(石化行业中石化炉管的焊接.docVIP

　　HP45NbTi合金具有优异的抗氧化、抗渗碳、抗硫化性能，以及很好的铸造和机械加工性能，在石化行业成功地应用于乙烯蒸汽裂解炉炉管，制氢、合成氨和甲醇催化转化炉转化管及其他加热炉、热解炉等的部件，同时也成功地应用于钢铁冶金及热处理行业的辐射管、炉底辊、工装工具和各种铸造部件。HP45NbTi合金的化学成分（质量分数，%）为：0.40～0.45C，1.0～2.0Si，1.0～1.5Mn，24～27Cr，33～37Ni，0.8～1.5Nb，≤0.30W，P＜0.03，S＜0.03，0.05～0.20Ti。 　　HP45NbTi合金炉管是采用离心铸造工艺制备的，所以炉管在径向上的内壁和外壁组织会有所差异。母材内侧的组织主要是树枝晶和柱状晶，柱状晶焊接时受到应力作用容易沿晶界断裂，所以焊接时应尽量采取减少焊接应力的措施。铁镍基高温合金的焊接都具有热裂倾向和焊接接头的“不等强”问题。而热裂纹主要由两方面因素引起的：一方面冶金因素，高温合金成分复杂、含量多，易在晶界处形成低熔点的物质，特别是镍元素含量相当高，能形成熔点比较低的低熔点共晶物，在晶界处形成液态薄膜，晶粒越大越容易产生连续的液态薄膜，危害越大；另一方面应力因素，高温合金具有较大的线膨胀系数和较小的导热系数，焊接时能产生较大的热应力，当拉应力超过晶粒之间的承受能力时，就会产生结晶裂纹。在焊接过程中应采用线能量小的焊接方法，减少热影响区的过热程度和热应力，防止热裂纹的产生。并且采用短弧焊，焊接时可做微小摆动，必要时可以采取强迫冷却措施。 　　为获得与母材性能接近的接头，可选用化学成分与母材相近的焊丝。表2是用NiR82焊丝打底焊、用25-35Nb焊丝填充并盖面焊所得焊接接头母材、焊材和焊缝化学成分分析的数据。采用安泰科技股份有限公司的25-35Nb焊丝填充，焊丝和焊后焊缝成分均与母材的比较接近，尤其是C、Cr、Ni的含量，由此可以确定选用25-35Nb焊丝填充能满足HP45NbTi母材焊接的要求。选择塑性好的高镍NiR82焊丝打底焊，该焊丝抗裂性较好，在保证不裂的情况下焊厚尽量要小。打底焊时背面通氩气保护，保证单面焊双面成形；焊后着色探伤合格后再改用25-35Nb填充并盖面。第一道填充应重熔打底焊道，保证其一定的合金元素含量，层间温度要控制在90℃。 　　本文研究的炉管尺寸是外径125mm、壁厚11mm。根据生产条件选择手工钨极氩弧焊，直流正接，多层多道焊，保护气体选用纯度99.99%的高纯氩气；选择φ2.5mm的NiR82焊丝打底焊，φ2.4mm的25-35Nb焊丝填充及盖面焊。 　　采用小线能量的焊接规范，NiR82打底、25-35Nb填充并盖面的手工钨极氩弧焊工艺成功地焊接了HP45NbTi离心铸造炉管的接长对接焊缝，焊接质量优良，焊接生产效率较高，焊缝外观质量漂亮。焊接接头的常温和高温瞬时拉伸性能达到母材的要求。在1050℃和25MPa拉伸应力作用下测试高温持久性能，经过100h未断，表明焊接接头具有良好的高温持久性能。常温和高温拉伸性能测试时，试样均断于母材，表明焊接接头具有良好的常温、高温拉伸性能。 izaksjw 不锈钢电解抛光液