炼厂制氢装置中4Cr25Ni20离心铸管与Cr5Mo法兰的焊接行为分析.PDF

第29卷第2期 石油化工建设 Vol. 29 No.2 2007年4月 Petr oleum and Chemical Con struction Apr. 2007 炼厂制氢装置中4Cr25Ni20离心铸管与Cr5Mo 法兰的焊接行为分析研究 吴文军 钱世武 吉秀英 (中石油第二建设公司,甘肃兰州 730060) 摘 要 制氢装置是润滑油加氢处理和工业氢制造中的一个装置 该装置临氢线腐蚀介质管及设备较多,其中 4Cr25Ni20离心铸管与Cr5Mo法兰的焊接为焊接工程重点 为保证此类装置的安全 平稳 长期运 行 围绕焊材选择 工艺制定和工艺执行效果确认 结合工程实例对4Cr25Ni20不锈钢离心铸管与 Cr5Mo法兰的焊接行为进行了分析研究 提出了性能最优焊材及其工艺和实焊要则 又以统计分析 对焊后质量检验数据进行处理 排除偶然干扰 确定真实状况 为焊接质量检验结果提出了科学定 性 从而也验证了所选工艺的可靠 合理性 关键词 焊接材料 焊接工艺 分析 硬度 检测 数据 200702-0010-01 中图分类号 TG406文献标识码 B 文章编号 1672-9323 1问题的提出 需经250400 ,的预热 焊后进行750780的热处理 4 原兰炼总厂40万t/a润滑油加氢处理和2 10 焊接工艺复杂 施工工期较长 有些因为没有配套的热 3 Nm/h工业氢制造装置中的制氢装置建于 八五 期 处理设备而无法操作 所以很多场合采用不锈钢焊材 间 但其中的各类特殊钢材的焊接至今仍然在一般情 如A302等 对其进行焊接 采用奥氏体焊条 工 况较为少见,且有一定技术难度 因而值得研究 该装 艺简单 焊前无需预热 焊后无需热处理 其焊接接头 置临氢线腐蚀介质管及设备较多 其中转化炉管系统 基本能够满足使用要求 但是由于焊材与母材之间碳 选用材质复杂 品种多 全炉选用6种不同材质 特别 化物形成元素 如CrMo等 的含量有差异 在服役 是辐射部分 高铬镍合金多 选用的焊材复杂 进口集 一段时间后 经常在接头处由于碳迁移以及热胀系数 合管材质为Cr5Mo出口集合管 下尾管材质为 不匹配等原因往往引起早期失效 为此 工程上开始使 Cr20Ni32等 既有同种钢焊接 更多的是异种钢焊接 用镍基焊材焊接Cr5Mo镍元素是石墨化元素 能够 焊接材料既有焊条 又有H1Cr18Ni9Ti焊丝和 抑制碳迁移的发生 而且镍基焊材热胀系数与Cr5Mo Inconel82焊丝 辐射管为ф12712 14000的HK-相当 所以从理论上说 可解决碳迁移以及热胀系数不 40即4Cr25Ni20离心浇筑管 法兰为Cr5Mo锻件 匹配的问题 另外由于Cr5Mo中Cr Mo含量较高及 辐射管HK-40即4Cr25Ni20属于高碳离心浇铸耐热不 含有一定的C元素 使其具有一定淬硬性 对焊接冷 锈钢 其室温下金相组织为奥氏体加一次碳化物 因其 裂纹非常敏感 焊后冷却时发生贝氏体转变 在弧焊热 含镍量较大 组织成分复杂 杂质多 热裂倾向大 影响区形成贝氏体和部分马氏体组织 硬度可达 Cr5Mo法兰属珠光体耐热钢 具有较好的工艺性能 优 HB370以上 所以必须控制其热循环速率 既注意预 良的高温抗腐蚀性能以及较高的高温强度 在我国石 后热措施的得当使用 焊后母材及热影响区硬度能间 油化工生产中得到广泛应用 其供货状态为退火 Cr-接反映出措施的使用效果 硬度越高 越容易开裂 因 Mo钢的焊接性是淬硬性高 焊后有较大延迟性冷裂倾 而控制母材组织及焊材含Ni量成为焊材选用标准制定 向 两者金相组织不同 焊接性殊异 其焊接为焊接工 原则 并且除了选择适宜的焊材 现场操作中焊后焊件