焊接耐高温钢工艺措施.docVIP

焊接耐高温钢的工艺措施 　　[摘 要]12CrMo钢是通用的1/2Cr-1/2Mo钢，是在1/2Mo钢基础上发展的珠光体热强钢。因为加入了0.5%Cr可以有效的阻止石墨化倾向，它的耐热性比1/2Mo钢要高500。本文对锅炉蒸汽管道和裂解炉辐射段炉管材质12CrMo新旧管材和12CrMo大型锻件的焊接性进行了分析和试验，制定出合理的焊接工艺，对旧炉管和锻件易出现的热裂纹，采取针对性方法修复，有效的解决了新旧炉管焊接难题，达到使用要求，延长了炉管的使用寿命 [关键词]12CrMo钢 新旧炉管 焊接热裂纹 焊接工艺 中图分类号：TG457.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0035-01 0前言 中原油田有裂解炉辐射段炉管其材质为12CrMo钢的离心铸造管，设计压力为1.1MPa，工作介质主要为裂解原油和气态烃，在480℃～540℃的高温下，原料受热在炉管内发生热裂解反应，经过高温生成多种化工产品，炉管长期处于生产运行中，在高温，高碳情况下连续工作，炉管偶尔会出现抗氧化性，抗渗碳等性能不良，因为要连续长时间使用，该种材料焊接时应考虑焊缝的热强度和高温耐性 一、12CrMo钢材料焊接性能分析 1、12CrMo钢的化学成分及加工性能。12CrMo钢的焊接性能总的来说还可以，但是如果壁厚大于13mm的钢管焊前不预热不当，极易在焊缝及近缝区产生热裂纹等缺陷。Si的含量较高它主要是为了提高材料的抗氧化性能，但它在焊接时易形成硅酸盐杂质，而产生裂纹。其微量合金、Al、Ti 、Zr等合金元素，因溶解度有限的问题，有时能形成有害的易熔夹层，也会使接头中出现细小热裂纹。会不同程度的降低该材料的焊接性能 2、锅炉旧炉管长期运行后或温度操控不当的情况下，有些管子表面会形成一层渗碳层，并且合金元素因为烧损，造成了改变金属内部组织结构的情况。所以在焊前我们应该进行严检查，要彻底解决除母材缺陷和不足，弥补合金元素的损失，有利于提高焊接质量 3、维修更换炉管时，新旧炉管组对后焊接，旧母材上也容易出现热裂纹。钢管产生热裂纹的主要原因是，12CrMo钢这种材料的导热率相对比较小，而热膨胀又系数大，特别是在焊缝接局部加热和冷却的条件下，焊接接头在冷却过程中可产生较大的拉应力，焊前预热温度达不到要求，是产生裂纹的主要原因 我们通过上述对该材质的分析和试验，找到了出现裂纹的原因，为了达到满意的焊接效果，在焊接时必须制定合理细致的焊接工艺，焊接要必须一次成功，尽量减少二次返修及补焊 二、12CrMo钢的参数及焊接工艺，以我单位以Ф114×8mm新旧炉管横口连接固定焊为例 1、焊接方法的制定 要想避免12CrMo钢炉管在焊接过程中易出现的热裂纹，在焊接时应采用热输入集中且较小的焊接工艺方法，做到控制层间温度不易过高，手工焊条用E5515-B1或热204焊条。厚度大于12mm的钢管，焊前预热至200～250℃，Ф114×8mm新旧炉管厚度不用预热。我们也可以采用手工钨极氩弧焊进行打底焊接，直流正接，因为直流正接钨极的发热量小，不易过热，避免产生夹钨，而且熔深大，熔宽较窄，易控制焊缝成形，焊接质量也非常好，焊后不用热处理 2、焊前准备 焊接前旧钢管表面必须清理，用磨光机彻底打磨清除焊缝表面和内部6～10mm两侧的氧化皮，杂质，油污，黑色覆盖物，渗碳层等，一直到打出金属光泽 3、选择焊接方法 打底选手工钨极氩弧焊，填充盖面选手工电弧焊。可用加热好的E5515-B1焊条在旧炉管母材端部表面堆焊 4、加工沟槽可以避免再次受热产生新的缺陷。在旧炉管母材端部表面焊接过程中，因旧炉管可能存火焰切割而产生的微细裂纹及严重碳化，改变了母材组织性能，为了避免焊接时产生裂纹，未熔合，增强母材的塑性，减小焊接应力，我们要用切割机在旧炉管端部表面加工三角形或矩形的沟槽，有利于避免因火焰切割受热产生的缺陷 三、微裂纹较严重的旧炉管焊接注意事项 1、在焊接过程中要尽量减少焊接应力。微裂纹较严重的旧炉管焊接时旧母材薄弱处产生的应力集中。如何防止产生热裂纹呢？我们的做法是，焊接时通过电流来调节熔合比，形成与新管材料相近的过渡层，在增加焊接母材合金元素的含量值，增加焊接母材的塑性后在与新管进行组对焊接，保证对口质量，错边量不大于0.4mm。然后在管端加工好坡口 2、选择性能优于母材的焊丝。焊接中应尽可能采用选择塑性，韧性，高温力学性能都好于原母材的焊丝，同时还能弥补了母材合金元素的烧损，调整焊缝合金成分，提高并改善旧母材的组织性能等，以确保焊接质量的提高 四、焊接过程与方法 1、第一层选用氩弧焊打底焊 对口时焊点点到坡口边缘为四点，打底焊接时要把焊点打磨掉，有利于防止产生热