khr32c高溫爐管焊接

1、第2 7卷第 1期 2 0 05年 2月 石 油 化 工 建 設(shè) P e t r o l e u m a n dCh e mi c a ICo n s t r u c t i o nV o 1 ． 2 7N o ． 1F e b ．2 0 0 5· 施 工 技 術(shù)K HR 3 2 C高溫爐管焊接 陶象明( 揚子石油化工工程公司， 江蘇南京 2 1 0 0 4 8 )摘 要 通過對 KH R3 2 C高溫爐管焊接接頭常

2、溫拉伸試驗、金相分析、高溫拉伸等試驗 ， 證明在焊接過程 中要 采用小 電流多層多道焊 ， 嚴格控制焊接 線能量和焊接層間溫度 ， 從而保證高溫爐管的焊接質(zhì)量 。關(guān)鍵詞 K HR 3 2 C 爐管 焊接 前言 隨著材料 科學(xué) 的發(fā)展 ，具有優(yōu)異 耐蝕性和耐 熱性 能的鎳及鎳合金材料 ，在各種石油化工裝置 中 得到了廣泛應(yīng)用。 揚子石化公司二輪乙烯改造項 目中， 就首次 使用 了 KHR 3 2 C高 溫爐管 。為保證爐 管焊接質(zhì)量 ，在

3、 對該材料進 行焊接性 分析 的基礎(chǔ)上 ，制定 了合適 的焊 接工藝措施并對焊接接頭進行了一系列焊接工藝試驗，從而驗證 了焊接 工藝 的正確性 ，保證 了爐管焊接施 工 的順利進行 。1 焊接性分析 K H R 3 2 C 是 由江蘇標(biāo)新久保田工業(yè)有限公司開發(fā) 的鎳基耐熱合金材料 ， 它是在A L L O Y8 0 0 H基礎(chǔ)上增 加適量的N b 而發(fā)展起來的， 化學(xué)成分及機枕} 生 能如表 1 所示 ：表 1K H R 3 2 C 的

4、化學(xué)成分 ( ％)及機械性能 項 目CS iMnPSC rN iMONbA 1I m a x0 ． 1 61 ． 51 ． 50 ． 0 3 00 ． 0 3 03 5 ． 0 o2 0 ． 5 00 ． 5 01 ． 6 00 ． 5 0t 1Im i0 ． 1 l0 ． 53 3 ． 5 01 9 ． 0 o0 ． 8 0驗收值 0 ． 1 l0 ． 6 61 ． o 60 ． 0 l 70 ． 0 l 53 4 ． 1 7l

5、 9 ． 0 50 ． 0 10 ． 8 60 ． 0 1項 目a ( M P a )． ％( MP a )a ( ％)標(biāo)準(zhǔn)值 > 1 8 6>4 4 8>2 5驗收值 2 0 35 2 83 2 ． 4由表 可知 ， 其基本化 學(xué)成分是 C ： 0 ． 1 1 ％ ～0 ． 1 6 ％，C r ：3 4 ％ ， Ni ：2 0 ％ ，N b ：0 ． 8 ％ ～1 ． 6 ％。其 中 C r 元 素的主要作用是形

6、成鉻的碳化物，使材料具有較高的高 溫蠕變 斷裂強度 ，同時能在 鋼管表面形成 致密 的氧 化膜， 從而使鋼材具有抗氧化性和抗?jié)B碳性能。 N i 主要起穩(wěn)定奧氏體的作用，此外還能提高鋼材的高溫強 度、 高溫韌性及抗氧化能力。 N b 能增加材料的抗?jié)B碳 性， 還能提高其高溫蠕變強度和高溫塑性。 盡管這些合 金元素能改善材料的高溫性能，然而正是由于這些合 金元素的存在， 導(dǎo)致焊接熱裂紋敏感性提高 ， 如不采取 一 定 的焊接 工藝措施 ，

7、就會增 加焊接 熱裂傾 向 ， 容 易 出現(xiàn)焊接 熱裂紋? 。 此 外 ， 焊接 過程 中還 會 出現(xiàn)氣 孔 、 夾 渣及熔合不 良 等焊接缺陷【 2 】 。1 ． 1 熱裂紋 產(chǎn)生熱裂紋的主要原因是合金凝固時有低熔點金 屬或低熔點化合物的液態(tài)膜殘留在 晶界區(qū)，由于收縮應(yīng)力的作用而發(fā)生開裂。 此外 ， 填充焊絲使用不當(dāng)， 焊 接部 位清潔不 良等 ，也會導(dǎo) 致焊接 熱裂紋 的產(chǎn)生 。 因此 ， 為了有效地防止出現(xiàn)焊接熱裂紋 ， 應(yīng)當(dāng)正確

8、地選擇 焊接材料 ， 焊接前應(yīng)對焊接坡 口 進行徹底清潔 ， 施焊過 程中嚴格控制焊接線能量， 盡量降低預(yù)熱和層 間溫度 ，以加快焊縫區(qū)的冷卻速度。1 ． 2 氣孔 出現(xiàn)氣 孔的主要 原 因有 ：母材 金屬坡 口清理不 干 凈 ， 有殘 留的油脂 、 氧化物 等雜質(zhì)； 填 充金屬表 面不干 凈 ， 沒有對焊 絲進行表 面清潔； 保 護氣體純度 不足 。 對 此 ， 在焊接過程中除了對坡 口進行徹底清潔外， 選用焊 絲進行 填充時還 應(yīng)對

9、焊 絲進 行表 面清 潔 ，同時確保 保 護氣體的純度符合要求。1 ． 3 夾渣 形成夾渣 的主要原 因有： 焊接 材料 清潔不 良， 層 間焊道表面清理不 良， 填充金屬不干凈， 焊接 電流過小。對此采取的對策是焊接前仔細清潔焊接材料 ， 焊接過 程 中選擇合適的焊接工藝參數(shù) ， 嚴格控制焊接線能量 ，保持層 間焊 道清潔 。1 ． 4 熔合不 良出現(xiàn)熔合不 良現(xiàn)象的主要原 因有 ：坡 口 形狀不合 理 ， 有殘 留的氧化 物 ， 電

10、流過小 或焊速 過大 ， 焊把操作 不當(dāng)?shù)取?為了防止出現(xiàn)焊縫熔合不 良， 焊接過程 中要選 擇合適 的坡 口形式和尺 寸 ，選用合格焊 工上 崗操作。3 4歡迎訪 問： 《 中國化工建設(shè)網(wǎng) 》 W W W ． c c c e n r ． o r g維普資訊 http://www.cqvip.com P e t r o l e u m a n dCh e ml c a lCo n s t r u c t i o nCC 石 油 化

11、工 建 設(shè) 2 0 0 5 年第 2 7 卷第 1 期上述 金相 分析結(jié) 果表 明 ，KHR 3 2 C焊接接 頭的微 觀組織正 常 ， 焊接 熔合情 況 良好 ， 同樣 說 明選 用的焊接 材料及制定 的焊接工 藝能夠滿足接 頭的性能要求 。3 ． 3 高溫短 時拉伸 試驗 由于 K H R 3 2 C 主要用于高溫爐管， 為檢驗該材料 在制定 的焊接 工藝 下焊 接接 頭的高溫性 能 ，委托南京 某高 校高溫 材料 試驗 室對 K

12、HR3 2 C焊接接 頭進行 了7 5 0 ~ C高溫短 時拉伸試 驗 。按 照國家標(biāo) 準(zhǔn) G B ／ T 4 3 3 8 —1 9 9 5( ( 金屬材料 高溫拉 伸試驗 ) ) 要 求 ，采用 板狀 試樣 ，截面尺寸為 l 5 r a m ×3 r a m。 高溫短時拉伸試驗結(jié)果列于表 5中。表5 高溫短時拉伸試驗結(jié)果 試樣編號 a( Ma )a b ( Ma )斷裂位置 K H R 3 2 C —ll 8 43 3 0

13、熱影響區(qū)K H R 3 2 C 一 2l 7 02 8 0母 材 K H R 3 2 C 一 3l 7 62 8 0母 材 合格值 ≥ l O 3≥ 2 8 0根據(jù) 以上試驗結(jié)果可知， K H R 3 2 C 焊接接頭在7 5 0℃高溫下屈服強度6 。 的值大于合格值 l 0 3 MP a 的要求，抗 拉強度 6的值大 于等于合格值 2 8 0 MP a的要 求。這 一 結(jié)果表 明在 7 5 0 “ ( 3 高溫 下其高 溫強度仍 能

14、滿足 要求 ，且 與母材溫度 上升其 強度 下降 的趨 勢是 一致 的 ，從而 再次驗證了選用的焊接材料及制定的焊接工藝能夠滿足焊接接 頭 的性能要 求 。4 結(jié) 論 試驗結(jié)果表明，選用的焊接材料及制定的焊接工 藝滿足 K H R 3 2 C 爐管的焊接質(zhì)量要求。 為確保該材料 焊接質(zhì)量，以防止 出現(xiàn)焊接熱裂紋等焊接缺陷為 出發(fā) 點 ，在 施工過程 中應(yīng)做到 ：( 1 ) 徹底清潔焊絲表面及坡口內(nèi)的銹 、 油脂和其它 粘附物 ；( 2

15、) 采用小 電流多層多道焊接， 嚴格控制焊接線能 量 和焊接層 間溫度 。參考文獻 1鄭承炎等編譯 《 中 日焊接技術(shù)交流 ，1 9 8 72斯重遙 、周振豐等主編 ，( 《 焊接手冊 ，北京 ， 機械工業(yè)出版 社 ，1 9 9 3( 收稿 日期 ： 2 0 0 4 — 1 2 - 2 9 )作者簡介：陶象 明， 男 ，1 9 6 8 年 1 2 月出生。工程師，現(xiàn)任國家 特大型合資企業(yè)揚 巴一體化化學(xué)聯(lián)合裝置質(zhì)量經(jīng)理 。( 上接

16、3 3 頁)選擇要進行綜合評定的招標(biāo)項 目的編 調(diào)用模塊 t b n u m， 求 出投標(biāo)單位的個數(shù) I調(diào) 用 模 塊iu m ， 求 出 評 審 專 家 的 個 數(shù)l 調(diào) 用 模 塊儀 t d f ， 求 投 標(biāo) 單 位 得 分 情 況 ， 并 放 入『 從 專 家 數(shù) 據(jù) 庫 中 調(diào) 出 各 評 審 專 家 置 信 度 ， 放 入求 出投標(biāo)單位 i的綜合評分情況 ，放入數(shù)組 用 “ 起泡法” 對綜合評分結(jié)果進行排序 選 m 候 選

17、中 標(biāo) 單 位l圖2 綜合評定部分的模塊調(diào)用示意 參考文獻 1張金梅， 尉繼廷 ． 建設(shè)工程招投標(biāo)中標(biāo)底和評標(biāo)方法探 討 ． 山西水利 ，2 0 0 2 ，( 3 ) ： 4 9 - 5 02 尹潘琪， 閻宇． 淺談建設(shè)工程招投標(biāo) ， 山西建筑 ， 2 0 0 1 ，2 7 ( 2 ) ：1 0 8 —1 0 93 李凡生 ． 決策支持系統(tǒng)新方向——智能決策支持系統(tǒng)．東北電力學(xué) 院學(xué)報，2 0 0 1 ， 2 1( 4 ) ：8 6 —

18、 8 94T． Ra p c s a k， Z． S a g i ， T． T o t h， L． Ke t s z e f i． E v a l u a t i o no ft e n d e r si ni nf o r ma t i o nt e c h n o l o g y ． De c i s i o nS u p p o r tS y s t e m，2 0 0 0 ，( 3 0 ) ：1 — 1 0( 收稿 日期： 2