（13）Cr5Mo合金钢的焊接

Cr5M o 合 金 钢 的 焊 接 王鸿钧　　张光远 广东 广州黄埔 中石化四公司第五工程公司 (510700) 　　石油化工装置高温管线及炼油厂加热炉炉管经常采用C r— M o 珠光体耐热钢钢管。因其使用温度较高 (450～ 550 ℃) , C r— M o 合金钢的焊接在石油化工装置建设中要求比较严格。现在对常 用的C r5M o 钢的焊接结合施工实践谈几点认识。 1　同质焊材的焊接 根据石化总公司的要求, 新建工程的C r—M o 钢管线焊接 必须使用同质焊材焊接。由于C r—M o 钢在空气中焊接极易淬 硬, 所以C r—M o 钢的焊接必须采取焊前预热、焊后后热及焊 后热处理等工艺。 广州石油化工总厂延迟焦化装置工艺管线共630 m , 两台 加热炉炉管共7 200 m , 采用C r5M o 钢管, 焊材选用H 1C r5M o 封底, R 507焊条盖面。焊接规范参数见1。 表1　同质焊材焊Cr5M o 钢工艺参数 焊接方法 焊接电流(A ) 电弧电压 (V ) 焊接速度 (cm öm in) 氩弧焊封底 100～ 110 16～ 18 5～ 8 手工焊盖面 110～ 120 20～ 22 6～ 10 　　 (1) 焊口组对及点焊固定 焊口组对形式见图1。点焊固定的焊接工艺与正式焊接工 艺相同, 每道焊口四个定位焊点均匀分布, 焊点高度不大于壁 厚的2ö3, 焊点长度10～ 15 mm。 图1　焊口组对形式 　　 (2) 焊前预热　采用电加热带在焊缝两侧各100 mm 范围 内均匀加热, 加热区以外100 mm 以内应保温。由温度控制柜将 预热温度控制在250～ 350 ℃范围内。 　　 (3) 施焊　正式焊接前管内需充氩气保护。每道焊口应在 预热温度下, 一次连续焊接完成, 在焊至定位焊点时应将焊点 磨去, 底层焊道焊完后立即进行面层焊道的焊接, 层间温度不 低于预热温度。如因故焊接中断, 心须采取后热措施, 在进行再 焊接前应进行检查, 确认原焊道无裂纹后方可继续施焊。 　　 (4) 焊后后热　若焊后不能立即进行热处理或因故中断焊 接应采取后热措施。焊后后热的方式、范围与预热时相同, 温度 控制在300～ 350 ℃, 时间约15～ 30 m in。 　　 (5) 焊后热处理　管道焊缝的焊后热处理采用电加热法, 加热及保温范围在焊缝两侧各不小于100 mm , 测温采用热电 偶, 每条焊缝测温点分三点均匀分布, 并用温度自动记录仪记 录热处理曲线。热处理温度控制在760～ 780 ℃, 保温1～ 2 h。热 处理曲线见图2。 图2　热处理曲线图 (6) 焊缝检验　焊缝首先进行外观检验, 焊缝与母材应圆 滑过渡, 焊缝余高不大于115 mm , 两侧增宽不大于2 mm。焊缝 表面不允许有裂纹、夹渣、气孔等缺陷, 咬边总长度不大于焊 缝总长的10% , 深度不大于015 mm。其次进行X 射线探伤, 执 行《钢熔化焊射线照相及质量分级》 (GB 3323- 87) , Ê 级合 格。热处理后的焊缝还应进行硬度检测, 每条焊缝不少于一处, 一处三点, 合格硬度不大于HB234。 2　异质焊材的焊接 湛江东兴炼油厂大修项目新增C r5M o 钢管线450 m。由于 工期紧, 施工量大, 现场条件所限不能进行热处理。采用A 307 焊条焊接, 焊接规范参数见表2。 表2　异质焊材的焊接规范 焊接方式 焊条直径(mm ) 焊接电流 (A ) 电弧电压 (V ) 焊接速度 (cm öm in) 手工焊 312 85～ 100 23～ 25 7～ 9 　　采用A 307焊条焊接C r5M o 钢, 焊前不用高温预热, 焊后 不用热处理。但主要问题是焊缝两侧熔合线熔合了不同材质的 母材和焊材成为异种钢接头, 造成焊缝熔合线硬度偏高, 在高 温下长时间工作易造成熔合线开裂, 因此需注意: (1) 焊前预热　主要目的是减少降温速度, 防止近缝区硬 度偏高。预热温度控制在200～ 250 ℃。 (2) 采用小电流快速焊　由于C r2M o 钢在空气中焊接极 易淬硬, 为了降低焊缝中熔合母材的含量, 防止熔合线过硬, 应 采用小电流快速焊。一般电流控制在100 A 以内, 熔合线附近 24 焊接技术　　1997年第6期õ焊工之友õ 锅 炉 管 以 焊 代 胀 的 工 艺 措 施 袁建国　赵建业　李晓华 山西 大同煤气化总公司 (037043) 　　在一次事故中, 一台上海产 SHL 20—13—A Ë 蒸汽锅炉受 到破坏, 不能正常运行。事故致使前墙升管、后拱管、对流管及 水冷壁管全部变形, 胀口全部松动、渗漏, 部分前墙升管、后 拱管爆裂, 隔烟墙倒塌。为此, 决定将全部受热面管子更换, 以 恢复锅炉的正常运行。 将对流管及其它受热面管子拆除后, 经检查发现上、下汽 包管孔直径及椭圆度大部分超过有关标准的要求, 管子无法胀 接修复。为此采用焊接的方法进行修理。 1　上、下汽包的硬度检查 用便携式硬度计对上、下汽包的40多个测点进行硬度测 试, 硬度值为HB120～ 150。 2　焊条的选择 该锅炉汽包为20g, 对流管材料为20# 锅炉管, 选用<215、312的 J422焊条。 3　焊接工艺评定试验 为了保证焊接质量, 根据管子的焊接位置, 我们选择管板 水平固定焊、管板垂直固定焊 (分向下和仰焊) 三个项目进行 焊接工艺评定, 焊后试件经外观和宏观金相检验合格。 4　焊前准备 (1)将汽包内壁的管孔及其周围10 mm 和距管端50 mm 范 围内的表面铁锈、油污等杂质清理干净, 露出金属光泽。 (2) 为了清除烟气间隙, 减少腐蚀, 焊前用胀管器进行预 胀, 将管与汽包的间隙清除, 胀接时不翻边。 (3) 在钢架的上、下各焊四个指针, 分别指向上、下汽包 水平中心线, 用以方便地监视和控制上、下汽包的焊接变形。 ( 4) 焊条经150℃烘干1. 5h 后, 放入保温筒中, 随用随 取。　　　　　　　 5　焊接规范及焊接顺序 焊接时, 用 <215 焊条打底, 焊接电流70～ 90 A , 第一层焊 后, 清理焊渣, 经表面质量检验合格后方可进行第二层焊接盖 面。第二层焊条直径 <312 , 焊接电流100～ 120 A。整个焊接过 程中, 焊工可根据焊接位置的不同在规定范围内自已选用焊接 电流。 为防止汽包在焊接过程中由于焊接应力而产生变形, 焊接 时应按以下顺序进行。由两名焊工分别在上、下汽包焊同一根 管子, 先跳焊中间的一排管, 待焊完的焊缝热影响区基本冷却 后, 再交错跳焊附近其余管头。 焊接时要经常监视钢架上指针的变化, 当发现汽包向某个 方向变形时, 就在其对角线位置施焊, 以调整汽包的变形。 6　焊接质量要求 焊脚尺寸 K = 5+ 2 mm , 焊缝及其热影响区无裂纹、夹渣、 弧坑和未熔合等缺陷, 咬边深度不超过015 mm。 7　焊后锅炉整体质量检查 (1) 对焊缝表面质量进行检查: 无裂纹、气孔等缺陷, 焊 接质量合格。 (2) 对汽包变形情况进行检查: 汽包沿纵向轴线变形为上 汽包5 mm , 下汽包5 mm; 沿周长扭转变形为上汽包4 mm , 下 汽包6 mm , 符合使用要求。 (3) 水压试验116 M Pa 压力下无渗漏, 水压试验合格。 8　体会 通过对锅炉上、下汽包管头的焊接实践, 只要采取适当的 焊接规范和工艺措施, 用以焊代胀的方式修复锅炉管, 是可以 保证焊接质量和控制焊接变形的。 (收稿日期: 1997203231) 硬度在HB210以下。 (3) 填满弧坑　由于奥氏体材料的导热系数较珠光体的 C r2M o 钢小而线胀系数大, 焊接时容易产生内应力, 焊缝冷却 过程中易产生弧坑裂纹, 应尽量将弧坑填满。 3　结论 广州石油化工总厂延迟焦化装置两台加热炉炉管采用 C r5M o 钢管同质焊材焊接, 在500 ℃的工作温度下已使用一 年工作正常, 证明同质焊材焊接工艺是成熟的。湛江东兴炼油 厂工艺管线采用异质焊材A 307焊接C r5M o 钢管, 焊后射线探 伤一次合格率为9812% , 硬度不超过HB210, 在520 ℃温度下 正常运行, 可见在现场条件不能进行热处理的情况下可以采 用奥氏体焊接材料焊接C r—M o 钢。 (收稿日期: 1997201207) 34W elding T echno logy　№6　1997 õ焊工之友õ