1Cr5Mo耐热钢的焊接工艺试验及施工.docx

1、1Cr5Mo耐热钢的焊接工艺试验及施工1Cr5Mo耐热钢的焊接工艺试验及施工1Cr5Mo咐热钢的焊接工艺试验及施工,n一.ftl【.何为王健民曲广学(大庆油田焊接研究与培训中心黑龙江省大庆市l61,/,_一一1摘要依据ICr5Mo钢炉管的化学成份与力学性能,选用HCr5Mo焊丝和R507焊条,采用氢弧悍打底(管子内充氢气保护),手工焊盖面的焊接方法(焊口预热温度为300C),对ICr5Mo钢炉管进行焊接,焊后立即包以保温材料缓冷,24h后进行100的X射线探伤,然后对焊口进行热处理(7502h)对1Cr5Mo钢炉管进行焊接试验表明,接头焊缝的力学性能完全达到GB150-89标准中的要求;热处理

2、后,接头部分的Cr,Mo元素分布均匀,接头组织有弥散的碳化物析出.最后给出jICr5Mo钢炉管的焊接施II艺规程.,l主怠词楚堕垫盟暨呈垦法焊接工艺,1,l在大庆油田化学助剂厂聚合物常减压改造工程中,施工难点是22,2MW原油加热炉的炉管焊接.该炉管材质为ICr5Mo耐热钢,炉管直径为(p1278ram和中89X6ram,工作温度450C左右.焊后要求100X射线照像检查,并达到GB332387规定中的I级标准.焊接1Cr5Mo钢管在大庆油田尚属首次,我们没有焊接此类钢管的实际经验为此查阅了国外大量有关资料,经分析研究后决定采用同质匹配加热处理的焊接工艺,并进行了1r5Mo钢的焊接性和工艺评定

3、试验,确定了最佳的焊接工艺,并编制了焊接麓工工艺规程.在现场焊接1Cr5Mo钢质炉管的焊口1326遭,焊接一次合格率达98以上,使常减压装置中的原油加热炉投产一次成功,经半年多的生产运行证明,1Cr5Mo钢加热炉管的焊接质量完全达到GB332387标准中的规定要求.1.焊接材料的选择要想达到同质匹配的目的,耐热钢焊接材料的选择则显得非常重要,要使所选择的焊接材料既要有良好的高温机械性能,还要保证常温塑性,为此先对母材的化学成份,机械性能及金相组织进行了复验(见表1).表1lCrSMo钢管的化学成份殛力学性能复验结果规格化学成份(Wt)力学性能锕号d(ram)CMnSiCfMoSP(N/mm)(

4、N/mm2()50633529.9出8960.Il0.440.365,14051000200-002l51436029.6lCrSMo46431432.4127800880.390.315.33O54000380.0l646629432.0由表1可见,1Cr5Mo钢的化学成份及力学性能符合GB994888规定标准,其金相组织为铁索体加球状珠光体.根据母材的复验结果,决定采用氲弧焊打底,手工焊盖面的焊接方法,焊接材料选用70油田地面工程(OSE)第l3卷第5娜(t994.to)HCr5Mo焊丝和R507焊条,并依据GB511785,GB98385和GB396583标准进行了HCr5Mo焊丝化验及

5、R507焊条熔敷金属化学成份,力学性能及扩散氢含量的复验和测定(见表2,表3).衰2焊墼的化学成份和焊条熔敷盒晨的化学成份及机械性能化学成份(Wt)力学性能规格锕号(rnm)CMSLCrMoSPd(N/rm)(N/rm)()508朝520.91Cr5M0由8980.110.440.365.14O.Sl000200002151436029.646431432.41Cr5M012780.088O390.315.朝0.540.003848629432.0表3R507焊条熔囊盎属扩散氢含量焊条规格烘干条件焊接电流焊接电压焙敷长度扩散氧含量<mL/lO.g)类型(ram)(h)(A)(V)(rm)

6、试样1试样2试样3试样4平均值R5073.240021202415O1.452.4513615617l由表2和表3可见,R507焊条熔敷金属扩散氢含量符合GB511785标准的规定,其扩散氢含量较低,可以确定,所选用的HCr5Mo焊丝和R507焊条是符合1Cr5Mo钢管的焊接要求的.2.焊接性试验焊接性试验的目的是确定焊接接头的裂纹倾向和选择最佳的预热温度及衡量其工艺的适应性.参照GB467584标准采用斜Y坡口裂纹试验法,试验用1278ram的1Cr5Mo钢管,每对管子焊两道试验焊缝.为了接近于实际施工条件,各选择了三组试验焊接参数,从中选出较优的试验焊接参数见表4,焊缝检查结果见表5,试验

7、焊道分布见图1试瞳t/蕾坑.,.衰4试验焊接参数围l焊道分布示意围焊接方法材料及规格孤热温度()电流(A)电压(V)焊速<ram/rain)手工焊R507由3.2mm25080852O2470手工焊R507由3.2mm30080852024手工焊R5073.2ram35080852024从表5可看出,在一定的焊接参数下,采用三种预热温度均无裂纹生成,考虑到现场施工条件与实验室条件的差异,最后选定预热温度为300C.油田地面工程(OSE)第l3卷第5期(1994.10)71表5焊缝检查结果表面裂纹率根部裂纹率焊接工艺条件试样1试样2试样3试样4试样1试样2试样3试样4手工扞(预热250)O

8、.10手工扞【预热300)Oo10手工掉(预热350)O0l03.焊接工艺评定评定依据JB470892标准,并参照美国AWS标准中的有关规定进行.采用HCrSMo焊丝进行氩弧焊打底(管子内部充氲气炸保护),采用RS07焊条进行后续焊道的焊接,焊后立即包以保温材料缓冷,24h后进行100x射线探伤,然后进行750E2h热处理.各接头的焊接工艺参数见表6,焊道分布见图2,力学性能试验结果见表7.表61CrSMo辋焊接接头水平口全位置焊接参数规培焊接材料电流电压焊速线能量j耍热及层热处理焊道号钢种焊接方法(ram)(mrn(A)(V)(m/ram)<kl/tara)(C)(h)Cr5M0HCr

9、5M01089611G90951012381.418300一Cr5Mo(20)Cr5M0R5072也896手工焊70802O24681.22.7300+CrSMo(3.2)Cr5M0HCr5MO7501中1278T1G80901O12401.21.43O02_LCrSMo(2.0)瑗砖Cr5M0R507201278手工焊8O902025601.62.3300_LCr5Mo(由3.2)Cr5MeR50701278手工焊75852O25501.52.2300+Cr5Mo(3.2)由表7可见,各接头的力学性能均达到GB15089标准中有关焊接力学性能检验的要求.由不同热处理状态下过热医及焊缝医的金相

10、组织(图略)可以看出,热晒m896mm蕾127)<8am蕾稠21CrSMo警接头焊道分布示意田处理前后金相组织的差别较大,热处理前为马氏体组织.热处理后为回火马氏体组织,这与接头部分的硬度分布是吻合的(见图3).从图3中可看出,热处理后,明显改善了接头部分的硬度分布,使之趋于平缓,渡谱分析结果表明,热处理后接头部分的Cr,Mo元素分布均匀,接头组织有弥散的碳化物析出.4.焊接施工工艺规程(1)焊接电流.采用ZX5400可控硅直流电源,TIG焊为直流正接,手工焊为直流反接71油田地面工程(OsE)第13巷第5M(1994.10)(2)焊条烘焙严格控制焊条的湿度和含氢量,焊前对R507焊条进

11、行4002h烘干然后放入150C恒温筒内,随用随取.表71Cr5Mo钢力学性能试验结果拉伸弯曲失冲击规格试样宽厚面积断裂试样号及试样试样号试验温度冲击功(【nm)号(ram)(ram)(【nm2)(N/umz.都位规格(mm)娄型(C)(J)辛温42(610)面弯完好2章温47120.05.4108518母橱焊缝;室温4314(610)面弯完好520l32014出8g6军温i11(610)背弯完好292220.05?01001O母材略台线:室温10794背弯完好594(6l0)1261【I1室温30面弯完好II2辛温2S(8l6)焊缝f;辛温39120.077154468母橱1202o(816

12、)面弯完好【5一2O由127日II620II1室温(8X16)背弯完好I2堡温22,3.078156474母材台线43军温一2O背弯完好5一20(816)6l一2O丑(硬度).厂,?/,一-/厂4,一距焊麓中心距离s(mm)焊麓中心距焊毽中心距离s(mm)圈3ICrMo与2O钢异质接头各医硬度分布aJ507扞缝(焊态)bR5O7扞箍(7502h炉狰)cJ5O7扞箍(7502h缓玲)(3)定位焊.焊前严格清理坡口两侧锈污,火焰切割的坡口应磨掉2ram的淬硬层.定位焊采用TIG焊,位置为4点对称,工艺参数与正式焊缝相同.(4)施焊:预热温度3.0,层间温度300C;采用多层,多道排焊法.焊接途中不

13、油田地面工程(OSE)第13春第5期(1994.i0)73,能停留;彻底清除层间焊渣;严格按表5所给出的焊接工艺参数进行施焊.(5)检验:对焊缝进行外观检查;对焊,缝进行100x射线照像检查.(6)返修:有超标缺陷时采用机械方法进行消除;应设专门焊工进行返修,每道焊口的返修次数不得超过两次;返修工艺参数与施焊工艺参数相同.(7)热处理.焊I:J的热处理曲线见图4.图4焊口热处理曲线(收稿日期19940405编辑琦汞)管渠堰闸水力计算一书即将出版发行管渠堰闸水力计算是一本具有手册性质的技术专着.其内容包括:给排水工程中各种情况的管路,渠道,孔道,堰流及常见的平底,平板水闸的水力计算问题本书介绍了

14、解决工程中常见的各种水力计算问题,各种计算公式井以例题为主,还给出了常用的计算表,井有许多简便,精度高的新的计算方法,应用起来十分方便.为加深读者对公式原理的进一步理解,书中还简要地介绍了部分公式的推导过程.本书适用于具有一定水力学基本知识的给排水工程设计人员,施工人员,管理人员和大专院校给排水专业的师生阅读本书将于1994年1】月由黑龙江科学技术出版社出版,l6开本,共23万字,由油田地面工程杂志社发行,每本定价l2元,欲订购者请与油田地面工程杂志社联系,索取订购单.七七七七电七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七电七七七七新疆未来大型天然气化工基地经专家初步论证,新疆原油应外输东运,弥补东部地区炼油装置能力过剩,天然气以就地加工为宜.未来新疆大型天然气化工基地的初步设想是(单位:10*t/a):合成氮100,尿素160,甲醇6O,醋酸20,醋酸乙烯20,MTBEJ0,醋酐5,聚甲醛l,乙烯及其后续装置45.全部基地建成需要投资200230亿元左右.基地建成后,年创产值可达100120亿元,产品均为国内市场紧俏产品.新疆化工基地的建成将为缓解我国化工市场供需矛盾,发展石油天然气总公司的下游加工和多种经营,为勘探开发提供更多的资金作出巨大贡献.摘自1994年石油规划设计第5卷第2期74油田地面工程(OSE)第l3卷第5朋(1994.10)