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      鍋爐耐熱鋼厚壁管的焊接
      時間:2020-05-24 14:26:42        點擊量:【 】次

      10CrMo910厚壁管廣泛用于輸送530高溫蒸汽。分析了10CrMo910鋼的焊接性,從母材分析、現場焊接、檢驗、焊后熱處理等方面總結了28 mm厚鋼管的焊接方法。通過高壓注汽鍋爐總蒸汽出口管道的更換實例。

      110CrMo910厚壁管鋼的特性

      中原油田鉆井三公司鉆采設備廠高壓注汽鍋爐在工藝維護和改造過程中,由于總蒸汽出口管道發生變化,需要切斷原管道彎頭并改變方向。經調查,該材料為進口耐熱鋼10CrMo910。管道設計溫度為530,設計壓力為12兆帕,管徑為180毫米,壁厚為28毫米,需要現場組裝和焊接。

      10CrMo910鋼是一種低合金珠光體耐熱鋼。主要用于制造壁溫低于590的過熱器和壁溫為520的集箱和蒸汽管。從大量積累的試驗數據可知,該鋼具有良好的可焊性,對熱處理不太敏感,能在大截面上獲得均勻的組織,并具有良好的持久塑性。當伸長率達到3% 5%時,蠕變速率開始增加。因此,該鋼操作安全可靠。

      2焊接問題

      (1)具有較大的硬化傾向。根據國際焊接學會推薦的公式,鋼的碳當量計算為碳當量=碳當量(鉻鉬釩/5)(鎳銅/15)=0.11(0.52/6)(2.31 1.00/5)=0.859,表明鋼具有較大的硬化傾向。根據成分相等的原則,10CrMo910鋼管采用手工電弧焊焊接。選擇匹配的h08c  r  2.25 o1a  焊絲和r407電極(HD   5ml/100g)。電極的化學組成如表3所示。由于10CrMo910鋼具有較大的硬化傾向,并且管壁厚度具有較大的約束程度,因此在焊接過程中容易產生溫紋。為此,必須在焊接前進行預熱,用低氫焊條焊接,焊接后進行脫氫熱處理等。(2)再開裂容易發生。由于10CrMo910鋼中硫和磷雜質的含量很低,一般不適合產生溫條紋。試驗證明,焊縫成形系數(焊縫寬度與焊縫高度之比)越小,就越容易產生縱向熱條紋。當焊縫能量超過50 kJ/cm時,也很容易產生熱線。這種鋼含有許多合金元素,當焊后熱處理不到位時,很容易產生再加熱晶粒。因此,必須嚴格控制焊縫中的硫和碳等雜質,以減少應力集中,并嚴格控制焊縫能量。

      3.焊接方法的準備

      根據母材和填充金屬材料的成分,采用手工鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊填充和覆蓋的焊接方法,選用H08Cr  2.25 Mo  1A  焊絲和R407焊條。焊接材料的化學成分見表3,焊接工藝參數見表4。

      4現場焊接

      (1)凹槽和組對齊。10CrMo910耐熱鋼用氧-乙炔火焰切割。為防止火焰切割邊緣開裂,切割前應預熱至150,并切割成V型槽。凹槽應在現場用角磨機修整,內部凹槽應倒角。應對凹槽及相鄰的內外側進行磁粉探傷,檢查是否有表不銹鋼精密管面裂紋和缺陷。點固焊只有通過檢查后才能組裝。為避免損壞坡口,造成焊縫根部缺陷,采用坡口中間引橋固定法。用氧乙炔火焰的中性火焰預熱點固焊位置,用氬弧焊點將噴嘴固定在四個點上,點固焊焊縫高3 \u  4mm,長約25 mm。(2)打底焊。10CrMo910鋼管采用手工鎢極氬弧焊焊絲,焊接,坡口采用電加熱預熱。焊前200和40 min預熱可降低焊縫殘余應力和根部硬化傾向。然而,預熱溫度不應太高,否則焊機將不能工作。由于管壁厚,約束程度大,鎢極氬弧焊底層應稍厚(34 mm),收弧時應填滿弧坑,在坡口收弧,防止焊縫根部出現裂紋。打底焊完成后,使用角磨機磨掉點固焊點。(3)填充、覆蓋和探傷。打底焊檢查完焊縫的缺陷后,他立即用手工電弧焊進行填充,以便連續焊接。填充和覆蓋用R407電極應在350和400下干燥2小時,并保持在120和150。由于管壁的厚度和槽寬,連續線能量很容易超過評估值,因此接頭的金屬結構會變得笨重。為了控制線能量,層間溫度必須控制在200 ~ 300之間,多道焊應嚴格按照焊接工藝進行。由于管道壁厚,很難修復焊縫缺陷并對焊縫進行射線探傷。填充3層后,在300下熱處理1小時,100%室溫檢驗12不銹鋼衛生管廠家小時,檢驗合格后,再次預熱,繼續實際焊接。填充后的蓋面焊接完成后,在300下進行焊后熱處理1小時,24小時后進行100%超聲波探傷。經過兩次后加熱,焊縫擴散氫減少,接頭焊接應力降低,預熱溫度低于規范(250和350),便于手工氬弧焊操作。

      5焊后熱處理

      10CrMo910管焊接后,焊縫應在72010回火2h。采用電加熱法和硅酸鋁釬料保溫,持久強度沒有急劇下降。焊后熱處理按上述程序完成后,應對焊縫和熱處理區域進行100%的磁粉探傷,均為一次合格。目前,高壓蒸汽管已在550下長時間運行兩年,焊接接頭符合要求。


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