知：表面裂纹沿角焊缝分别向筒体和接管侧开裂，除少量锈迹外，未见异常腐蚀产物。

图 1 储气罐外部宏观形貌

沿角焊缝将裂纹完整切取，沿轴线方向观察储气罐内部，结果如图2所示。由图2可知：接管内壁可见两条独立裂纹，结合角焊缝内、外表面裂纹特征，确定两条裂纹已贯穿壁厚，但未交汇连接，未交汇处位于焊缝区。初步推测，裂纹起源于焊缝区，并分别向筒体和接管两侧扩展。

图 2 储气罐内部宏观形貌

在裂纹附近取角焊缝接头进行宏观金相检验，按GB/T 6417.1—2005《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》标准评定，角焊缝接头存在未熔合缺陷（见图3）。

图 3 角焊缝接头宏观形貌

将贯穿裂纹打开，表面可见红棕色腐蚀产物，清洗后观察，断口表面平齐，无明显塑性变形，具有脆性断裂特征（见图4）。

图 4 断口的宏观形貌

1.2 化学成分分析

依据GB/T 4336—2016 《碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规法）》，采用全谱直读光谱仪对储气罐筒体、接管及焊缝的化学成分进行分析，结果如表1~3所示。由表1~3可知：储气罐筒体的化学成分符合GB 713—2014 《锅炉和压力容器用钢板》对Q345R钢的要求；接管的化学成分符合GB/T 8163—2018对20钢的要求；焊缝的化学成分符合GB/T 5117—2012 《非合金钢及细晶粒钢焊条》对E5015钢的要求。