铬钼合金钢管道焊接技术和焊后热处理技术探究论文_王勇

铬钼合金钢管道焊接技术和焊后热处理技术探究论文_王勇

(陕西清水川能源股份有限公司 陕西省榆林市府谷县 719400)

摘要:铬钼合金钢是指在钢当中添加上述两种元素实现钢强度大大提升的技术。这种钢的出现对于我国一些制造行业经济水平以及技术能力的提升具有十分重要的作用。但是由于这种合金钢本身正处于起步阶段,因此这一类型钢的焊接技术以及焊后热处理技术仍然具有不完善的地方,对于钢的品质产生了不同程度的影响。本文对于铬钼合金钢管道焊接技术、热处理技术以及相应的检验技术进行全面的阐述,希望为相关部门的工作提供一个有价值的参考。

关键词:铬钼合金钢;焊接技术;焊后热处理技术

引言:铬钼合金钢由于其自身的特性,需要严格的把控这一技术当中的钢蠕变程度、持久性以及相关的抗腐蚀性,从而使得铬钼合金钢更能适应如今制造行业的不断发展[1]。但是受相关工作性质以及工作环境的影响,有些管道在焊接的过程中没能遵循相关的规范,从而使得焊接质量得不到有效的保障,这对于该行业经济利益的有效提升也产生了一定的制约作用,因此从行业本身的角度入手,对于其中的管道焊接以及焊后热处理技术进行研究应该是一项具有普遍现实意义的工作。

一、铬钼合金钢管道焊接技术

(一)焊接工艺

目前,工厂化的焊接系统以及焊接技术对于相关全自动以及半自动焊接工艺的有效推行起到了重要的基础性作用,因此这两种工艺在一般焊接的过程中都会大力采用,比如利用二氧化碳进行焊接、利用药芯焊丝的保护作用进行焊接等。这些不同类型的焊接技术对于生产效率以及相关经济效益的有效提升具有十分重要的作用。但是也应该注意的是,目前,全自动化的焊接设备往往需要投入较大的资金,因此一般在大型工艺当中的预制阶段应用较多。而一些经济利益有限的小型焊接项目,主要采用手工焊接的方式进行,从而达到节约成本的作用。

(二)焊前预热

对于焊前预热温度的要求,A335-P11钢不小于150℃,A335-P22钢不小于180℃,A335-P91钢不小于200℃。层间温度要求不低于预热温度,一般不超过350℃,A335-P91钢的要求更严格一些,不超过300℃。达到预热或层间温度的最低要求即可,过高的预热或层间温度会使焊缝区和热影响区的晶粒粗大,反而降低焊接接头的力学性能。在焊前预热中,加热用的设备有绳式加热器、履带式加热器和磁铁式加热器,采用硅酸铝或陶纤毯等材料进行保温[2]。预热方法有火焰加热法和电加热法两种。对管径较小或壁厚较薄的工件,一般采用火焰加热法,要求预热均匀,并根据实际采取一些保温措施。加热气体可以采用LNG、LPG、煤气、乙烷等,不提倡采用氧-乙炔气,因为该气体的热量集中,温度高,不容易加热均匀。加热设备一般采用专用的加热炬,不应采用切割炬。对于管径或壁厚较大的工件,可采用电加热法以保证预热和层间温度。对管径较大的工件,除采取火焰加热所述的保温措施外,还可以采用双人对称焊加快焊接速度以保持层间温度。

二、铬钼合金钢管道焊接焊后热处理技术

铬钼合金钢管道焊接完成后应立即进行热处理,A335-P11、A335-P22以及

A335-P91钢热处理恒温温度控制为:分别不超过730℃、750℃以及760℃。技术要点包括如下几个:

第一,P92钢焊接控温精度要求高,所有的焊接、热处理机具设备必须经过计量合格。预热及热处理用热电偶须经过计量检定,并有可靠方式对热处理设备的温度误差进行校核和补偿。为保证根部质量,采用氩弧焊打底并填充一层,即用氩弧焊焊两层,防止出现根部裂纹。

第二,为避免层间温度过高、焊层过厚,导致形成焊缝晶粒粗大,影响焊接接头力学性能,焊条电弧焊填充及盖面均采用φ3.2mm的焊条施焊。焊接操作中采用小摆动、薄焊道、快焊速、多层多道焊工艺,手工电弧焊单层单道厚度不超过焊条直径,摆动宽度不大于焊条直径的3倍,最大线能量不超过20KJ/cm,各项规范参数应在工艺卡允许范围内。

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第三,严格监控焊接过程中的层间温度,层间温度控制在200~250℃,除合理布置热电偶位置进行监测外,焊接过程中用手提式测温仪再次进行温度监控,确保层间温度不超过250℃。焊接接头不能及时进行热处理时,应在马氏体转变完成后立即做300~350℃恒温2h的后热处理。

第四,焊后热处理采用分区控温法严格控制整个试件的温度,尽可能使温差在10℃以内,确保整个焊接接头最终成为细小的回火马氏体组织。

第五,热处理完成后要做硬度检测。为保证焊缝冲击功达到41J以上,热处理焊缝HB硬度宜控制在180~250HB范围内[4]。

总而言之,在铬钼合金钢管道焊接之后的热处理过程中,不仅仅要做好焊接温度的控制,对温差控制进行科学合理的设定,并严格地依据各种工件的技术规格要求,着重提高焊接的质量,做好焊接的整体技术控制工作,进而将焊接的质量显著提高。

三、合金钢的焊接工艺

焊接工艺的评定内容主要有:力学性能试验、探伤检查以及外观检查等三方面。探伤检查和外观检查要按照ASME B31.3规范的有关部分进行;力学性能试验进行拉伸试验和面弯90°、背弯90°的试验,拉伸试验得到的最大抗拉强度在580~663.8MPa之间,而ASM3规范中904L合金钢的抗拉强度大于490MPa,面弯90°、背弯90°试验后均完好。

四、铬钼合金钢管道焊接的检验

铬钼合金钢管道焊接完成后,要对其进行仔细的检查、检验,首先就要做好

清理工作,将焊渣和飞溅物去除,并对其外观进行充分的检查,外观检查合格后,对铬钼合金钢管道焊缝进行无损检测,对有毒可燃介质管道焊缝进行检测的过程,严格地依据SH3501及SH/T3520的相关规定。检测手段一般采用射线检测,在某些特殊情况下(特别是某些现场条件无法进行射线检测时)采用超声波检测。铬钼合金钢管道现场焊接施工过程中,其主要的焊接施工流程就要对材料的性能要求进行综合性的考虑,对预热温度进行正确的选定,并做好层间温度、焊接热输入温度以及焊后热处理温度的合理控制,对焊后热处理工艺加以制定,从而消除了产生延迟裂纹的风险。

五、结语

总之,随着我国经济水平的不断提升,焊接技术的提高对于社会生产力起到了一定的推动作用,因此相关生产部门要重视起铬钼合金钢的管道焊接以及焊后热处理技术,不仅应该使得这一技术够适应各种型号钢的预热温度的控制以及管道焊接当中的层间温控制,然后利用热消氢处理;并且在这个实际当中施工人员还需要加强焊接技能的有效培训,加强施工人员对于焊接过程的有效监督和管理,确保焊接过程当中的科学化以及规范化,同时在对铬钼合金钢管道焊接的最终热处理中,需要严格地执行相关工作的基本技术规格,并对合适的热电偶类型以及热电偶的数量进行合理的选择,做好对铬钼合金钢管道焊接的检验,消除焊接过程的种种缺陷,并在一定意义上显著的提高焊接的合格率,进而提高焊接的质量。

参考文献:

[1]冯承国,徐彩滨,苑新锁.铬钼合金钢压力管道施工中的关键环节及质量控制[J].石油化工设备技术,2011,v.32;No.18905:22-25+30+2.

[2]李应钦,徐森,刘文峰.T/P91钢及其焊接、焊接热处理、无损检测工艺要点[J].中国化工装备,2015,v.17;No.7403:13-23.

[3]乐开班,李可南,习韦平.铬钼合金钢管道焊接技术和焊后热处理技术探究[J].中国电力教育,2016,(33):254-255.

[4]高渐离,敬奔,范建荣.铬钼合金钢管道焊接技术和焊后热处理技术探究[J].中国高新技术企业,2015,(22):94-95.

论文作者:王勇

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2018/1/6

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