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承插变径管件热裂纹产生的原因及工程的解决方案(一)、承插变径热裂纹产生的原因
承插变径形成热裂纹的理论原因和实际原因很多，但根本原因是铸件的凝固方式和凝固时期铸件的热应力和收缩应力。
液体金属浇入到铸型后，热量散失主要是通过型壁，所以，凝固总是从铸件表面开始。当凝固后期出现大量的枝晶并搭接成完整的骨架时，固态收缩开始产生。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固舶液体金属薄膜（液膜），如果承插变径收缩不受任何阻碍，那么枝晶骨架可以自由收缩，不受力的作用。当枝晶骨架的收缩受到砂型或砂芯等的阻碍时，不能自由收缩就会产生拉应力。当拉应力超过其材料强度时，枝晶之间就会产生开裂。如果枝晶骨架被拉开的速度很慢，而且被拉开部分周围有足够的金属液及时流入拉裂处并补充，那么铸件不会产生热裂纹。相反，如果开裂处得不到金属液的补充，铸件就会出现热裂纹。
由此可知，宽凝固温度范围，糊状或海绵网络状凝固方式的合金较容易产生热裂。随着凝固温度范围的变窄，合金的热裂倾向变小，恒温凝固的共晶成分的合金较不容易形成热裂。热裂形成于铸件凝固时期，但并不意味着铸件凝固时必然产生热裂。主要取决于铸件凝固时期的热应力和收缩应力。铸件凝固区域固相晶粒骨架中的热应力，易使铸件产生热裂或皮下热裂；外部阻碍因素造成的收缩应力，则是铸件产生热裂的主要条件。处于凝固状态的铸件外壳，其线收缩受到砂芯、型砂、铸件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻碍，外壳中就会有收缩应力（拉应力），铸件热节，特别是热节处尖角所形成的外壳较薄，就成为收缩应力集中的地方，铸件较容易在这些地方产生热裂。
热裂纹产生的原因体现在工艺和铸件结构方面其中有：铸件壁厚不均匀，内角太小；搭接部位分叉太多，铸件外框、肋板等阻碍铸件正常收缩；浇冒口系统阻碍铸件正常收缩，如浇冒口靠近箱带或浇冒口之间型砂强度很高，限制了铸件的自由收缩；冒口太小或太大；合金线收缩率太大；合金中低熔点相形成元素超标，铸钢铸铁中硫、磷含量高；铸件开箱落砂过早，冷却过快。
(二)、承插变径工程的解决方案
为达到工程的设计要求，对承插变径设计了自锚式接口。自锚式接口处于柔性连接内，仅在接口后移的情况下，会锁住接口，进而避免脱落。
(1)免支墩设计。在管线水力方向发生变动的情况下，便会出现水力推力，通常承插变径以柔性接口为主，一般是通过混凝土支墩降低水力推力。若不进行设置，那么柔性接口就要应用防滑脱落装置。因管道深埋在地下，和水力推力有明显的距离，管道和土壤所形成的摩擦力能够慢慢地抵消水力推力，该长度通常被叫做自锚长度，也就是自锚长度中要建立自锚接口，在长度外设置柔性接口。
(2)非开挖施工。在输水管线经河流、铁路之后，因无法对地面进行开挖，所以一般采用非开挖的形式。承插变径主要是通过以下方法进行非开挖施工：①顶管施工。施工方式与钢管施工没有区别，不过承插变径定推力很大，若应用中继间技术，可进行长距离顶管施工。根据核实定位系统了解到，机头能够时刻对顶管进行控制，进而进人接受位置。②水平定向钻施工。该施工法规定，要能够承载对管道接口的牵引，确保不出现脱落的情况，同时接口要达到良好的偏转，进而降低弯曲力矩。承插变径接口应用内自锚方式，进而降低拖拉过程中所产生的摩擦力。
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