《方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺论文2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺论文2（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺2方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺【摘要】 攀钢钒炼钢厂方坯减温减压站的主蒸汽管是向 RH 真空处理提供蒸汽介质的主要途径。此主管直径 219mm，厚 18mm，管道压力达 15Mpa，由于此管长期受高压、振动等因素的影响，在其三通处产生一条长约 80mm 的环状裂纹。根据现场位置及条件，特制定本工艺对裂纹进行修复。通过实施后观察及用户使用情况，该焊接工艺对此种材质的裂纹修复是切实可行的，完全达到使用要求,确保管道质量。此焊接工艺具有操作简单、实用性强、工艺性好等特点。【关键词】 RH 主蒸汽管 焊接性 工艺方法及措施【前言】 攀钢炼钢厂 RH
2、 真空处理是对钢水进行炉外精炼的重要措施。它主要靠高压蒸汽作为介质来抽取真空度的，而主蒸汽管道作为输送蒸汽的唯一途径,它起着至关重要的作用。但主蒸汽管道的三通处出现贯穿性的环状裂纹，造成大量蒸汽外泄，影响钢水真空度，常造成停产检修,严重制约 RH 生产。经与现场点检员、操作人员协商后，决定对裂纹进行彻底处理。现归纳总结，愿为将来有类似缺陷的修复焊接技术提供参考。1 材料焊接性分析1.1 此蒸汽管道的材质为 15rMo，属铬、钼珠光体耐热钢系列,此钢在高温下具有足够的强度和抗氧化性。它的基体为珠光体，其工艺性好，比较经济，故而应用广泛。3其化学成分如表 1 所示：表 1 15Mo 化学成分化 学
3、 成 分（质 量 分 数 %）钢 号C Mn Si Mo Cr15 Cr Mo 0.12-0.180.4-0.8 0.17-0.370.45-0.550.8-1.11.2 焊接性分析碳当量作为判断焊接性的最简便的间接,对此钢碳当量作出计算，以此作出焊接性好坏的判别。Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15即:Cmin=0.12+0.4/6+(0.8+0.4)/5=0.427%Cmax=0.18+0.7/6+(1.1+0.85)/5=0.677%从上述碳当量的计算范围可以看出,此钢的可焊性较差,可能出现冷裂纹,需要采取 250-300的预热温度,选择合适的焊接参数,并在焊
4、后进行缓冷的工艺措施。由于铬和钼是组成珠光体耐热钢的主要元素，能显著提高钢淬硬性，这些合金元素推迟了冷却过程中的组织转变，提高了过冷奥氏体的稳定性。在焊接线能量较小时，热影响区易出现淬硬组织。在焊接线能量过大时，导致焊接头晶粒粗大，严重恶化焊接接头的综合机械4性能。13 如果选择的焊接工艺不当，加之存在焊接残余应力集中等因素，那么在焊接热影响区的粗晶区，在 500-700范围内易形成再热裂纹，所以一般采用小线能量输入，减小热影响区的宽度，限制晶粒长大等。2 焊接设备、方法的选择及焊前的准备21 现场缺陷及坡口形状如图 1 所示，产生沿焊缝长度方向的环状裂纹。22 根据现场实际情况，决定选择氩弧
5、焊打底，手工焊填充及盖面的方法。23 焊前准备首先确定裂纹位置后，用气割枪将裂纹处的原焊肉剃除干净，并用角向砂轮机把裂纹处彻底清除干净，直至表面及其根部观察无裂纹为止，清理坡口两侧 30mmm 范围内的铁锈等，直至露出金属光泽。加工的待焊部位应形成根部间隙为 3mm 左右的“U”形坡口，接头处应5打磨成斜坡形，便于焊接。3 焊接工艺31 焊接设备的选择焊机采用北京时代 WS-400，此电焊机是手工焊和氩弧焊两用焊机。32 焊接材料的选择选择耐热钢焊丝，GB 型号：ER55-B2，焊丝表面镀的铜必须用砂纸砂净至露出金属光泽。采用 2.5mm 的钨极作为电极，将钨极端部磨成 35的平底锥形，钨极伸
6、出喷嘴长度为 5-10mm，喷嘴至焊件的距离为 7-10mm。所用焊丝成分如表 2 所示表 2 焊丝成分（质量分数）元素符号焊丝型号C Mn Si Cr Mo S PER55-B2 0.076 1.15 0.67 1.25 0.5 0.007 0.015填充层及盖面层采用手工焊时,应选择 R307 焊条(国标型号为E5515-B2),焊条选择直径为 4mm,其熔敷金属化学成分如表 3 所示:表 3 熔敷金属化学成分（质量分数）6元素符号焊条型号C Mn Si Cr Mo S PER5515-B2 0.05-0.12 0.9 0.6 0.8-1.5 0.4-0.65 0.02 0.02533 氩
7、弧焊时，应选择纯度为 99.99%以上的氩气作为保护气体，其流量应为 10-15/min。34 焊前预热为了降低焊缝及热影响区的冷却速度，避免产生脆硬的马氏体组织，减少因马氏体组织转变而产生的组织应力，还能因减少焊缝金属周围的温度差而使热应力减小，从而可降低近缝区的应力峰值，提高焊缝金属的塑性。因此，焊前应预热焊件至 250-30035 层间温度：珠光体耐热钢层间温度不得低于预热温度的下限，即 250，可用红外线测温仪进行测量。4 焊接操作的实施41 打底层由于裂纹离地面约 350mm 左右，且场地狭小，因在仰焊位进行裂纹修复，这给焊接带来一定的难度。所以在焊接时，我们应将焊丝弯成弧形，紧贴坡
8、口间隙，在接头坡口处后 10mm 左右引燃电弧，然后慢速向前运动至接头处。电弧将焊丝和坡口钝边同时熔化，并稍微作横向摆动，当电弧在坡口两边稍作停顿，熔化的钝边和焊丝就形成打7底焊缝。在焊接过程中，应注意焊丝不能与钨极接触，否则会造成焊缝夹钨或破坏电弧的稳定性。在接近 2-3mm 斜坡口处要收口时，将焊丝抽离电弧区，把两端焊缝熔合。此时加入适量焊丝，焊枪原地停留并观察熔池下沉，若下沉时要补加一滴焊丝，之后应将焊枪立即向前移 10mm 左右熄弧。42 填充层当打底层焊完后，用测温仪测量打底层温度，在达到层间温度要求时，即采用手工焊焊接填充层。我们在接头 10mm 左右引燃电弧，压短电弧拉至接头处，
9、当有熔化金属出现后，采用月牙运条法连弧焊接。焊条摆动至坡口两侧时，稍作停顿，避免缺陷产生。在收弧处，电弧应采用画圈收弧法，避免产生气孔、裂纹。填充层每层焊缝厚度应控制在 2-3mm。43 盖面层填充层焊完后，将焊接电流减小 5-8%左右，电弧在坡口两侧应作适当停留，直至填满后才运条。这样可使焊缝的焊趾处作圆滑过渡，具有焊缝无咬边，成形美观等特点。4.4 焊接参数如表 4 所示：表 4 焊接参数焊接层次 焊丝直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（cm/min）氩气流量（r/min）打底层 25 90-110 12-14 10-11 10-158（Ar 层）填充层（手工焊）4 140-160盖面层（手工焊）4 140-1505 焊后热处理及检验焊接完后，将焊缝处作局部的热处理。因此，我们将焊接接头进行正火处理后，再进行 680-720的高温回火处理，如图 2 所示。当焊缝冷却到室温后，经专业人员对焊缝进行 X 射线探伤，未发现新的裂纹，焊缝未焊透、未熔合、无条状夹渣等缺陷，达到级焊缝的要求。97 实施结论在投入运行 3 年后，至今未发现任何裂纹，从而证明了该焊接工艺运用于 154Mo 珠光体耐热钢管修复的可行性。【参考文献】：1、 焊接手册材料的焊接 陈剑主编 机械工业出版社2、 熔焊原理及金属材料焊接 英若采主编 机械工业出版社3、 大西洋焊接材料 机械工业出版社
