2010/10/14 16:01:32
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内容摘要:4Cr25Ni20钢管与1Crl8Ni9Ti钢材和1Cr5Mo钢管的焊接
1)产品介绍。国产乙烯裂解炉,辐射段和对流段以及段内各部位的温度不同,选用了不同钢材的炉管。温度200~400℃的区域选用20R钢管,炉温600~700℃区域选用珠光体耐热钢1Cr5Mo的管材,温度950~1050℃的辐射段,选用0Cr25Ni20离心铸管,与其连接的法兰,材料是奥氏体不锈钢lCrl8Ni9Ti锻件。
这样,在同一管路中出现了奥氏体不锈钢与珠光体低合金钢焊接,同时也出现了不同牌号奥氏体不锈钢的焊接。
2)焊接性分析。由于0Cr25Ni20不锈铸钢为奥氏体基体加共晶碳化物组织,与上述两种钢材(1Cr5Mo,1Crl8Ni9Ti)焊接时,易发生热裂纹、冷裂纹和σ相析出。
3)焊接工艺
①焊接材料的选择。为了消除焊接热裂纹,防止σ相脆化和冷裂纹倾向,要提高焊接材料中碳和氮的含量,又要控制其钼、铌的含量。在A407焊条(E310型)的基础上,已研制出一种专用焊条。其熔敷金属化学成分(质量分数,%)为:CO.35~0.40,Si<1.0,Mn<1.5,S.P<0.035,Cr23~27,Nil8~20,Mo≤0.15,N0.04~0.14。实践证明,用该焊条焊接0Cr25Ni20炉管与1Crl8Ni9锻件法兰,既能抗结晶裂纹,又能减少σ相析出,取得了良好的效果。0Cr25Ni20炉管与1Cr5Mo钢管焊接,选用A302焊条(E309型)即可。
②预热和层间温度。在0Cr25Ni20钢与其他钢种进行焊接时,如不进行预热,在定位焊和封底焊缝会产生裂纹,所以必须预热。0Cr25Ni20钢1Crl8Ni9Ti钢焊接时,预热温度控制在100℃,层间温度在150℃以下;但0Cr25Ni20钢与1Cr5Mo钢焊接时,预热温度要提高到360~400℃,层间温度控制在300℃左右。虽说预热温度的提高,会引起0Cr25Ni20钢焊缝一侧晶内碳化物粗化,但它能避免由于预热温度太低,而使1Cr5Mo钢一侧形成马氏体组织而造成脆断的事故。
③定位焊。定位焊最容易产生的缺陷是收弧时的缩孔,而缩孔往往又会带来弧坑裂纹。为了防止缩孔的产生,焊接电流不易太大,电弧不能突然熄弧,以保证填满弧坑。定位焊焊缝长度不宜太短,控制在10mm左右。还要保证定位焊缝焊透,背面呈圆滑过渡,经渗透着色探伤,确认无缺陷时,方能进行根部封底焊。
④封底焊。通常选用钨极氩弧焊且管内充氩气保护,来焊接第一层,进行封底焊。这样除了可避免产生裂纹外,还能保证背面焊缝成形良好。在封底焊时,可以加填充焊丝,也可以不加填充焊丝,但要注意在收弧处有可能产生弧坑裂纹。可以在收弧时适当添加一些焊丝H0Cr23Nil3焊丝)填满弧坑,可以避免产生弧坑裂纹;或者不加焊丝,将收弧移到引出板上也可。
⑤其他层次焊道的焊接。其他层次的焊道的焊缝大多采用焊条电弧焊,0Cr25Ni20钢管与lCrl8Ni9Ti钢锻件在焊第二层时,选用A302(E309型号)牌号焊条,盖面焊缝选用上面介绍的专用焊条施焊;0Cr25Ni20钢管与1Cr5Mo钢管焊接时,全部选用A302牌号焊条。
焊接过程中,在保证焊接质量的前提下,应选用小的焊接热输入,即用小的焊接电流和较快的焊接速度。焊条不允许作横向摆动,以窄焊缝为宜。焊接时不允许在坡口外引弧和收弧,否则易产生裂纹。无论定位焊、封底焊还是盖面焊,焊后在焊缝处严禁捶击,不得使用扁铲修正焊缝及清渣,因为0Cr25Ni20钢对冷硬化特别敏感,还会促使σ相的形成。焊缝处的清理可使用不锈钢丝或不锈钢丝轮,修复缺陷时应使用薄片砂轮。
⑥焊后热处理。焊后热处理的温度为1070℃,保温2h,然后空冷。在此温度范围内,可以使已生成的σ相进行固溶消失。在设备运行中,为了消除长期加热而生成的σ相,可以把炉温升高,使σ相重新固熔到奥氏体组织中,借以消除σ相。这种定期、短时间提高工作温度的措施,一般在使用数百小时后,重复一次,就能达到上述目的。
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