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無縫鋼管酸洗廠按方案Ⅰ焊前需進行預熱
作者:無縫鋼管 來源:www.hw0743.com 點擊數: 更新時間:2019年04月15 【字體:

 無縫鋼管酸洗廠耐熱鋼的焊接性分

 以CrMo為基的合金鋼,具有較高的抗氧化能力和熱強性(δb≥440MPa還具有良好的抗硫化物和氫的腐蝕能力。其主要化學成分見表1表115CrMoG鋼的主要化學成分%由于鋼中含有較高含量的CrC和其它合金元素,鋼材的淬硬傾向較明顯,焊接性差。根據國際焊接學會推薦的碳當量計算公式[2]計算出15CrMoG碳當量如下:CEIIW=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15%=0.437~0.657當CEIIW0.6%焊接性較差,屬難焊材料,需采用較高的預熱溫度和嚴格的工藝方法;而15CrMoGCEIIW=0.437~0.657說明該鋼的粹硬傾向較明顯,焊接性差,具有一定的冷裂傾向,故該鋼焊接時應采取預熱、后熱等措施。該工程中15CrMoG鋼管在高溫高壓下運行,必須承受較高的負荷,因此如何解決焊后催化及冷裂問題及獲得強度高,塑性、韌性好的優質焊接接頭,就成為本次施工過程中必須解決的關鍵技術問題。215CrMoG鋼管的焊接性試驗 無縫鋼管酸洗廠確定試驗方案 針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點,根據以往耐熱鋼的施工經驗,并查閱相關資料,選擇了兩種方案進行焊接試驗。無縫鋼管酸洗廠方案Ⅰ:焊接預熱,采用ER55-B2焊絲,TIG焊打底,E5515-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進行局部熱處理。方案Ⅱ:采用ER55-B2焊絲,TIG焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進行熱處理。焊材的化學成分見表2表2焊絲和焊條的化學成分及力學性能 

     

 無縫鋼管酸洗廠焊前準備 1試件采用15CrMoG鋼管,115CrMoG耐熱鋼的焊接性分析 15CrMoG鋼系珠光體組織耐熱鋼。規格為φ21910坡口型式及尺寸見圖1圖1坡口形式及 尺寸 2焊前用角向磨光機將坡口內外及坡口邊緣50mm范圍內打磨至露出金屬光澤,然后用丙酮清洗干凈。3試件為水平固定位置,對口間隙為3mm采用手工鎢極氬弧焊沿圓周均勻點焊六處,每處點固長度應不小于20mm4焊條按規范進行烘干,E5515-B2焊條的烘干溫度為350℃,保溫2hE309Mo-16焊條烘干溫度為150℃,保溫1.5h2.3焊接工藝參數 無縫鋼管酸洗廠按方案Ⅰ焊前需進行預熱,根據seferain[3]預熱溫度計算方法,這種方法考慮了碳當量及板厚兩個因素,鋁管碳當量的計算公式為:[C]c=C+40Mn+Cr/360+28Mo/360另外,引入了一個,板厚碳當量:[C]t=0.005t[C]ct―板厚(mm總的碳當量:[C]=[C]c+[C]t=1+0.005t*[C]c設預熱溫度為TpTp=350√[C]-0.25℃)由此可計算出TP=80~160℃,因此預熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔焰對試件進行加溫,無縫鋼管酸洗廠先用測溫筆粗略判斷試件表面的溫度(以筆跡顏色變化快慢進行估計)最后用半導體點溫計測定,測量點至少應選擇三點,以保證試件整體均達到所要求的預熱溫度 2焊接時,第一層采用手工鎢極氬弧焊打底,其余各層采用焊條電弧焊,共焊4層,每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數見表34表3方案Ⅰ的焊接工藝參數 表4方案Ⅱ的焊接工藝參數 按方案I接時,層間溫度應不低于150℃,為防止中斷焊接而引起試件的降溫,施焊時應由二名焊工交替操作,焊后應立即采取保溫緩冷措施。2.4焊后熱處理 采用方案Ⅰ焊接的試件,焊后應進行局部高溫回火處理。根據國家規范技術要求及反復試驗總結出的熱處理工藝為:升溫速度為200℃/h升至700℃后保溫時間為1h降溫速度為100℃/h降到300℃后空冷。具體采用電加熱器包繞焊縫,用硅酸鋁棉保溫,保溫層厚度為150mm溫度控制采用電加熱器自動控溫儀控制。2.5評定試驗 1試件焊后按JB4730-2005壓力容器無損檢測》及GB50236-2011現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》標準進行100%射線探傷檢驗,焊縫均為II級合格。2按NB/T47014-2011承壓設備用焊接工藝評定》及GB50236-2011現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》標準進行焊接工藝評定試驗。評定結果見表5表5焊接工藝評定試驗結果 從拉伸試驗結果可知,兩種方案的拉伸試樣全部斷裂在母材,說明焊縫的抗拉強度高于母材;彎曲試驗全部合格,說明焊縫的塑性較好。根據表5中的沖擊韌性試驗結果可知,方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ,證明方案Ⅰ的焊后熱處理規范比較理想,高溫回火不僅達到改善接頭組織和性能目的而且使韌性與強度配合適當。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條,焊縫性能同母材匹配,焊縫應具有較高的熱強性,焊縫在高溫下長期使用不易破壞。難點是焊后熱處理規范較為嚴格,回火溫度和保溫時間及加熱和冷卻速度控制不當反而會引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊,雖然可以省去焊后熱處理,但由于焊縫與母材膨脹系數不同,長期高溫工作時可發生碳的擴散遷移現象,容易導致焊縫在熔合區發生破壞。因此,從使用可靠性考慮,現場采用方案Ⅰ施焊更為穩妥,通過方案I焊接工藝對該工程的高壓蒸汽管線進行焊接,大多數焊口進行的射線探傷一次合格。目前沈陽科達粉煤氣化廠高壓蒸汽管線已投入生產1年多,運行狀況良好。4結束語 15CrMoG鋼管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強性,采用方案Ⅰ效果更佳,關鍵是要嚴格控制焊后熱處理工藝。方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理,但焊縫在高溫下發生碳的遷移擴散而導致焊縫破壞的可能性不容忽視,因此,只有在焊后無法進行熱處理時才慎重采用。

 

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