焊接工艺—耐热钢管的焊接工艺

耐热钢管的焊接，优质的耐热钢管为美国进口,相当于我国的CrMo耐热钢。工作状态为介质温度500℃,压力为0.3MPa。设计要求对接焊缝进行100%的X射线探伤检查,并达到GB/T3323-1987标准的Ⅱ级焊缝要求。

一,耐热钢管的焊接性

焊接CrMo类耐热钢,过去多用异质奥氏体不锈钢焊条,施工中发现焊接接头的熔合区抗裂性能较差。同时,由于焊接接头的组织和性能的不均匀性,也大大降低了接头的高温使用性能。因此设计中规定CrMo类耐热钢焊接采用同材质焊条焊接,以保证焊接接头的长期安全运行要求。耐热钢中CrMo等合金元素较多,淬硬倾向大,冷裂敏感,防止冷裂纹的产生是焊接中一个关键性问题。所以必须采取预热、后热、热处理等工艺措施来保证焊缝质量。

二,焊接工艺参数

对于Φ159mmx12mm的耐热钢管焊接接头形式为60°V形坡口,钝边为1mm,装焊间隙为3mm。焊条型号选用E5MoV-15,规格Φ3.2mm，焊接工艺参数见图。

    

三,焊接工艺措施

控制焊缝的含氢量焊条使用前应严格烘焙,烘干温度为350℃,保温1.5h。应注意此类焊条烘焙时不要急热和急冷,以免药皮开裂,使用时把焊条放置在保温桶内,随用随取。焊前应严格清除坡口两侧的锈及油污,火焰切割的坡口应打磨光并进行着色查。

严格控制焊前预热温度，焊前预热的主要作用是减缓焊接接头的冷却速度,降低接头的淬硬倾向,减少焊缝金属中扩散氢含量,是防止冷裂纹的有效措施之一。预热温度为300℃,加热的范围为坡口两侧100mm处。

提高定位焊质量提高定位焊缝质量也是防止焊缝裂纹的一个途径,因为定位焊时,电弧极不稳定,冷却速度快,易产生微裂纹,正式焊接前如果不能彻底清除;往往被残留在焊缝中,可能成为引起正式焊缝宏观裂纹的内因。因此定位焊前除一定要按严格预热外,还必须要用正式的焊接工艺参数进行定位焊。

焊接环境的控制耐热钢焊接受环境的影响较大,当风速过大,尤其是管内穿堂风过大时,易使焊接接头淬硬,含氢量也会增加,因此施焊时应尽可能把管线两端暂时堵死。当环境湿度、风速等超过GB/T150-1989规定后,应禁止施焊。

焊接工艺参数的控制焊接时应严格控制工艺参数,不允许超出规定范围,垂直固定位置的横口焊接时最小热输入不允许小于20kJ/cm,否则应提高预热温度来进行补偿,以防止冷却速度过快。

后热消氢处理焊后应立即进行消氢处理,温度为250～300℃,保温1h,如果焊后能及时进行热处理,可省去后热工艺，也能达到消氢的目的。

焊后热处理能消除焊接残余应力,改善焊缝组织和力学性能,并能降低接头的含氢量,是防止延迟裂纹的主要措施之一。热处理工艺为:自由升温到300℃后,以150~180℃/h的温升速度升到740℃±10℃,保温50min后,以150~200℃的速度降温,降至300℃后,自由降温。热处理方法为电加热法,加热宽度为坡口两侧100mm,保温层宽度为600mm,保温层厚度为100mm。

最后要注意的事项有：

①整个焊接过程尽量连续焊完,中断时应用石棉被包好缓冷。采用多层焊接,中间层温度不应低于预热温度。

②焊后X射线检测一定要在24h以后进行。

③耐热钢具有再热裂纹倾向,为了防止热处理过程中的再热裂纹漏检,建议无损探伤在热处理后进行,否则热处理后应进行30%的探伤抽查。

④焊接过程中,如焊缝需返修,对碳弧气刨后的淬硬层必须彻底打磨净,并进行着色检查,确认缺陷彻底清除后方可进行补焊。返修时热温度为350℃,其他工艺措施与正常焊接相同，只有做到上述这些基本要求，才能焊出满意的耐热管道焊缝。