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TP347不锈钢炉管的焊接技术不锈钢炉管的焊接技术

摘要：对TP347材质焊接性进行分析，确定了焊接方法，确定了焊接工艺参数及焊后热处理

工艺。指出现场焊接时控制热输出及焊后热处理是控制铁素体含量的关键。

关键词：TP347铁素体热输出焊后热处理

0前言

润滑油高压加氢装置两座加氢进料加热炉炉管操作压力较高，材质为TP347（0Cr18Ni11Nb），

属奥氏体不锈钢，耐热、耐蚀性能较好，焊接性也较好，但控制焊口铁素体含量难度较大，

铁素体含量对焊道耐热、耐蚀性能影响较大。因此控制铁素体含量是焊接关键。下面以高压

加氢装置炉管焊接为例来介绍TP347TP347钢的焊接工艺。

1.焊接性分析及焊口组对

1.1炉管的化学成分

炉管的化学成分见表1。

(1)碳C碳是影响钢材强度的重要元素,较高的碳含量能提高钢的强度和耐磨性，但钢的耐腐

蚀和焊接性能下降,而且与碳化物形成元素（如Mo）结合，在晶界上形成粗大的碳化物。

(2)铌Nb铌在高温条件下也不被完全氧化,高温条件下可以与硫、氮、碳直接化合，不与无机

酸或碱作用，可以有效提高焊接接头的耐腐蚀性能和抗氧化性。

(3)铬Cr铬可以提高钢的脆性转变温度，随着铬含量的增加，钢的脆性转变温度也进一步提

高，冲击值随铬含量增加而下降。由于不平衡的加热和冷却,晶界可能产生偏析产物,从而增

加热裂纹倾向。

(4)锰Mn锰有脱硫作用，能置换FeS为MnS，同时也能改善硫化物的分布形态，使薄膜状

FeS改变球体分布，从而提高焊缝的抗裂性。

(5)硅Si硅能溶于铁素体,对钢有一定的强化作用。

(6)硫和磷S、P硫使钢产生热脆,磷使钢产生冷脆。

1.2坡口制备及组对

炉管坡口采用坡口机加工，坡口型式为YV型坡口，组对间隙为2±1mm（。

2.焊接工艺

2.1焊接方法

焊接方法是焊好炉管的关键，为了防止管道在焊接时存在焊接热裂纹、δ相脆变，铁素体含

量高等问题。焊接时采用以下措施：

选用钨极氩弧焊打底，背面充氩保护，手工电弧焊填充及盖面焊。焊后及时进行热处理的焊

接工艺。

2.2焊接要点

（1）打底时从两定位焊缝中间起焊，背面通氩保护，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，

背面成型高度保证在1-2mm。

（2）焊接工艺采用小线能量，快速焊，填充及盖面焊道采用多层多道焊，小摆动或不摆动

操作，层间清理要彻底，各层道之间接头应相互错开。

（3）焊接过程中应严格控制层间温度不超过100℃。

（4）焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹。

（5）手工电弧焊填充及盖面时，应在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉，

以防止焊接飞溅损伤母材。

2.3钨极氩弧焊焊接工艺

钨极氩弧焊具有热能量集中、能量密度大，热能量容易控制的优点，同时根部焊缝成型较好。

因此采用它作为焊接打底。选用H0Cr20Ni10Nb焊丝.

（1）氩气作保护气体氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学反应，也不溶解与金属中，

另一特点是导热系数很小，而且是单元子气体，高温时不分解吸热，在氩气中燃烧的电弧热

量损失较少。钨极氩弧焊氩气的纯度不应低于99.96%，焊接时氩气的流量为15L/min。

（2）钨极钨极耐高温，在焊接过程中不易损耗。若焊接电流越过许用电流，就易使钨极端

部熔化形成熔球，则位于熔球表面上的电弧斑点易受外界因素干扰而游动，使电弧飘荡，电

弧不稳定。钨极磨成尖部直径0.3mm，夹角30~60度的尖状，可保证电弧稳定。

（3）工艺特点焊接焊丝应采用横向方位上下摆动，焊接参数尽量选用小电流和小电压，以

控制热输入。焊接参数见表6。

2.4手工电弧焊工艺

（1）焊条的采用焊条采用A137A137。使用前应检验焊条是否在保质期内，表面药皮是否圆整光

滑，无皱皮（因表面涂料压涂时处置不当造成焊条表面起皱现象）、气泡、开裂现象。A137

为碱性低氢型焊条，焊前需要烘干，烘干温度250℃，恒温1h。待用温度为100~150℃。

（2）工艺特点为防止热裂纹，严格控制好层间温度，氩弧焊打底后，待焊道冷却后进行电

弧焊接，焊接时，焊道分多层多道焊接，焊完一层后间歇几分钟，待焊道冷却后进行下一层

焊接，严格的把层间温度控制在100℃以下，确保铁素体含量控制在4～8%范围内。焊接过范围内。焊接过

程中焊条采用微摆动，焊接时采用直流反接，同时要避免焊接缺陷（气孔、夹渣、未焊透等）

的形成。焊接参数应尽量选用较小电流电压，以控制热输入。

焊接时应严格按焊接工艺及参数进